Fett och proteiner i livsmedel

En presentation över ämnet: "Fett och proteiner i livsmedel"— Presentationens avskrift:

1 Fett och proteiner i livsmedel
Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

2 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Fett Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

3 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

4 Triglycerid = glycerol+3 fettsyror
Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

5 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Fettsyror Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

6 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Mättade och omättade: bara enkelbindningar eller även dubbelbindningar i kolkedja Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

7 Cis och trans omättade fettsyror
Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

8 Kedjeform av mättade resp cis omättade fettsyror
Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

9 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Triglycerid Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

10 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Olika fetter Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

11 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Olika fetter Saturated Acids (%) Unsaturated Acids (%) Source C10 & less C12 lauric C14 myristic C16 palmitic C18 stearic C18 oleic C18 linoleic C18 unsaturated Animal Fats butter 15 2 11 30 9 27 4 1 lard - 48 6 human fat 3 25 8 46 10 herring oil 7 12 20 52 Plant Oils coconut 50 18 corn 34 olive 85 5 palm 41 43 peanut 56 26 safflower 19 76 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

12 Egenskaper av olika fettsyror
Smältpunkt bero på kedjelängden och formen: Kedjor med knyck (omättade) smälter lättare (~30°C lägre smältpunkt) Ju kortare kedjor desto lägre smältpunkt Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

14 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Kristallisation av fett: hur packar man ihop olika sorters triglycerider? Svårt att hitta fram till “lika” grannar, kristalisationen är långsam, olika typer av kristaller uppstår Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

15 Andel kristallint fett vid olika temperaturer
smör chokladfett Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

16 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

17 Skillnaden mellan margarin och smör
Smöret innehåller även hela fettkulor som stör kristallnätverket Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

18 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Fett och vatten Lågt pH, hög temperatur eller enzym (lipas): odissocierade fettsyror (härskning) Högt pH: dissocierade (laddade) fettsyror , med salt = tvål Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

19 Relativ reaktivitet av fettsyror (tex oxidativ härskning)
Mättade Enkelomättade 100 Fleromättade 1000 Därför lämpar sig fleromättade fetter dåligt för stekning Därför “torkar” linolja Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

20 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Proteiner Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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 Histidin 6.08 Cystein (-SH) Tyrosin 10.1 Peptidbindning = mellan aminogruppen och karboxylsyragruppen, inte thermodynamiskt stabil i vatten ! Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

22 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Aminosyror Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

23 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Proteinkedja Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

24 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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) Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

25 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 ytan Ger sämst löslighet, dvs oftast (men inte alltid) aggregering Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

26 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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”) Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

28 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

29 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

30 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

31 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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) Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

32 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
Soja Sojaproteiner i form av specifika aggregat leguminin (11S~ Da) glycinin vicilin (7S~ Da) beta-conglycinin. Lösliga i saltlösning, alkali Kan fällas ut (bildar tofu) vid pH 4-5 Med kalcium eller magnesium Med proteolytiska enzymer Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

33 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

34 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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) ”löpe”=chymosin+pepsin (vid osttillverkning) papain, ficin, bromelain, Aspergillus oryzae proteas, and Bacillus subtilis proteas godkända (GRAS) i USA, (tex för att möra kött) Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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. Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

37 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

38 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler
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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler

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 Petr Dejmek Mat, myter och molekyler