Fett och proteiner i livsmedel
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Fett
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Triglycerid = glycerol+3 fettsyror
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Fettsyror
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Mättade och omättade:
bara enkelbindningar eller även dubbelbindningar i kolkedja
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Cis och trans omättade fettsyror
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Kedjeform av mättade resp cis omättade fettsyror
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Triglycerid
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Olika fetter
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Olika fetter
Saturated Acids (%)
Source
C10
& less
Unsaturated Acids (%)
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
-
-
1
27
15
48
6
2
human fat
-
1
3
25
8
46
10
3
herring oil
-
-
7
12
1
2
20
52
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
-
Plant Oils
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
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
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
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
Andel kristallint fett vid olika temperaturer
smör
chokladfett
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Skillnaden mellan
margarin och smör
Smöret innehåller även hela fettkulor som stör kristallnätverket
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
Relativ reaktivitet av fettsyror
(tex oxidativ härskning)
• Mättade
• Enkelomättade
• Fleromättade
1
100
1000
Därför lämpar sig fleromättade fetter dåligt för stekning
Därför “torkar” linolja
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Proteiner
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
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
http://en.wikipedia.org/wiki/Amino_acid
Peptidbindning = mellan aminogruppen och
karboxylsyragruppen,
inte thermodynamiskt stabil i vatten !
http://sv.wikipedia.org/wiki/Peptidbindning
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Aminosyror
Petr Dejmek
Mat, myter och molekyler
Proteinkedja
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
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
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
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
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
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
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
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
Soja
Sojaproteiner i form av specifika aggregat
• leguminin (11S~350 000 Da) glycinin
• vicilin (7S~150 000 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
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
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
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
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
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
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
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
