Proteini i njihova funkcionalna svojstva

Flashcards covering protein structure, types, denaturation, functional properties in food, and chemical changes during processing.

Proteini

Kompleksni polimeri sastavljeni od $20$ različitih aminokiselina koji imaju centralnu ulogu u biološkim sustavima.

Enzimi

Proteini koji kataliziraju visoko specifične biološke reakcije u stanicama.

Strukturalna funkcija proteina

Uloga koju u stanicama i organizmima obavljaju proteini poput kolagena, kreatina i elastina.

Sastav ugljika u proteinima

Proteini sadrže od $50$ do $55\%$ ugljika.

Sastav dušika u proteinima

Proteini sadrže od $12$ do $19\%$ dušika.

Sastav sumpora u proteinima

Sastojak koji se u proteinima nalazi u udjelu od $0,2$ do $3\%$.

Ribosomi

Mjesto u stanici gdje se odvija sinteza proteina.

Homoproteini

Proteini koji se ne modificiraju u stanicama pomoću enzima.

Heteroproteini (konjugirani proteini)

Proteini koji se modificiraju ili kompleksiraju s neproteinskim molekulama.

Nukleoproteini

Konjugirani proteini koji se nalaze u ribosomima.

Glikoproteini

Konjugirani proteini poput ovalbumina i $\kappa$-kazeina koji sadrže kovalentno vezane ugljikohidrate.

Fosfoproteini

Proteini koji sadrže kovalentno vezanu fosfatnu grupu, primjerice $\alpha$- i $\beta$-kazein.

Lipoproteini

Proteini koji sadrže nekovalentno vezane lipide, prisutni u žumanjku jajeta i plazmi.

Metaloproteini

Proteini koji sadrže nekovalentno vezane metale, poput hemoglobina i mioglobina.

Globularni proteini

Klasifikacija proteina prema strukturnoj organizaciji, uz fibrozne proteine.

Hormoni

Proteini poput inzulina i hormona rasta koji reguliraju biološke procese.

Definicija proteina hrane

Sastojci koji su probavljivi, netoksični, nutritivno adekvatni i funkcionalno upotrebljivi u prehrambenim proizvodima.

Aminokiseline

Osnovne strukturne jedinice proteina koje se sastoje od $\alpha$-C atoma, H atoma, amino skupine, karboksilne skupine i lanca R.

Peptidna veza

Kovalentna veza kojom su međusobno povezane aminokiseline u proteinu.

Hidrofobne aminokiseline

Aminokiseline s alifatskim ili aromatskim lancem koje imaju ograničenu topljivost u vodi.

Alanin

Aminokiselina s alifatskim hidrofobnim lancem.

Fenilalanin

Hidrofobna aminokiselina s aromatskim lancem.

Polarne aminokiseline

Aminokiseline topljive u vodi, koje mogu biti nabijene ili nenabijene.

Nabijene polarne aminokiseline

Primjeri uključuju arginin, asparaginsku kiselinu, glutaminsku kiselinu, histidin i lizin.

Nenabijene polarne aminokiseline

Primjeri uključuju serin, treonin, asparagin, glutamin i cistein.

Primarna struktura proteina

Osnovni redoslijed aminokiselina u polipeptidnom lancu.

Sekundarna struktura proteina

Struktura nastala povezivanjem molekula preko vodikovih veza radi stabilizacije.

Tercijarna struktura proteina

Kompaktna struktura stabilizirana vodikovim vezama, van der Waalsovim vezama, disulfidnim mostovima i hidrofobnim interakcijama.

Kvaterna struktura proteina

Nakupine velikih molekula (podjedinica) stabilizirane različitim kemijskim vezama.

Nativna struktura proteina

Struktura proteina koja je rezultat intramolekularnih sila i interakcija s okolinom/vodom.

Denaturacija

Svaka promjena u sekundarnoj, tercijarnoj i kvaternoj strukturi bez cijepanja kostura peptidne veze.

Konformacijske promjene

Male promjene u strukturi koje ne mijenjaju značajno oblik molekule.

Reverzibilna denaturacija

Proces u kojem se denaturirani protein može vratiti u svoje nativno stanje.

Sredstva za denaturaciju

Fizikalna (temperatura, tlak, mehanički utjecaj) i kemijska (pH, organske tvari, deterdženti, soli).

Denaturacija toplinom

Proces koji uključuje destabilizaciju nekovalentnih interakcija dok peptidna veza ostaje stabilna.

Denaturacija tlakom

Proces popraćen smanjenjem volumena molekula proteina, koji je često reverzibilan.

Mehanička denaturacija

Taloženje proteina uzrokovano snažnim miješanjem i inkorporacijom mjehurića zraka.

Izoelektrična točka

Stanje u kojem su proteini najstabilniji s obzirom na pH vrijednost.

Funkcionalna svojstva proteina

Svojstva odgovorna za teksturu, aromu, boju i izgled hrane, ovisna o strukturi proteina.

Gluten

Protein odgovoran za viskoelastična svojstva i sposobnost stvaranja tijesta u pekarskim proizvodima.

Topljivost

Funkcionalno svojstvo važno za proizvodnju pića.

Viskoznost

Svojstvo proteina koje se koristi za ugušćivanje juha i umaka.

Stvaranje gela

Svojstvo stvaranja proteinskog matriksa u proizvodima poput sira i mesa.

Emulgiranje

Svojstvo formiranja i stabilizacije emulzija u kolačima i juhama.

Vezivanje arome

Sposobnost proteina poput kazeinata da adsorbira i zadržava tvari arome.

Kapacitet vezivanja vode

Grami vode vezani po gramu proteina pri relativnoj vlažnosti od $90$ do $95\%$.

Kapacitet zadržavanja vode

Sposobnost proteina da upija i zadržava vodu usprkos gravitaciji unutar matriksa.

Gelski matriks

Visoko hidrirana struktura koja može sadržavati do $98\%$ vode.

Transglutaminaza

Enzim koji se najčešće koristi za induciranje formiranja proteinskih gelova.

Kationi u formiranju gela

Dvovalentni ioni poput $Ca$ i $Mg$ koji sudjeluju u procesu želiranja.

Termičko cijepanje peptidne veze

Kemijska promjena uzrokovana visokim temperaturama tijekom procesiranja hrane.

Tekstura mesa

Svojstvo koje ovisi o sadržaju kolagena, stanju mišića i mehaničkoj dezintegraciji strukture.

Gubitak vode u mesu

Promjena teksture pri zagrijavanju dovodi do gubitka vode od $20$ do $40\%$.

Sastav glutena

Sastoji se od $80-90\%$ proteina, uključujući glijadin, glutenin i topljive proteine.

Mioglobin

Protein primarno odgovoran za boju mesa.

Maillardove reakcije

Kemijske reakcije između šećera i aminokiselina koje uzrokuju promjene u boji i aromi.

Oksidacija proteina

Reakcija uzrokovana prisustvom radikala ili reaktivnog kisika koja može smanjiti probavljivost.

Heterociklički amini (HA)

Male molekule potencijalno karcinogenog učinka koje nastaju zagrijavanjem proteina i kreatina.

Kreatin i kreatinin

Tvari prisutne u mišićima mesa koje sudjeluju u mehanizmu stvaranja HA.

Temperatura stvaranja HA

Hrana kuhana ispod $160\,^\circ C$ ima vrlo nisku razinu heterocikličkih amina.

Akrilamid

Vrlo reaktivna molekula koja nastaje u hrani bogatoj ugljikohidratima i proteinima tijekom pečenja.

Nastajanje akroleina iz lipida

Proces u kojem se glicerol degradira do akroleina iznad temperature dimljenja ulja.

Asparagin i akrilamid

Dekarboksilacija i deaminacija asparagina su ključni putevi stvaranja akrilamida.

Učinak pH na akrilamid

Najveće nastajanje akrilamida u sustavu asparagin-šećer zabilježeno je pri $pH\,8$ na $180\,^\circ C$.

PhIP

Specifični heterociklički amin (HA) detektiran u pečenoj piletini i govedini.

Sadržaj proteina u govedini

Govedina sadrži približno $19,0\,g/100\,g$ proteina.

Sadržaj proteina u jajima

Jaja sadrže približno $12,9\,g/100\,g$ proteina.

Skupljanje kolagena

Proces koji se događa pri temperaturi od $50-60\,^\circ C$.

Inaktivacija mikroorganizama

Glavni razlog primjene visokog tlaka i topline u prehrambenoj industriji.

Disulfidni mostovi

Kovalentne veze koje stabiliziraju tercijarnu i kvaternu strukturu proteina.