curs 10_11 transf subst nutrit

29
TRANSFORMĂRI ALE PRINCIPALELOR SUBSTANŢE NUTRITIVE DIN ALIMENTE ÎN TIMPUL PRELUCRĂRII ŞI DEPOZITĂRII ACESTORA In timpul prelucrării materiilor prime agroalimentare, au loc o serie de procese fizico-chimice şi biochimice, care pot produce modificări favorabile, dar şi nefavorabile. Pentru a preveni modificările nedorite, sau pentru a înlesni pe cele favorabile este necesar: - cunoaşterea compoziţiei chimice a alimentelor - cunoaşterea modificărilor pe care le suferă principalele substanţe nutritive în timpul procesului tehnologic, în timpul depozitării şi comercializării alimentelor. Transformările glucidelor 1. Brunificările. Reacţiile de brunificare contribuie la formarea proprietăţilor senzoriale. Desfăşurarea acestor reacţii depinde de - procesele tehnologice prin care trece materia primă până la obţinerea produsului finit - de condiţiile de păstrare ale alimentelor Glucidele pot suferi modificări structurale, datorită grupărilor reactive din structura lor (gruparea carbonilică – respectiv hidroxilul glicozidic), prin reacţiile de brunificare care pot fi neenzimatice (reacţia Maillard) sau enzimatice. Brunificările neenzimatice sau reacţiile Maillard sunt condensări neenzimatice, care au loc cu uşurinţă în cazul glucozei, prin condensare cu aminoacizi şi anume cu grupările amino din aminoacizi, la păstrarea îndelungată sau la încălzire. Aceste reacţii au loc cu formare în final a unor compuşi bruni sau negri cu gust amar, care modifică calităţile organoleptice sau nutritive ala alimentelor. Reacţia Maillard are loc în 3 etape: 1. formarea de compuşi de condensare între o glucidă şi un aminoacid cu obţinere de glucozamine N substituite, care se transformă în compuşi intermediari, de tip Amadori; 2. degradarea compuşilor de tip Amadori prin: reacţii de deshidratare intramoleculară cu formare de furfurali, reacţii de rupere a moleculei, cu formare de aldehide şi cetone, sau reacţii de deshidratarte moderată cu formare de substanţe

Upload: andymiha

Post on 12-Dec-2014

151 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

TRANSFORMĂRI ALE PRINCIPALELOR SUBSTANŢE NUTRITIVEDIN ALIMENTE ÎN TIMPUL PRELUCRĂRII ŞI DEPOZITĂRII ACESTORA

In timpul prelucrării materiilor prime agroalimentare, au loc o serie de procese fizico-chimice şi biochimice, care pot produce modificări favorabile, dar şi nefavorabile.

Pentru a preveni modificările nedorite, sau pentru a înlesni pe cele favorabile este necesar: - cunoaşterea compoziţiei chimice a alimentelor- cunoaşterea modificărilor pe care le suferă principalele substanţe nutritive în timpul

procesului tehnologic, în timpul depozitării şi comercializării alimentelor.

Transformările glucidelor 1. Brunificările.

Reacţiile de brunificare contribuie la formarea proprietăţilor senzoriale. Desfăşurarea acestor reacţii depinde de

- procesele tehnologice prin care trece materia primă până la obţinerea produsului finit- de condiţiile de păstrare ale alimentelor

Glucidele pot suferi modificări structurale, datorită grupărilor reactive din structura lor (gruparea carbonilică – respectiv hidroxilul glicozidic), prin reacţiile de brunificare care pot fi neenzimatice (reacţia Maillard) sau enzimatice. Brunificările neenzimatice sau reacţiile Maillard sunt condensări neenzimatice, care au loc cu

uşurinţă în cazul glucozei, prin condensare cu aminoacizi şi anume cu grupările amino din aminoacizi, la păstrarea îndelungată sau la încălzire. Aceste reacţii au loc cu formare în final a unor compuşi bruni sau negri cu gust amar, care modifică calităţile organoleptice sau nutritive ala alimentelor.

Reacţia Maillard are loc în 3 etape:

1. formarea de compuşi de condensare între o glucidă şi un aminoacid cu obţinere de glucozamine N substituite, care se transformă în compuşi intermediari, de tip Amadori;

2. degradarea compuşilor de tip Amadori prin: reacţii de deshidratare intramoleculară cu formare de furfurali, reacţii de rupere a moleculei, cu formare de aldehide şi cetone, sau reacţii de deshidratarte moderată cu formare de substanţe reducătoare care decarboxilează aminoacizii şi formează aldehide şi amine cu arome speciale. Cantitatea de compuşi carbonilici şi aminici afectează intensitatea coloraţiei apărute.

3. formarea pigmenţilor cu azot de tip melanoidic.

Viteza de apariţie a pigmenţilor depinde mai mult de concentraţia componentului aminic, decât de zaharuri. Dintre zaharuri, pentozele sunt mai active în ceea ce priveşte brunificarea, comparativ cu hexozele, iar dintre combinaţiile aminice, cele primare şi cele secundare au efect favorabil asupra reacţiilor de brunificare.

La brunificarea cărnii şi a peştelui un rol important îl are glucozo-6-fosfatul.Factori care inluenţează brunificarile sunt

- pH-ul - Fenomenul de brunificare este observat într-un domeniu larg de pH, mai ales în intervalul 3,5 – 9,5. La brunificarea zaharurilor se constată că intensitatea optimă de colorare este la pH 8 la dipeptide şi în jur de 7 la tripeptide.

- Tipul de aminoacizii – cei care contin 3 – 6 atomi de carbon în moleculă provoacă o brunificare relativ slabă. Cea mai intensă colorare produce lizina şi ornitina.

- Prezenţa electroliţilor: ionii de Cu şi Fe sunt activatori ai brunificării, iar ionii de Sn şi Mn sunt inhibitori.

- Aerul intensifică brunificarea, favorizând asocierea grupărilor aminice cu glucidele reducătoare, precum şi apariţiam colorării.

Page 2: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

R

H2N CH

COOH

+ CH

R

O CH2 H2C

COOH

NH2O

Aldehidã formicã Bazã Schiff

OOHH

HO

H

OHOH

HO

C C C H

HCH CCH C H

CCC

CH2HO

3 H2O

H2SO4

OCH2

H

O

Glucozahidroximetilfurfurol

conc.

OHOCH2C

H

O

OH

OH

H2O

O

HH

C

H

OH

O

OH OH

OC

HOCH2

+1/2O2

H2O

Hidroximetil-

HOCH2

furfurolnaftolul di-naftol-hidroximetil-

furfurolCompus colorat

(produs de condensare)Evitarea brunificării neenzimatice se realizează folosind inhibitori ai brunificării de tipul:

bioxidul de sulf acidul ascorbic sulfitul acid de sodiu hidroxilamina semicarbazidul. sarea de bucătărie acidul citric (sarea de lămâie)

Aceşti reactivi reacţionează cu grupările carbonilice din glucide făcându-le inactive fată de grupările aminice ale aminoacizilor

Brunificări enzimatice: au loc spontan în unele fructe şi legume prin păstrare îndelungată la aer, dar mai ales la încălzirea glucidelor (coacere, prăjire). La pH acid oxigenul din aer favorizează asocierea grupărilor aminice şi apariţia colorării. .

Brunificarea provocată de zaharurile reducătoare şi proteine este expresia componenţilor de bază prezenţi în alimente. Din acest motiv fenomenul de brunificare este foarte răspândit.Exemple de alimente în care fenomenul brunificării este foarte prezent:Fructele dau fenomenul de brunificare nedorit, care reduce valoarea preparatelor. Există:

- fructe care se colorează (brunifică) brusc: merele, perele, caisele, piersicile, vişinile, strugurii, etc. datorită prezenţei oxidazei - enzimă care favorizează oxidarea în prezenţa oxigenului atmosferic a fenolilor (fenoloxidaza) sau a polifenolilor (polifenoloxidaza).

- fructe care se colorează lent: citricele, ananasul, pepenii, coacăzele, etc.care conţin inhibitori ai procesului de brunificare de tipul antioxidanţilor cum ar fi acidul ascorbic, cisteina, glutationul sau alţi inhibitori specifici ai brunificării enzimatice cum ar fi sarea de bucătărie, acidul citric şi clorhidric.

Page 3: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

2. Caramelizarea

Caramelizarea este degradarea prin deshidratare a structurii glucidelor în absenţa compuşilor aminici şi este un proces cu o largă utilizare în industria alimentară. Procesul are loc la temperaturi înalte fiind stimulat de adaosuri de acizi şi săruri, Se produce eliminarea apei dintre grupările OH şi formarea de legături duble.La pH cuprins între 2,0 şi 4,5 în prezenţa bisulfitului de sodiu (inhibitor al brunificării) se formează culoarea maro-caramel a unor băuturi răcoritoare cum ar fi Coca cola sau a unor băuturi alcoolice ca de exemplu bitterul.La pH cuprins între 3,0 şi 4,0 în absenţa sărurilor de amoniu se obţine culoarea brun-roşiatică a berii şi a altor băuturi alcoolice.La temperaturi înalte rezultă cicluri nesaturate (maltol şi izomaltol), care dau aroma pâinii.In cazul zaharozei, procesul de caramelizare începe la 1600, temperatura la care zaharoza se descompune în glucoză şi levulozan (anhidrida fructozei).

La temperaturi între 170 – 180 0C are loc eliminarea de apă din molecula glucozei care se transformă în glucozan

Crescând temperatura la 180 – 190 0C, cele două anhidride reacţionează şi formează izozaharozan.

Izozaharozanul încălzit la temperaturi mai mari de 1900C se transformă în caramelan

Incălzind şi mai mult, caramelanul se combină cu izozaharozanul, se elimină 3 molecule de apă şi se formează caramelenul C36H50O25. Ecuaţia globală a acestor transformări în timpul cartamelizării se poate reda astfel:

Caramelenul este folosit la colorarea băuturilor alcoolice şi nealcoolice şi a numeroase produse de cofetărie. Caramelizarea glucidelor din boabele de cafea duce la obţinerea unui produs care prin opărire cu apă fierbinte dă o esenţă de culoare cafenie, cu gust amar.

3. Transformările enzimatice ale poliglucidelor de rezervă

Principalele poliglucide de rezervă amidonul, inulina şi glicogenul sunt utilizate: - ca alimente, - ca materii prime pentru transformările enzimatice - ca aditivi alimentari

Aceste poliglucide suferă transformări enzimatice. Principalele enzime care acţionează asupra lor sunt hidrolazele. Acestea reduc lungimea macromoleculei şi pun în libertate monoglucide şi dextrine.

C 12H 22O 11

Zaharoza Glucoza Levulozan

1600C

C 6H 12O 6 C 6H 10O 5+

C 6H 12O 6 H 2O C 6H 10O 5

Glucozan Levulozan Izozaharozan

C 6H 10O 5 C 6H 10O 5 C 12H 20O 10+

Izozaharozan Caramelan

2 C 12H 20O 10 2 H 2O C 24H 36O 18

Zaharoza CaramelenC 12H 22O 11 8 H 2O C 36H 50O 25

Page 4: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Hidroliza industrială a amidonului se poate realiza în două moduri: Hidroliza acidă Hidroliză enzimatică

Din motive calitative de conducere a procesului de hidroliză se preferă hidroliza enzimatică.

Hidrolazele sunt enzime de natură vegetală, animală sau microbiană. Enzimele amilolitice pot fi de trei tipuri:

amilaze şiamilaze, specifice pentru legăturile 1,4. Primele sunt endoenzime şi acţionează la întâmplare, iar cele din a doua categorie hidrolizează extremele, fiind exoenzime.

Hidrolaze specifice legăturilor 1,6 – glucanohidrolaze Enzime produse în special de microorganisme - enzime nespecifice, care acţionează asupra

legăturilor 1,4 şi 1,6.

Hidroliza industrială a amidonului se face în trei etape şi anume dextrinizare, zaharificare şi izomerizare. In urma hidrolizei se pot obţine diverse produse în funcţie de preparatele enzimatice utilizate. Astfel se poate obtine:

Siropul de fructoză Siropul de glucoză Siropul de maltoză Maltotrioze Dextrine superioare .

Produşii de hidroliză obţinuţi au următoarele proprietăţi:

puterea îndulcitoare a hidrolizatelor este inferioară zaharozei capacitate de cristalizare, la un conţinut mare de glucoză şi manoză se realizează o cristalizare

rapidă. vâscozitatea este dependentă de temperatură fermentabilitatea este caracteristică siropurilor cu conţinut mare de maltoză şi glucoză. capacitatea de retenţie a apei, maltodextrinele au capacitatea de a reţine apa.

Siropul de maltoza – a devenit un obiectiv important în procesele de hidroliză a amidonului el reprezentând o materie primă importantă pentru industria produselor zaharoase datorită unor proprietăţi specifice pe care le posedă şi anume:

Are viscozitate mai redusă fiind mai uşor de prelucrat Are stabilitate termică mai bună Tendinţă mai redusă de îmbrunare – prin reacţii Maillard Hgroscopicitate mai mică ceea ce conferă calităţi superioare produselor

In afara acestor reacţii de hidroliză, amidonul poate suferi reacţii în urma cărora rezultă produşi utilizaţi în industria alimentară. Dintre aceste reacţii amintim cele de izomerizare, hidrogenare, transfer de grupări, etc.

4. Degradări fermentative ale glucidelor

A m i do nDex tr inizare

amilazeD e x t r i n e

Zahar if icare

amilazeO l i g o z a h a r i de

Izomer izare

GlucozoizomerazeF r u c t o z a

Page 5: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Fermentaţiile = procesele biochimice de catabolism incomplet al glucidelor, ce au loc în prezenţa MICROORGANISMELOR.

-Capacitatea fermentativă a diferitelor microorganisme depinde de sistemele enzimatice pe care acestea le elaborează şi care acţionează specific asupra substanţelor fermentescibile

Termenul de fermentatie provine de la verbul latin fervere=fierbere (iniţial, fenomenul descria efectul pe care îl au drojdiile asupra extractelor de fructe sau de cereale incoltite, această “fierbere” datorandu-se degajarii de CO2 provenit din descompunerea anaeroba a zaharurilor).

• Louis Pasteur are marele merit de a fi arătat primul că fermentaţia este un proces biologic, că este de fapt „viaţă fără de aer”.

Aceste procese au o importanţă teoretică şi practică deosebită, pentru că ele contribuie la ciclul elementelor în natură şi stau la baza obţinerii a numeroase produse din industria alimentară, industria uşoară, în zootehnie (furaje însilozate), etc.Fermentaţiile au fost folosite din cele mai vechi timpuri în panificaţie, prepararea băuturilor alcoolice, obţinerea de brânzeturi, etc.In cadrul proceselor fermentative de transformare a glucidelor, mecanismul chimic se desfăşoară în general în două faze.

- Prima fază decurge asemănător cu cel al glicolizei – prin care glucoza urmând etapele de degradare conduce la acidul piruvic

- A doua fază diferă de la o fermentaţie la alta (fermentaţia alcoolică, lactică, propionică, butirică). – prin fermentaţie glucoza este convertită prin intermediul acidului piruvic care în condiţii anaerobe trece mai ales în acid lactic, acid acetic, etanol, acid propionic sau acid butiric

Fermentaţiile se împart în două categorii: - fermentaţii aerobe, cu participarea oxigenului, cum ar fi fermentaţia acetică, citrică - fermentaţii anaerobe, fără participarea oxigenului, cum ar fi fermentaţia alcoolică, lactică,

butirică, propionică.

4.1. Fermentaţii anaerobe

a. Fermentaţia alcoolică Reprezintă formarea alcoolului etilic din glucide sub influenţa drojdiilor. A fost studiată din cele mai vechi timpuri şi are numeroase aplicaţii în industria alimentară. Monoglucidele carevfermenează uşor sunt manoza, glucoza, fructoza. Poliglucidele de fermentaţie - amidon, inulină - necesită o descompunere prealabilă, sub

acţiunea hidrolazelor. Microorganismele care produc fermentaţia alcoolică aparţin genului Saccharomyces,

Monilia şi Oidium. Pasteur, în studiile sale a observat că în condiţii de anaerobioză drojdiile fermentează

zaharurile şi produc alcool etilic, bioxid de carbon, glicerină, alcooli superiori, acid succinic.

Ecuaţia globală a fermentaţiei, stabilită de Gay-Lussac în 1815 este următoarea:

Page 6: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Mecanismul biochimic al fermentaţiei:

Acidul piruvic format în timpul glicolizei este decarboxilat de enzima piruvat decarboxilază, a cărei coenzimă este TPP (tiaminpirofosfat). Rezultă aldehidă acetică şi bioxid de carbon.

Aldehida acetică este redusă în prezenţa oxidoreductazei NAD (nicotinamid dinucleotid) cu formare de alcool etilic conform următoarei reacţii:

CH3 CHCH3 CH2CH3C COOHTPP

CO2

NADH +

NADOH

O

OH+

+

Pentru obţinerea alcoolului etilic se folosesc: materii prime: amidon extras din cereale şi din cartofi, orez, porumb, melase din industria

zahărului preparat din trestia de zahăr sau din sfecla de zahăr, leşii bisulfitice şi hidrolizate din lemn, unele produse agricole.

drojdii din linii cultivatre, sau suşe sălbatice. Drojdiile cultivate - bogate în enzime – sunt mai active şi se folosesc la prepararea băuturilor fermentate cu concentraţii scăzute de alcool, cum ar fi vinul, berea dar şi a băuturilor tari sau a drojdiei alimentare.

Prin fermentaţie pot fi conservate băuturile care se alterează uşor.Produsele secundare ale fermentaţiei alcoolice, care rezultă pe lângă alcoolul etilic, pot determina aroma (buchetul) băuturilor alcoolice.

• Alcoolii superiori alcoolii amilic, izoamilic• Aldehide aldehida acetică, • Diacetilul, acetoina, 2,3-butilenglicolul • Acizi organici:

– acizii acetic, formic, propionic, butiric –aciditatea volatilă, – acizii lactic şi succinic –aciditatea fixă.

C 6H 12O 6 C H 3C H 2O H 2 C O 2+ + 2 3 k c al

C H 3 C HC H 3 C H 2C H 3C C O O HTPP

CO 2

NA DH +

NA DO H

O

OH+

+

Page 7: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

CH3

2C O

H HC OH

CH3

CH3

C O NADH+H+

NAD+

CH3

CH3

HC

HC

OH

OH

Acetaldehida Acetoina 2,3-Butilenglicol

Posibilităţi de activare , accelerare a fermentaţiei alcoolice – adăugarea de fosfat anorganic ( trecerea ADP în ATP are loc mai rapid)– preparate enzimatice pectolitice care grăbesc hidroliza substanţelor pectice,

eliberarea substanţelor colorate, micşorarea vâscozităţii sucurilor – enzime care accelerează fermentaţia şi grăbesc procesele de „îmbătrânire” şi

„învechire” a vinului şi a altor produse de fermentaţie alcoolică.

Inhibarea procesului– O cantitate foarte mică de glucide este degradată aerob, datorită procesului de

respiraţie a drojdiilor. Dacă se barbotează aer în mediul de reacţie, drojdiile degradează glucidele pe cale aerobă şi se formează foarte puţin alcool etilic.

– În cazul fermentaţiei produse de Saccharomices cerevisiae, procesul se opreşte atunci când concentraţia de alcool este de 14%, deoarece celulele de drojdie nu se mai pot înmulţi la concentraţii mai mari ale alcoolului etilic

Procesul de fermentaţie alcoolică este ântâlnit şi la dospirea aluatului de pâine în panificaţie. Acesta constă în fermentarea alcoolică a zaharozei şi maltozei din făină sub influenţa -amilazei din drojdie. Drojdia folosită precum şi capacitatea glutenului de a reţine bioxidul de carbon, care se degajă în urma activităţii enzimelor prezente în germenii de grâu, pot influenţa calitatea pâinii.

Importanţa fermentaţiei alcoolice

• fabricarea spirtului din cereale, cartofi, celuloză • fabricarea berii, a vinului şi a altor băuturi alcoolice (cidru) • prepararea pâinii - amidonul din faină este transformat în monoglucide sub acţiunea

drojdiilor (levurilor) şi apoi în alcool (ce se evapora în cuptor în timpul coacerii) şi în CO2 (care este reţinut de gluten formeaza „alveolele” pâinii).

b. Fermentaţia lactică

Fermentaţia lactică este procesul de transformare al glucidelor în acid lactic, sub acţiunea microorganismelor. Aceasta este provocată de acţiunea enzimatică a bacteriilor şi ciupercilor. Dintre aceste microorganisme amintim: Lactobacillus bulgaricus, iar dintre ciuperci Mucor şi Rhizopus.Fermentaţia lactică este larg răspândită în

- industria produselor lactate, - la prepararea murăturilor, - în panificaţie - la obţinerea drojdiilor presate.

Acidul lactic coagulează cazeina şi astfel laptele se încheagă.

Page 8: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Procesul de fermentaţie lactică poate pleca de la pentoze, hexoze sau diglucide.

C5H10O5 CH3 CH COOH CH3 COOH

OH

C6H12O6

C12H22O11

2

4

+

Pentoza Acid lactic Acid acetic

Acid lacticOH

COOH CHCH3

Hexoza

Acid lacticOH

COOHCHCH3

Diglucida

Mecanismul fermentaţiei lactice se poate desfăşura pe două căi: - calea homofermentativă - calea glicolitică care este identică cu a glicolizei până la formarea

acidului piruvic.

– calea heterofermentativă - calea 6-fosfogluconat/fosfocetolaza

Page 9: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Acidul piruvic, sub acţiunea NADH + H+ (forma redusă) se transformă în acid lactic şi nu în alcool etilic ca la fermantaţia alcoolică unde intervin alte microorganisme

COOHCH3

O

C NADH H NAD+ + + + CH3 CH COOH

OHAcid lactic

+

Acid piruvic

Se poae ca în cadrul procesului de fermentaţie lactică, pe lângă acidul lactic să se formeze produşi secundari cum ar fi: alcoolul etilic, aldehida acetică, dihidroxiacetona, etc.

Fermentaţia lactozei este o fermentaţie heterofermentativă - calea fosfocetolazei ceea ce corespunde şi proceselor fermentative din cadrul produselor Bifidus – în care are loc dezvoltarea bacteriilor lactice

O

OH

OH

CH2OH

HO

OH

O

CH3

HO

OH

CH2OH

HN CO

IMPORTANŢA FERMENTAŢIEI LACTICE

• Industria laptelui (prepararea brânzeturilor, iaurturilor, chefirului)• Industria de panificaţie • Vinificaţie• Prepararea conservelor

Page 10: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

• Prepararea măslinelor • Obţinerea drojdiilor presate

Influenţează pozitiv

• Valoarea nutritivă a produselor, datorită creşterii procentului de vitamine. • Enzimele prezente în culturile de bacterii lactice provoacă o predigerare a proteinelor,

lipidelor şi a glucidelor mărind gradul de asimilare.• Valoarea biologică a proteinelor din lapte creşte prin fermentaţie. • Acidul lactic are un efect de inhibare a microflorei intestinale dăunătoare şi previne

apariţia unor procese fermentative nedorite.• Acidul lactic măreşte asimilarea fosforului şi calciului• Evită intoleranţele la lactoză ale consumatorilor şi evită alergiile specifice cauzate de

imposibilitatea metabolizării lactozei (din lipsa enzimei specifice – lactaza)

Influenţează negativ- procesul de vinificaţie(fermentaţia malolactică)

BENEFICII pentru SĂNĂTATE ale produselor lactate probiotice

• influenţa pozitivă asupra creşterii• favorizează producerea de vitamine riboflavină, niacină, tiamină, vitamina B6, vitamina

B12 şi acid folic;• intensificarea absorbţiei mineralelor;• imunitate- intensificarea producerii de lgA;• reducerea proporţiei de bacterii patogene;• suprimarea enzimelor microbiene dăunătoare asociate cu cancerul de colon la animale;• refacerea microflorei intestinale

Importanţa tulpinilor de LACTOBACILI şi BIFIDOBACTERII constă în proprietăţile lor nutritive (consecinţe favorabile pentru sănătate) contribuind la reglarea digestiei şi funcţiilor intestinale.

• Probiotic = supliment alimentar cu organisme vii, care influenţează benefic organismul gazdă prin îmbunătăţirea echilibrului microbian intestinal.

• Prebiotic = ingredient alimentar nedigestibil, care influenţează benefic organismul gazdă, prin stimularea selectivă a creşterii şi/sau activităţii unor specii sau a unui număr limitat de bacterii în colon.

• Simbiotic = un amestec de probiotice şi prebiotice care influenţează benefic gazda prin implantarea suplimentelor dietetice microbiene vii în tractul gastrointestinal şi îmbunătăţirea supravieţuirii acestora.

c. Fermentaţia propionică

Fermentaţia propionică este un proces anaerob în care glucidele, acidul lactic sau polialcoolii rezultaţi din glucide, sub acţiunea unor bacterii specifice (propionice), fermentează formând acidul propionic. Dintre bacteriile care determină fermentaţia propionică amintim:

- Clostridium propionicum, - Propionibacterium tehnicum, - Bacterium acidopropionici.

Page 11: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

23 Glucoza 4 Acid propionic 2 Acid acetic energie + CO2 H2O+ + +

3C6H12O6= 4CH3 – CH2 – COOH + 2CH3 – COOH + 2CO2 +2H2O

Acid propionic Acid acetic

Importanţa fermentaţiei propionice

• Fermentaţia propionică dirijată este folosită în industria brânzeturilor (prepararea caşcavalurilor tip schweizer) contribuind la formarea aspectului specific al pastei, gustului caracteristic şi creşterea valorii alimentare ca urmare a formării de către bacteriile propionice a vitaminei B12.

• În industria panificaţiei, fermentaţia produsă de bacteriile propionice, conduce la

– formarea suplimentară de CO2, cu rol în creşterea volumului pâinii– un efect fungistatic care previne mucegăirea pâinii la păstrare.

d. Fermentaţia butiricăEste procesul de degradare al glucidelor în n-butanol şi acid butiric, ca produşi principali de reacţie şi alcool etilic, acid formic, acid lactic, ca produşi secundari. Bacteriile care produc fermentaţia butirică sunt: Amilobacter butiricum, Clostridium acetobutiricum , etc.

COOHCH2CH3Glucoza CH2 ++ H2 CO22 2 Acid butiric

Fermentaţia butirică poate reprezenta o continuare nedorită a fermentaţiei propionice la produsele lactate. Formarea acidului butiric în produsele lactate nu este de dorit deoarece poate modifica neplăcut gustul şi aroma acestora.

In condiţii naturale, fermentaţia butirică se produce în cantitate mare pe fundul bălţilor, în solurile mlăştinoase, în general acolo unde pătrunderea oxigenului nu este posibilă.

Pe scară industrială, fermentaţia butirică este folosită la prepararea acidului butiric, folosindu-se ca materie primă porumbul.

4.2. Fermentaţii aerobe.

a. Fermentaţia acetică

Este cea mai importantă dintre fermentaţiile aerobe. Prin fermentaţia acetică glucidele sau alcoolul etilic se transformă în acid acetic, sub acţiunea bacteriilor: Acetobacter ascendens, Acetobacter suboxydans, Acetobacter xylanum.

Transformarea alcoolului etilic în acid acetic (oţet) are loc pe cale oxidativă, în două etape: mai întâi se formează acetaldehida acetică şi apoi acidul acetic – oxidarea în prezenţa nicotinamidadenindinucleotid

OH

COOH+NAD CH3+

+ +NAD + + HNADH +CH2CH3 CH3 CHO

CHOCH3 + H2O +NADH H+ +

Page 12: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

CH3+ COOH

Acid acetic

Alcool etilic Aldehidã Apã

O2+OHCH2CH3 CH3 CO

H+ H2O2

aceticã oxigenatã

H

OCCH3

Alcool etilic

2 OH2

Aldehidã aceticã

+ CH3 CH2 OH

Dacă se pleacă de la glucoză, au loc aceleaşi transformări ca la fermentaţia alcoolică şi mai departe cele două etape descrise mai sus.Importanţa fermentaţiei acetice

• este folosită la prepararea oţetului din alcool etilic diluat. Dacă fermentaţia acetică are loc în condiţii de anaerobioză este, necesară prezenţa bacteriei Escherichia Coli, însă acest tip de fermentaţie acetică este mai puţin răspândită în natură.

• Fabricarea otetului se cunoaste de aproape 10.000 de ani, acesta era de fapt un " vin acru " rezultat din fermentarea vinului cu bacterii. In prezent, oţetul este obţinut exclusiv prin procedeul biologic al dublei fermentări, alcoolică şi acetică, sau a simplei fermentări acetice

• Unele bacteriile acetice se dezvoltă la suprafaţa lichidelor alcoolice (alcool etilic, vin, bere, etc.), fermentaţiile acetice induse de acestea având adesea efecte nedorite asupra calităţilor senzoriale a produselor finite.

• Este importantă în descompunerea substanţelor organice din sol şi în fertilizarea solului.

Industrial la fabricarea oţetului prin oxidarea alcoolului etilic se folosesc bacteriile acetice selecţionate. In funcţie de materia primă folosită, principalele categorii de oţet sunt:

oţetul din vin oţetul din fructe oţetul din alcool oţetul din cereale (orez), porumb, malţ); oţetul balsamic, un produs special, fabricat din must de struguri printr-o tehnologie aparte.

Se numeşte balsamic, deoarece are consistenţa şi aroma răşinei din care sunt făcute butoaiele în care este ţinut.

b.Fermentaţia citricăEste provocată de anumite ciuperci, în special din genul Citromyces şi Aspergillus şi determină transformarea glucidelor în acid citric.

Degradarea aerobă a glucidelor urmează aceeaşi cale cu cea anaerobă (glicoliză) pînă în faza formării acidului piruvic. Din acest moment însă, degradarea aerobă urmează drumul ei propriu de degradare a glucidelor. Acidul piruvic nu mai este transformat în acid lactic ci suferă două transformări de alt tip şi anume o decarboxilare oxidativă cu formare de acid acetic şi o carboxilare cu formare de acid oxalilacetic.

CH3

C O

COOH

CO2

CH3

CO

H

CH3

COOHDecarboxilare Oxidare

Acid piruvic Aldehidã aceticã Acid acetic

Page 13: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

+

+

O2

2H2O

CH3 C

H

OSistem enzimatic CH2 OH

COOHAldehidã Acid glicolicaceticã

OH

3CH2 COOH

Acid glicolic

CitrogenazãCH2

C

CH2

COOH

COOH

COOH

HO

Acid citric

2 Glucoza 9 O2 2 Acid citric 6 CO2+ + H2O +

Substratul cel mai potrivit pentru a obţine acidul citric este zaharoza. Dacă se cultivă unele specii de Aspergillus, Penicillium, Rhizopus pe o soluţie de zaharoză, în anumite condiţii se obţine acid citric cu un randament de 90-100%. Din glucoză se obţine acid citric cu un randament de 50%.

Transformările lipidelor

1.Degradări oxidative

Principalele transformări pe care le suferă lipidele din produsele alimentare sunt degradările oxidative, în urma cărora se formează compuşi toxici cu gust şi miros neplăcut. Aceste degradări au loc în două etape:

hidroliza lipidelor – descompunerea esterilor naturali în componentele constitutive - acizi graşi şi alcool

oxidarea propriu-zisă

a. Hidroliza grăsimilor

Hidroliza grăsimilor constă în descompunerea lor în acizi graşi şi glicerină, în urma fixării moleculei de apă pe cea de trigliceridă, după următoarea schemă:

COOH R

CH2

H2O3 ++

OCOR

OCORCH

OCORCH2 CH2 OH

CH OH

OHCH2

3

Această reacţie este provocată de lipazele proprii materiei grase sau elaborate de microorganismele care au contaminat grăsimea după obţinere: Serratia marcescens, (Bacterium prodigiosus), Enterobacter Cloaceae, Bacillus pyocianeus, Bacillus butyric, M. Lypoliticus, Sarcina lutea, Penicilium, Aspergillus, etc. Procesul hidrolitic

- se desfăşoară progresiv - este favorizat de căldură şi lumină. - indicele de aciditate creşte în urma hidrolizei, acumulându-se acizi graşi liberi, volatili,

inferiori, care imprimă gust şi miros neplăcut grăsimii.- la grăsimea proaspătă, hidroliza este mai alertă datorită conţinutului ridicat în apă (8-9%) şi

enzime, - la grăsimea topită hidroliza este mai lentă datorită conţinutului redus în apă (sub 1%) şi lipsa

enzimelor.

Alterarea grăsimilor (după Eladi A., M. Craiţă 1979)

Page 14: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Denumire Mecanismul şi împrejurărileîn care are loc

Modificări fizico-chimiceşi organoleptice

Hidroliza Lipazele proprii grăsimilor sau cele elaborate de microorganismele aflate în resturile proteice de carne şi în ţesutul conjunctiv (Bacterium prodigiosum, Aerobacter cloacae, Bacillus Pyocyanaeus, etc.) fac ca apa să se fixeze pe molecula de triglicerină şi să o descompună în acizi graşi şi gliceină; căldura şi lumina favorizează reacţia

Indicele de aciditate creşte; acumularea de acizi organici volatili inferiori liberi care dau gustul neplăcut.

Metode pentru determinarea alterării: indice de aciditate sunt procesele create de enzimele proprii alimentelor şi de enzimele microorganismelor care trăiesc pe alimente.

Oxidareaaldehidică

Este o autooxidare favorizată de razele ultraviolete, căldură şi catalizatori (Cu, Fl şi sărurile lor);Are loc în 3 faze, la temperaturi obişnuite, joase în prezenţa oxigenului atmosferic, Faza I de inducţie (are loc o reacţie între lipide şi oxigen cu formarea în urma unor reacţii în lanţ a hidroperoxizilor).Faza a II-a de descompunere oxidativă a hidroperoxizilor rezultând aldehidă: formică, caprilică, heptilică, monilică, azeloinică, epihidrică; cetone şi hidroacizi.

In faza I caracterele organoleptice sunt normale: miros iritant dat de acizii graşi volatili (butiric, nolinic, etc.), gust înţepător dat de aldehida heptilică şi nolinică, reacţia Kreiss pozitivă; indice de refracţie crescut; indicele de iod scade, vitaminile sunt distruse.

Cetonică(aromatică)

Enzimele în prezenţa apei şi a azotului necesar dezvoltării microorganismelor oxidează acizii graşi saturaţi (lauric, caproic, caprilic) şi îi transformă în metilcetone

Gust şi miros de rânced Însoţite uneori de decolorare; reacţia Kreiss pozitivă; creşte valoarea punctului de topire mşi de solidificare. Metode chimice ca mai sus

Cu formarea de oxiacizi

Sub influenţa razelor galbene din spectrul luminos, în prezenţa unor catalizatori (Fe, Pb, Mn, Cu) şi în mediu acid se formează oxi- şi dioxiacizi (stearic, linoleic, etc.). Procesul este inhibat de Sn, Al, şi oţel inoxidabil.

Reversiunea Inainte ca grăsimile să devină râncede, datorită unor mucegaiuri (Penicillium glaucum, Aspergilus niger), lecitinele sunt descompuse şi se formează trimetilamina.

Gustul de peşte dat de oxidul de trimetilamină, însoţit adesea de o uşoară colorare în brun (colina şi oxidul de colină)

b. Procesul oxidativ propriu-zis

Alterarea oxidativă a grăsimilor este fenomenul cel mai frecvent întâlnit.

- Se produce atât la temperaturile obişnuite de păstrare cât şi la temperaturi joase în prezenţa oxigenului atmosferic.

- Viteza oxidării creşte numărul dublelor legături din molecula de acizi graşi nesaturaţi este

Page 15: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

mai mare. Astfel acizii graşi cu trei duble legături se oxidează de patru ori mai rapid decât cei cu o singură legătură.

- Oxidarea acizilor graşi nesaturaţi şi a esterilor lor este accelerată sub influenţa luminii, radiaţiile infraroşii şi vizibile fiind mai puţin eficace în comparaţie cu cele ultraviolete.

- Radiaţiile ultraviolete acţionează prin fotoliza peroxizilor pe care îi transformă în radicali liberi, iniţiatori de reacţii în lanţ.

Reacţiile de oxidare includ 3 etape: Iniţiere: formare de radicali liberi sau de peroxizi. Aceste reacţii au energie de activare

mare şi sunt stimulate de temperatură, lumină şi urme de ioni metalici.

primară

RH

M+

+

++

R

RH

H

H

. .

. .H ROO +RH

radicalalcoil

metal

radical

M.R+n + +(n-1)

secundară

HO2. .R +ROOH

+(n-1) ++nROO. MHROOH + ++ M

M+ ++ROOH OH M.RO+(n-1) +n -

+ROOH .ROM

+ROOH .ROO+n

+ H2O

Propagare: oxidarea lipidelor de către O2, acumulare de peroxizi. Energia de activare este în acest caz foarte mică.

R1 O2

R2H

R1OO

R2

. . ++ +.R1OO R1OOH

Intrerupere: prin asocierea de radicali liberi, rezultă compuşi neradicalici

ROO

ROO R1OO

R..++.

+. .RR

Compusi neradicalici

I. In faza de inducţie apar hidroperoxizi ca produşi primari ai reacţiei dintre oxigen şi lipidele nesaturate. Hidroperoxizii odată formaţi determină la rândul lor oxidarea altor molecule de grăsimi printr-o serie de reacţii succesive, denumite reacţii în lanţ. Drept rezultat, apar în grăsime radicali liberi în primele stadii ale acestor reacţii, sub influenţa cuantelor de lumină.

II: In faza următoare, radicalii nou apăruţi reacţionează cu substanţa oxidantă, apoi din nou cu oxigenul, repetându-se reacţia în lanţ. In amestecul format, hidropăeroxizii se acumulează din ce în ce mai mult.In procesul de descompunere oxidativă a hidroperoxizilor au loc reacţii de polimerizare, rezultând aldehide, cetone, alcooli, hidroxiacizi, cetoacizi. In urma acestui proces, caracterele organoleptice sunt modificate, gustul şi mirosul devin înţepătoare, respingătoare.

Pe lângă această formă de râncezire aldehidică, apare de multe ori râncezirea cetonică, numită şi „râncezirea parfumată” sau aromatică.

Page 16: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Râncezirea cetonică are loc prin -oxidarea, mai ales a acizilor graşi saturaţi (caproic, caprilic şi lauric) şi transformarea lor în metil cetone, după următoarea schemă:

O

CH2R CH2 COOH CR CH2 COOH oxidare

Procesul de oxidare are loc- în prezenţa apei, - în prezenţa resturilor proteice necesare dezvoltării microorganismelor, în special a

mucegaiurilor ca: Penicillium glaucum, Aspergilus niger, etc. Prin descompunerea oxidativă a grăsimilor iau naştere produşi cum ar fi:

substanţe volatile şi indiferente: CO, CO2, H2O; aldehide: aldehida formică, caprilică, heptilică, nonilică, azelainică, epihidrinică; cetone: metilamil- până la metilundecil-cetone acid formic, acetic, propionic, butiric, valerianic, caproic, heptilic, caprilic, nonilic, capric,

azelainic, sebacic, oxistearic, cetostearic; produşi cu caracter peroxidic.

Procesele oxidative pot fi influenţate pozitiv de:- presiunea de O2, - agenţii prooxidanţi-metale, hemoglobina, lipoxigenaze. - activitatea apei prin influenţa ei asupra efectului catalitic al metalelor şi asupra dispersiei

lipidelor.Procesele oxidative pot fi influenţate negativ de

- antioxidanţi - -tocoferol, vitamina C, carotenoide, aminoacizi, proteine şi de agenţi de complexare ai metalelor

Consecinţele reacţiilor de oxidare a lipidelor sunt diferite:

formare de aldehide şi cetone cu molecule mici (volatile) având miros de rânced (hexanal, 2-decenal) care se percep la concentraţii infime (1 ppm);

brunificarea neenzimatică prin reacţia compuşilor carbonilici (formaţi prin oxidare) cu proteinele;

oxidarea secundară a unor arome existente în probă; pierderi de activitate vitaminică şi de culoare; pierderea valorii nutritive a acizilor graşi esenţiali.

2. Formarea acroleinei

O altă categorie de transformări pe care le suferă lipidele o reprezintă formarea acroleinei în tmpul prăjirii grăsimilor. Lipidele, prin încălzire, hidrolizează şi formează acizi graşi şi glicerol. Glicerolul format se transformă prin deshidratare în acroleină. Acroleina formată are un miros înecăcios de grăsime arsă.CH2 OH

OHCH

OHCH2

CH2

C

OHCH2Glicerol Enol Acroleina

incalzire tautomerizare

H2OCHO

CH

CH2

Importanţa prevenirii râncezirii oxidative

Alimentele şi oxigenul reprezintă două componente esenţiale pentru metabolismul uman şi animal implicate în interacţiuni conflictuale insuficient elucidate. Deteriorarea în timp a alimentelor este un proces inevitabil, datorat compoziţiei chimice, cu implicarea directă a oxigenului.Oxidările necontrolate reprezintă conform dovezilor ştiinţifice acumulate în timp, cauze esenţiale

Page 17: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

ale multor stări patologice, precum şi ale modificărilor alterative ale produselor alimentare. In organismul viu, oxidările necontrolate duc la efecte directe şi devastatoare la nivelul structurii şi funcţiei celulare. Printre aceste procese dăunătoare necontrolate atât pentru celule, cât şi pentru alimente, oxidarea lipidelor este probabil una dintre cele mai relevante.

Oxidarea lipidică (râncezirea oxidativă)- este una din cauzele principale ale alterării alimentelor. Râncezirea oxidativă se poate

produce când fracţiunea nesaturată a esterilor acizilor graşi (trigliceride sau fosfolipide) reacţionează cu oxigenul molecular formând peroxizi, hidroperoxizi şi compuşi carbonici.

- produce schimbări nedorite de culoare, aromă şi alte aspecte calitative ale alimentelor, generând mirosul şi gustul rânced al lipidelor (grăsimi şi uleiuri),

- valoarea nutriţională a produselor scade, - pot apărea fenomene de toxicitate, - din păcate multe din tehnicile de prelucrare tind să exacerbeze aceste modificări nedorite- este factorul decisiv pentru stabilirea duratei de valabilitate a produselor alimentare, chiar şi

atunci când conţinutul lor lipidic este scăzut. - afectează în aceeaşi măsură colesterolul din alimentele de origine animală. Colesterolul, ca

şi acizii graşi nesaturaţi, se poate oxida la oxisteroli, care sunt la fel de toxici ca şi hidroperoxizii derivaţi din acizii graşi. Consumul de alimente care conţin oxisteroli ar putea fi dăunător fiziologiei celulare.

Produşii de oxidare rezultaţi din râncezire au acţiune negativă:- asupra unor sisteme enzimatice - modifică flora intestinală capabilă de sinteza unor vitamine necesare organismului- vitaminele şi antioxidanţii sunt distruşi de peroxizi în intestine, unele avitaminoze fiind

consecinţa acestei acţiuni.

Prevenirea râncezirii oxidative are importanţă economică şi medicală şi de aceea sunt depuse eforturi mari pentru a controla oxidarea biologică. Rolul antioxidanţilor în prevenirea râncezirii oxidative se datorează structurii lor derivate de la fenol şi constă în donarea de hidrogen radicalului liber lipidic, pentru a reforma molecula lipidică sau în donarea unui atom de hidrogen unui radical liber peroxid, pentru a forma hidroperoxidul şi un radical liber stabil de antioxidant.Pentru prevenirea alterării grăsimilor este necesar ca

- respectarea măsurile implicate în procesele tehnologice. - prelucrarea tehnologică trebuie să asigure îndepărtarea componentelor nelipidice (apă,

protide, glucide) care favorizează descompunerea grăsimilor.- răcirea rapidă, manipularea igienică şi păstrarea grăsimilor la temperaturi scăzute reduc atât

contaminarea şi multiplicarea microorganismelor, cât şi transformările pur chimice. Acestea devin neînsemnate, dacă lipseşte fierul sau cuprul şi dacă produsele se păstrează la adăpost de lumină.

Medicul veterinar igienist are obligaţia şi posibilitatea să urmărească şi să depisteze cauzele care au declanşat sau au favorizat procesele alterative. In aprecierea modificărilor alterative pe care le suferă grăsimea, este necesar să se urmărească atăt fenomenele de hidroliză, cât şi cele de oxidare, deoarece nu există întotdeauna o corelaţie între aceste două fenomene.Pentru prelungirea duratei de păstrare a grăsimilor, s-au experimentat o serie de substanţe care încetinesc viteza d oxidare a acizilor graşi uşor oxidabili, denumite antioxidanţi.Dacă se consideră că râncezirea aldehidică comportă un şir de reacţii înlănţuite, cu o perioadă de inducţie, atunci antioxidanţii pot fi consideraţi ca substanţe care prelungesc această perioadă de inducţie, in decursul căreia sunt inactivaţi progresiv.După origine antioxidanţii se împart în:

Page 18: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Antioxidanţi naturali: tocoferolii (alfa, beta, gamma, etc.), sesamolul, gosipolul, bilirubinul, acidul ascorbic şi derivaţii săi; carotenoidele, vitamina A

Antioxidanţi de sinteză, de regulă sunt de natură fenolică: butilhidroxianisolul (BHA), butil-hidroxitoluenul (BHT), estrii acidului galic: propilgalat (PG), octigalat (OG), dodecilgalat (DG), acidul nordihidroxiguaiaretic (NDGA).

Numeroase studii toxicologice au pus în evidenţă atât efecte favorabile, cât şi nefavorabile ale antioxidanţilor, unii fiind implicaţi chiar în cancerogeneză.

Pentru mărirea efectului antioxidant, s-au experimentat, împreună cu antioxidanţii, o serie de substanţe sinergetice, care singure nu au nici un efect asupra procesului d râncezire, dar adăugate antioxidanţilor, le măresc acţiunea şi le prelungesc efectul. Dintre cele mai utilizate substanţe sinergetice menţionăm: acidul citric, citratul de izopropil, citratul de stearil şi acidul fosforic.Folosirea antioxidanţilor reprezintă încă o problemă dificilă, ei trebuind să nu fie toxici, să nu aibă influenţă dăunătoare asupra organismului. De aceea există rezerve în aplicarea lor, mai ales a celor sintetici.

Transformările proteinelor

1. Reacţia Maillard sau brunificarea neenzimatică.

Acest tip de reacţii s-a discutat la capitolul transformările glucidelor. Sunt reacţii de condensare care au loc între glucide şi aminoacizi şi au ca rezultat formarea pigmenţilor melanoidici şi a unor arome specifice.

2. Denaturarea proteinelor.

Denaturarea proteinelor are drept cauză distrugerea structurii cuaternare. Poate fi modificată şi structura terţiară şi eventual cea secundară. Are loc o rupere a legăturilor dintre lanţurile polipeptidice cu formarea unor resturi macromoleculare dezordonate. Acestea pot forma o altă structură tridimensională prin legături intramoleculare stabile şi astfel denaturarea devine ireversibilă. Prin denaturare

- se pierd proprietăţile biologice ale proteinelor, - scade solubilitatea, - creşte sensibilitatea la proteaze, - scade puterea de cristalizare.

Dacă procesul nu duce la modificări esenţiale ale structurilor terţiare şi secundare, există posibilitatea revenirii la condiţiile iniţiale. Denaturarea proteinelor se poate realiza :

- prin încălzire - dacă denaturarea are loc la tmperaturi înalte, se produce ireversibil, deoarece se formează resturi de lanţuri care coagulează

- sub influenţa pH-ului – dacă are loc cu modificarea pH-ului, procesul este reversibil în majoritatea cazurilor. Prin revenirea la condiţiile iniţiale, are loc regenerarea proteinei care redobândeşte proprietăţile biologice.

- prin adaos de săruri -.dacă se adaugă săruri, în cazul în care nu se formează chelaţi, procesul va fi reversibil.

ProteolizaProteinele nu pot fi metabolizate ca atare de orgnism, ci numai după o prealabilă degradare. In prezenţa unor enzime proteolitice, numite proteaze, proteinele sunt descompuse până la aminoacizi. Proteazele se împart în proteinaze şi peptidaze.

Proteinazele sunt endopeptidaze care catalizează hidroliza proteinelor până la stadiul de polipeptide. Exemple tripsina, chimotripsina, papaina, pepsina, elastaza, etc. Ele hidrolizează

Page 19: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

legăturile peptidice astfel:- tripsina acţionează la pH alcalin, lângă ramificaţiile laterale bazice;- chimotripsina acţionează tot la pH alcalin, la nivelul ramificaţiilor hidrofobe;- pepsina rupe legăturile – CO – NH – la pH acid;- elastaza acţionează la nivelul ramificaţiilor mici.

Peptidazele sunt exopeptidaze care acţionează la capătul lanţului polipeptidic, asupra legăturilor vecine cu grupările – NH sau – COOH. In urma acţiunii lor se formează aminoacizi liberi. Exemple de peptidaze:

- carboxipeptidaze - aminopeptidaze.

Proteoliza este folosită şi în industria alimentară. In acest scop se utilizează următoarele enzime:- enzime de origine animală: chimozina sau cheagul, extras din stomacul de viţel şi pepsina

extrasă din stomacul de porc se utilizează la fabicarea caşurilor;- enzime de origine vegetală: papaina, extrasă din Carica Papaya sau din tije de ananas, este

folosită la fabricarea biscuiţilor, în industria cărnii şi la stabilizarea berii;- enzime microbiene: proteaze neutre, utilizate în panificaţie; proteaze alcaline, utilizate ca

detergenţi; proteaze acide, utilizate ca substituenţi ai cheagului.

Solubilitatea proteinelor

Proteinele sunt substanţe solubile în general în apă. Solubilitatea lor depinde de legăturile care se formează între grupările libere de la suprafaţa macromoleculelor şi moleculele solventului.Proteinele greu solubile manifestă fenomenul de gonflare, datorită tendinţei de hidratare a grupărilor polare din macromolecula proteică. Gelatina de exemplu se îmbibă puternic cu apă şi prin răcire formează geluri.Substanţele proteice prin dizolvare în apă formează soluţii coloidale cu proprietăţi asemănătoare hidrocoloizilor.Datorită acestor proprietăţi funcţionale, proteinele prezintă o deosebită importanţă în industria alimentară, ele înlesnind desfăşurarea unor procese tehnologice. Se poate considera că nu există ramură a industriei alimentare în care caracteristicile funcţionale şi nutriţionale ale derivatelor proteice să nu intervină la îmbunătăţirea calităţii produselor alimentare.

Vitaminele în procesarea alimentelorO importanţă deosebită, pe durata transformărilor tehnologice ale materiilor prime în aliment, o prezintă conservarea vitaminelor şi crearea condiţiilor impuse de sensibilitata diferită a vitaminelor la lumină, temperatură, pH, umiditate, etc.Menţinerea vitaminelor în alimente depinde de

- condiţiile de prelucrarea industrială, - de condiţiile de depozitare - condiţiile de prelucrarea culinară a materiilor prime agroalimentare.

In majoritatea acestor procese vitaminele se pierd, dar sunt cazuri când în timpul prelucrării alimentelor unele vitamine se menţin sau chiar cresc cantitativ.Pentru aprecierea conţinutului de vitamine trebuie să ţinem cont de pierderile efectuate, adică de faptul că vitaminele se schimbă şi iau forma biologic inactivă sau o parte din ele trec în deşeuri neutilizabile pentru alimentaţia oamenilor.

- vitamina C se distruge prin fierbere, - vitaminele A sunt sensibile la lumină şi la oxigen, - vitamina B este instabilă la temperatură, - vitamina PP este instabilă în mediu alcalin, dar stabilă la temperatură.

Page 20: Curs 10_11 Transf Subst Nutrit

Se pot menţiona pierderi de vitamine în următoarele procese:- prin măcinarea cerealelor 50-60% din conţinutul de vitamine B trec în tărâţe;- în timpul procesului de extracţie, aceste pierderi le suferă toate alimentele care se păstrează

o anumită perioadă în apă şi mai ales dacă au suprafaţa mare- prin saramurarea cărnii se pierde circa 80% din conţinutul de vitamină B2

şi vitamină PP;- prin fierberea cărnii o cantitate însemnată de vitamine trec în zeamă;- vitaminele hidrosolubile se pot pierde în procesul de decongelare, prin lichidul care se

scurge la decongelare;- prin prelucrarea laptelui în brânzeturi, o cantitate importantă de vitamine trec în zer;- temperaturile ridicate şi surplusul de oxigen duc la distrugerea a numeroase vitamine;- sub acţiunea luminii şi a razelor UV se descompun vitaminele fotolabile – vitaminele B şi

vitamina K;- din lapte, o cantitate importantă de vitamine se pierde prin pasteurizare şi fierbere, sau

prin păstrare îndelungată;- prin conservarea ouălor întregi, vitaminele se păstrează relativ bine, însă pasta de ou

congelată şi praful de ou pierde o parte din vitamine în procesul de prelucrare;- în fructe şi zarzavaturi pierderile se datorează procesului de prelucrare şi anume:

temperaturi ridicate, contact cu aerul, contact cu metalele sau cu lumina . In acst caz, se pierde în cea mai mare măsură vitamina C şi -caroten

Creşterea aportului de vitamine prin prelucrarea culinară: - prin prelucrarea la cald a ouălor se denaturează enzima avidina, care inactivează biotina sau

vitamina B7 şi astfel această vitamină rămâne activă;- procesele de fermentare acţionează deosebit de favorabil asupra conţinutului de vitamine,

deoarece în timpul fermentaţiei iau naştere anumite vitamine, drojdia de bere fiind o sursă importantă de vitamine B;

- Produsele lactate fermentate au un conţinut de vitamine mai mare, astfel brânza conţine o cantitate dublă de vitamina B2.

Prevenirea pierderilor de vitamine în timpul prelucrării alimentelorTehnologiile alimentare trebuie să încerce să reducă la minim pierderile de vitamine.

- laptele trebuie păstrat în cutii Tetra Pack, în hârtie parafinată, dublată cu folie de aluminiu, sau în pungi de polietilenă închise la culoare;

- dezaerarea laptelui înainte de sterilizare duce la o retenţie ridicată de vitamina B12;- la prelucrarea legumelor şi fructelor, instalaţiile de oţel inoxidabil duc la diminuarea pierde-

rilor de vitamina C, de la 80% la 40% comparativ cu prelucrarea în instalaţii de cupru;- se preferă procesele de sterilizare de scurtă durată, prin ambalaj, a lichidelor şi pastelor

(UHT);- se impune folosirea de antioxidanţi (vitamina E, -caroten, vitamina K);- folosind vitaminele sintetice în scop tehnologic se îmbunătăţeşte şi conţinutul de vitamine şi

creşte şi valoarea biologică a produsului respectiv;

Conţinutul de vitamine din alimente se poate mări pe trei căi:- creşterea conţinutului în materia primă;- conservarea pe scară mai mare a conţinutului de vitamine prin adoptarea proceselor

tehnologice de prelucrare industrială şi culinară;- prin completare cu vitamine sintetice în timpul procesului tehnologic