Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

1
Fett och proteiner i livsmedel

2
Fett
3
(No Transcript)
4
Triglycerid glycerol3 fettsyror
5
Fettsyror
6
Mättade och omättadebara enkelbindningar eller
även dubbelbindningar i kolkedja
7
Cis och trans omättade fettsyror
8
Kedjeform av mättade resp cis omättade fettsyror
9
Triglycerid
10
Olika fetter
11
Olika fetter
Saturated Acids () Saturated Acids () Saturated Acids () Saturated Acids () Saturated Acids () Unsaturated Acids () Unsaturated Acids () Unsaturated Acids ()
Source C10 less C12lauric C14myristic C16palmitic C18stearic C18oleic C18linoleic C18unsaturated
Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats Animal Fats
butter 15 2 11 30 9 27 4 1
lard - - 1 27 15 48 6 2
human fat - 1 3 25 8 46 10 3
herring oil - - 7 12 1 2 20 52
Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils Plant Oils
coconut - 50 18 8 2 6 1 -
corn - - 1 10 3 50 34 -
olive - - - 7 2 85 5 -
palm - - 2 41 5 43 7 -
peanut - - - 8 3 56 26 7
safflower - - - 3 3 19 76 -
12
Egenskaper av olika fettsyror

• Smältpunkt bero på kedjelängden och formen
• Kedjor med knyck (omättade) smälter lättare
  (30C lägre smältpunkt)
• Ju kortare kedjor desto lägre smältpunkt

13
Härdning av triglycerider (för att göra margarin
från oljor)

• Tillsätt väte (under lämpliga betingelser), då
  överförs dubbelbindnigar till enkelbindningar,
  dvs raka kedjor, dvs högre smältpunkt
• Men även trans-former bildas, och de har visat
  sig vara skadliga
• Därför har man nu ändrat på härdnigsbetingelser
  resp använder råvaror med längre kolkedja

14
Kristallisation av fetthur packar man ihop
olika sorters triglycerider?
Svårt att hitta fram till lika grannar,
kristalisationen är långsam, olika typer av
kristaller uppstår
15
Andel kristallint fett vid olika temperaturer
smör
chokladfett
16
(No Transcript)
17
Skillnaden mellan margarin och smör
Smöret innehåller även hela fettkulor som stör
kristallnätverket
18
Fett och vatten
Lågt pH, hög temperatur eller enzym (lipas)
odissocierade fettsyror (härskning)
Högt pH dissocierade (laddade) fettsyror , med
salt tvål
19
Relativ reaktivitet av fettsyror (tex oxidativ
härskning)

• Mättade 1
• Enkelomättade 100
• Fleromättade 1000

Därför lämpar sig fleromättade fetter dåligt för
stekning Därför torkar linolja
20
Proteiner

21
Aminosyror och peptidbindnig

• 20 aminosyror, med olika sidokedjor.
• Sidokedjorna
• polära,
• opolära,
• ioniserbara (kan bli positivt eller negativt
  laddade, beroende på pH)
• sidokedjornas pKa
• Asparginsyra 3.9
• Glutaminsyra 4.3
• Arginin 12.0
• Lysin 10.5
• Histidin 6.08
• Cystein 8.28 (-SH)
• Tyrosin 10.1
• Peptidbindning mellan aminogruppen och
  karboxylsyragruppen,
• inte thermodynamiskt stabil i vatten !

http//en.wikipedia.org/wiki/Amino_acid
http//sv.wikipedia.org/wiki/Peptidbindning
22
Aminosyror
23
Proteinkedja
24
Salteffekter

• salting in (små) envärda saltjoner binder till
  motsatt laddade grupper men attraherar även
  vatten, kan öka lösligheten
• Flervärda joner kan binda till motsatt laddade
  grupper och forma bryggor aggregat
• salting out (mycket höga salthalter) förorsakar
  att vattnet inte är tillgängligt för proteinet,
  och proteinet aggregerar
• Stora laddade polymerer kan binda till motsatt
  laddade grupper och
• om få forma bryggor,
• om lagom många - stabilisera (pektin i sura
  mjölkprodukter)

25
pH effekter

• Laddade grupper ger bra löslighet, nettoladdning
  orsakar att proteinerna elektrostatiskt stöter
  bort varandra
• Isoelektrisk punkt pH där proteinet har lika
  många positiva och negativa laddningar på
  ytanGer sämst löslighet, dvs oftast (men inte
  alltid) aggregering

26
Värme I

• Med ökad temperatur ökar rörelsenergin i
  molekylen, och samtidigt minskar vattnets vilja
  att stöta bort opolära substanser, balansen
  skiftar mot en mer rörlig konformation av
  proteinkedjan (en unfolding)

27
Värme II sk denaturering

• Generellt hittar proteinet inte rätt veckning vid
  avkylning
• Vid tillräckligt hög proteinkoncentration kan det
  bildas
• fel hydrophoba bindningar
• fel ionpar
• fel disulfidbryggor
• Ger ofta men inte alltid synliga aggregat

28
Opolär gränsyta

• Den nativa proteinstrukturen förustätter
  vattenomgivning, vattnets vätebindningar driver
  hydrophoba sidokedjor in i proteinets inre
• Vid t ex luftkontakt kan de hydrophoba
  sidokedjorna sträcka sig in i luften och
  proteinet kan vecka ut sig i gränsytan (mer eller
  mindre, allt efter de olika proteinernas
  stabilitet)
• Ger liknande konsekvenser som vid värme, sk
  ytdenaturering

29
Mjölk I

• Mjölk - två klasser av proteiner
• Kaseiner (stora proteinaggregat, ca 100 nm)
• Vassleproteiner
• Traditionell skiljelinje löslighet vid pH ca 4
• Kaseiner lite påverkade av värme, även 140C
• Vassleproteiner aggregerar vid
  pasteuriseringstemperaturer, men det syns inte om
  kasein närvarande

30
Mjölk II

• Långsam utfällning av kasein (egentligen av
  värmeinducerad kasein-vassleproteinaggregat) med
  pH kring 4,2-4,6 ger en gel, såsom i filbunke och
  set type yoghurt
• Med måttlig omrörning av den färdiga gelen får
  man vanlig filmjölk och yoghurt
• Om man genom omrörning stör geluppbyggnaden får
  man tätare aggregat, färskost, quarg, keso, cream
  cheese, queso fresco

31
Mjölk III

• En mycket specifik enzym, chymosin, kan spjälka
  av en laddad, hydrofil del av kaseinet och får
  det att aggregera och bilda ostkoagel, som efter
  värmning och rörning dras ihop för att utgöra
  basis för vanliga hårdostar
• Samma sak kan göras med andra proteolytiska
  enzymer, men man får en starkare nedbrytning av
  proteinerna under ostens lagring
• Löpe används industriellt för ostframställning,
  det innehåller oftast chymosin i blandning med
  pepsin (framställs av kalvmagar)

32
Soja

• Sojaproteiner i form av specifika aggregat
• leguminin (11S350 000 Da) glycinin
• vicilin (7S150 000 Da) beta-conglycinin.
• Lösliga i saltlösning, alkali
• Kan fällas ut (bildar tofu)
• vid pH 4-5
• Med kalcium eller magnesium
• Med proteolytiska enzymer

33
Äggvita

• Blandning av flera proteiner
• 54 Ovalbumin denaturerar vid 80C (4
  cysteingrupper,)
• 12 Ovotransferrin järnbindande, denaturerar vid
  62-65C
• 11 Ovomucoid ger hög viskositet
• Denaturerar lätt vid luftgränsyta ännu lättare
  vid något sänkt pH, äggvite pH 9, ovalbumin IP
  pH 4.7

34
Cerealier

• gluteniner och gliadiner, aggregat av flera olika
  subenheter
• Olösliga, men sväller i vatten
• Rika på cystein, under degberedning bildas
  tredimensionellt disulfidbundet nätverk
• Vid kokning, bakning etc denaturerar nätverket

35
Enzymer - proteaser och peptidaser

• (olika, finns i alla levande organismer)
• Kan sönderdela proteiner, specificiteten känd dvs
  kan angripa specifika sekvenser av aminosyror.
• Ger i princip högre löslighet, lägre viskositet
  (tex kroppsbyggarnas vasslehydrolysat) , kan ge
  smak (glutamat) eller bismak (bittra peptider i
  ost)
• Kan minska eller eliminera allergeniciteten
• (Kan syntetisera proteiner från aminosyror vid
  låg vattenhalt)
• löpechymosinpepsin (vid osttillverkning)
• papain, ficin, bromelain, Aspergillus oryzae
  proteas, and Bacillus subtilis proteas godkända
  (GRAS) i USA, (tex för att möra kött)

36
Enzymer - försvarsenzymer i växter

• T ex i lök, vitlök, senap, bittermandel
• Växterna har ett förråd av molekyler som består
  av (vanligtvis) en glukosgrupp och en starkt
  reaktiv grupp som tex blåsyra. I skadade celler
  blandas kemikalieförrådet med enzymer som
  spjälkar av glukosen, och det reaktiva ämnet
  frigörs
• Vid kokning förstörs enzymaktiviteten och
  reaktionen uteblir.

37
Enzymer

• Transglutaminaser
• Binder främst glutamin till lysin (förlust av
  essentiell aminosyra)
• Kan ge tvärbindning mellan proteiner
• Ökar styvheten av olika proteingeler
• Binder samman köttfragment, surimi
• GRAS i USA, oklart i Europa

38
Allergener

• En specifik configuration av aminosyror,
  presenterad av en stor molekyl
• Värmebehandling / denaturering kan vanligtvis
  inte påverka allergeniciteten, mycket små mängder
  är tillräckliga (tex knappt synlig nötfragment)
• Vanligaste allergener
• Alla vanliga mjölkproteiner, fast mest
  beta-lactoglobulin från alla mjölkdjur
• Fisk och skaldjur
• Jordnötter, nötter
• Ägg
• Soja
• Vete

39
Glutenintolerans-celiaki

• En speciell typ av allergi-autoimmun sjukdom, ger
  angrepp på tarmen
• Utlöses av gliadin från vete, secalin från råg
  och hordein från korn, vanliga fall inte av
  motsvarande avenin från havre eller prolamin från
  majs.
• Kroppsegen transglutaminas som modifierar
  (deamiderar) gliadinet är involverad i
  induktionen ett OBS för eventuell tillsats av TG
  till mjöl