загрузка...
загрузка...
На головну

Вуглеводи зерна і продуктів його переробки

  1. Амінокислотний склад м'ясних продуктів, мг на 100 г їстівної частини
  2. Блок прийому, переробки та зберігання інформації
  3. Види вологи і класифікація продуктів за вмістом вологи
  4. Вітаміни зерна і продуктів його переробки
  5. Вологість зерна
  6. Вплив середовища на склад продуктів реакції
  7. Вплив температури на мікроорганізми і властивості харчових продуктів

У зерні злаків вуглеводи складають переважну частину всього зерна.

пентози у вільному вигляді в зерні, крупах і борошні практично не містяться. Вони містяться в досить великій кількості в зерні у вигляді пентозанов. Їх особливо багато в оболонках зерна, висівках, «лушпинні» різного насіння, кукурудзяних качан.

Значна частина цукру, що міститься в нормальному непророслими зерні, складається з сахарози. У нормальному непророслими зерні мальтоза майже не міститься; вона накопичується в зерні лише при проростанні. У зародках зерна в помітній кількості міститься рафіноза - трисахарид, що складається із залишків глюкози, фруктози і галактози.

крохмаль - Головне з речовин, що містяться в зерні злаків. Середній вміст крохмалю в зерні кукурудзи, жита, рису і пшениці становить від 60 до 75%, у ячменю - від 50 до 60%; особливо багато крохмалю в рисовому зерні - від 75 до 80%. У зерні він міститься у вигляді крохмальних зерен різного розміру і форми. Крохмальні зерна пшениці, жита і ячменю прості, в той час як у кукурудзи, вівса і рису складні, що складаються з окремих, як би склеєних між собою дрібних крохмальних зерен.

Як було вже зазначено, крохмаль складається з амілози і амілопектину. У картопляному крохмалі міститься від 19 до 22% амілози і від 78 до 91% амілопектину; в пшеничному та кукурудзяному - відповідно 25 і 75%.

глікоген -близький до крохмалю полісахарид -міститься в зерні деяких сортів і видів кукурудзи і в дріжджах. Глікоген має структуру, подібну до структури амілопектину, тобто він також є розгалужений полісахарид; проте на відміну від амілопектину молекула глікогену побудована як би більш компактно.

Слизу (гума). Вміщені в зерні слизу є полісахариди, в більшості випадків розчинні у воді. Порівняно багато слизу в зерні жита - близько 2,5 і навіть 3% від сухої ваги зерна. Слизу жита легко набухають у воді і утворюють дуже в'язкі розчини. Підвищена в порівнянні з пшеничним зерном в'язкість жита при розуміли пояснюється саме вмістом слизу в житньому зерні.

У зерні багатьох культур (жита, пшениці, вівса, ячменю) містяться левулезани - полісахариди, що складаються із залишків левульози (фруктози).

геміцелюлози - Нерозчинні у воді полісахариди, які не засвоюються людським організмом. Вони містяться головним чином в висівках, в периферичних, оболонкових частинах зерна. При гідролізі геміцелюлози зерна утворюють або гексози, наприклад, глюкозу, або пентози (арабинозу і ксилозу). У зерні жита і пшениці міститься від 8 до 10% геміцелюлози.

Клітковина (целюлоза) являє собою полімер ?-D-глюкопіраноз. Вона також не засвоюється людським організмом. Міститься головним чином в оболонках зерна і в стінках клітин алейронового шару.

лекція 7. Основні шляхи розпаду і синтезу вуглеводів.

Гліколіз і бродіння

1. Процеси розпаду олиго- і полісахаридів

Процеси розщеплення складних вуглеводів є обов'язковими підготовчими процесами при їх використанні і як джерел енергії і як пластичного матеріалу. При розпаді олиго- і полісахаридів виникають вільні монози і їх фосфорні ефіри. Подальший обмін моносахаридів йде такими шляхами, що використовуються тільки їх фосфорні ефіри, вільні ж монози перетворюються в фосфорні ефіри (фосфорилюються).

Таким чином, фосфорилирование вільних моносахаридів - обов'язкова реакція на шляху їх використання для потреб організму. Вона призводить до виникнення найбільш реакційних, ніж вільні моносахариди, фосфорних ефірів і тому часто розглядається як реакція активування. Існує 2 способи розщеплення складних вуглеводів: фосфороліз і гідроліз.

фосфороліз

фосфороліз - розщеплення складних вуглеводів під дією фосфорної кислоти. фосфороліз - Найбільш ефективний процес в енергетичному відношенні; це процес підготовки до участі в обміні речовин крохмалю і глікогену. В результаті фосфороліза крохмалю і глікогену утворюється не просто глюкоза, а фосфорілірованний глюкоза (глюкозо-1-фосфат) - вихідна форма для всіх перетворень глюкози. Для того щоб отримати фосфорильовану глюкозу зі звичайної глюкози, яка утворюється при гідролізі крохмалю і глікогену, необхідно затратити молекулу АТФ. А при фосфороліза фосфорілірованний глюкоза утворюється без додаткової витрати енергії. Фосфороліз має місце і в тварин, і в рослинних організмах. Однак слід зазначити, що у такий спосіб розщеплюються тільки власні вуглеводи (наприклад, глікоген, що утворюється в організмі людини). Тоді як складні вуглеводи, що надходять з їжею, завжди розщеплюються шляхом гідролізу за участю гідролітичних ферментів травної системи.

гідроліз

Як вже було показано, олігосахариди, що надходять з їжею, в шлунково-кишковому тракті розщеплюються шляхом гідролізу до своїх мономерів, які вже здатні всмоктуватися в кров. Гідроліз кожного з дисахаридов каталізується власним ферментом і оскільки в їх молекулах всього одна гликозидная зв'язок, процес протікає досить просто. Однак гідроліз полісахаридів, особливо з високою молекулярною масою, протікає шляхом багатоступінчастого процесу. Розглянемо цей процес на прикладі крохмалю.

Гідроліз крохмалю здійснюється декількома ферментами, які називаються амілазами. Амілаза здійснює гідроліз тільки ? -1, 4 зв'язку. Їх кілька типів:

1) ?-амілази - містяться в слині, в підшлунковій соку, в проростають насінні рослин, синтезується грибами. ?-амілаза- Ендоферменти, тобто розриває без певного порядку внутрішні зв'язки в молекулі крохмалю. В результаті гідролізу утворюються ?-мальтоза, трохи глюкози, низькомолекулярні декстрини (продукти гідролізу крохмалю, збагачені ?-1, 6 зв'язками).

2) ?-амілази, зустрічаються тільки в рослинах. Є Екзоферменти, гідроліз зовнішні зв'язки з боку нередуцирующего кінця молекули крохмалю; з утворенням ?-мальтози, трохи глюкози і високомолекулярних декстринів.

3) ?-амілази (глюкоамілази), зустрічаються і у рослин, і у тварин (входять до складу кишкового соку). Є Екзоферменти, які отщепляют від декстринів і олігосахаридів ?-глюкозу.

4) ? -1,6-глікозідаза, є у різних організмів, гідролізує ?-1,6 зв'язку в амілопектину і глікогену.

редукує кінець - Кінець полісахариду, на якому знаходиться глікозидний (полуацетальний) гідроксил у вільному стані.

Амілази діють на крохмаль наступним чином. По-перше, вони розріджують крохмаль. Далі, амілази мають декстрінірующім дією, тобто вони здатні перетворювати крохмаль в різні декстрини, що можна легко простежити по зміні забарвлення з йодом. І нарешті, оскільки при дії амілаз на крохмаль утворюється цукор (мальтоза), вони мають оцукрюватися дією.

У чому полягає різниця між собою a-амілаза і b-амілаза?

b-амілаза, діючи на крохмаль, утворює головним чином мальтозу і мало декстринів; a-амілаза розщеплює крохмаль з утворенням головним чином декстринів і невеликої кількості мальтози. a-амілаза як би дробить молекулу крохмалю на великі частини, на декстрини, які при цьому утворюються. Що стосується b-амілази, то вона як би лущиться частку крохмалю з поверхні, отщепляя від неї молекули мальтози, причому залишається молекула високомолекулярного декстрину - амілодекстріна, який за своїми властивостями наближається до первісного крохмалю.

Ці два види амілази істотно розрізняються за своїми властивостями, а саме: b-амілаза інтенсивніше діє в більш кислому середовищі. Якщо окисліться тісто, то a-амілаза буде швидко втрачати свою активність. Це має велике значення при переробці борошна з пророслого зерна, в якій якраз багато a-амілази, погіршує її хлібопекарські якості.

Амілази розрізняються також за своєю термостабільності, стійкості до дії високих температур. Зернова a-амілаза термостабільність; вона може діяти під час випічки хліба.

У нормальному непророслими зерні пшениці, жита і ячменю міститься тільки b-амілаза, a-амілази немає; в зерні цих культур a-амілаза утворюється лише при проростанні. У зерні деяких інших культур, наприклад сої, міститься тільки b-амілаза, і навіть при проростанні a-амілаза не утворюється.

Амілази мають дуже велике значення в оцінці якості зерна та борошна: процес накопичення цукру під час бродіння тіста і сам процес бродіння залежать від швидкості накопичення в тесті мальтози, що в свою чергу залежить від дії цього ферменту. Амілази мають дуже велике значення в спиртової та пивоварної промисловості, де застосовується солод, який представляє собою проросле і обережно висушене зерно, яке і є джерелом активної амілази.

При кип'ятінні з кислотами і крохмаль, і глікоген гідролізуються: утворюється глюкоза, а не мальтоза.

2. Синтез оліго- і полісахаридів

Довгий час робилися безуспішні спроби довести, що синтез олигосахаридов, зокрема, дисахаридов, являє собою реакцію звернення їх гідролізу. Однак, незважаючи на численні експерименти такого роду, ніхто не зумів підібрати умови, при яких можна було б направити назад реакцію гідролізу, наприклад, сахарози, що протікає за участю ферменту інвертази.

Виявилося, що біосинтез олиго- і полісахаридів здійснюється шляхом реакцій трансглікозілірованія: перенесення глікозільних залишку на один моносахарид йде з фосфорного ефіру іншого цукру і прискорюється специфічним ферментом - глікозілтрансферази.

Вихідними сполуками, з яких в процесі синтезу олігосахаридів глікозільних залишок переноситься на моносахарид, як правило, служать нуклеозіддіфосфатсахара (ПДФ-цукру).

Вони були відкриті в середині 20-го століття і дуже швидко привернули до себе увагу як найбільш ймовірні метаболіти в біосинтезі вуглеводів. Будучи широко поширеними в природі, ПДФ-цукру синтезуються з фосфорних ефірів моносахаридів і відповідних ннуклеозідтріфосфатов.

Подібно синтезу олігосахаридів, новоутворення полісахаридів відбувається також шляхом трансглікозілірованія. Синтез амілози, целюлози і подібних до них глюканов може відбуватися шляхом перенесення глікозільних залишків з глюкозо-1-фосфату або аналогічних фосфорних ефірів моносахаридів. Ця реакція є звернення реакції фосфороліза зазначених сполук. Однак більш істотне значення має біосинтез полісахаридів з відповідних ПДФ-цукрів за участю відповідних трансглікозідаз.

Перенесення глікозільних залишку йде на невідновлюючий кінець молекули синтезованого полісахариду. Ця реакція може повторюватися багато разів, що забезпечує багатоступінчастий синтез молекул полісахаридів, що містять велику кількість мономерів.

Характерна особливість реакцій такого типу полягає в необхідності «затравки», тобто наявності в реакційній середовищі невеликої кількості молекул полісахариду. Вона ніби обумовлює той тип зв'язку, який виникає в процесі трансглікозілірованія.

3. Анаеробні процеси розщеплення моносахаридів.

гліколіз

Гліколіз - процес анаеробного розщеплення глюкози до двох молекул піровиноградної кислоти. Він відбувається і у анаеробних, у аеробних організмів.

Гліколіз відкритий в 1933 році (Ембденом і Мейергофа). Це один з найбільш древніх біохімічних шляхів (припускають, що виник він 2,5-3 млрд. Років).

У анаеробів гліколіз - основний спосіб отримання енергії у формі АТФ. У аеробів гліколіз є підготовчим етапом для аеробного дихання.

Гліколіз локалізується в цитоплазмі. Цей процес включає 2 фази:

1 фаза - накопичення простих цукрів і їх перетворення в гліцероальдегідфосфат (супроводжується витратою енергії).

2 фаза - окислення гліцероальдегідфосфата (ФГА) до піровиноградної кислоти (ПВК), супроводжується вивільненням енергії і утворенням АТФ.

Енергетичний вихід гліколізу:

+ 4 АТФ

+ 2 НАД Н > 6 АТФ (1 молекула НАД Н > 3 АТФ)

- 2 АТФ

Разом: 8 АТФ

Освіта АТФ в процесі гліколізу здійснюється шляхом фосфорилювання. субстратне фосфорилювання - Це фосфорилирование АДФ з утворенням АТФ, що йде за рахунок енергії макроергічних зв'язків субстратів.

Сумарне рівняння гліколізу виглядає наступним чином:

С6Н12О6 + 2 АДФ + Н3РВ4 + 2НАД+ > 2 З3Н4О3+2 НАДН + Н++ 2АТФ +2 Н2О



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

Коротка історія розвитку біохімії | Будова, класифікація і властивості амінокислот | Рівні організації білкових молекул | Біологічний сенс освіти четвертинної структури | Виділення білків з біологічного матеріалу | При спиртовому бродінні на 1-му етапі відбувається декарбоксилювання ПВК і перетворення її в оцтовий альдегід, а потім утворюється етиловий спирт. | молочнокисле бродіння | маслянокислое бродіння | Окислювальне декарбоксилювання пірувату (ПВК) | Цикл Кребса (цикл ді-і трикарбонових кислот, цикл лимонної кислоти) |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати