Гідратація та дегідратація білків

Гідратацією називається здатність білків міцно зв'язувати значну кількість вологи. Гідрофільність окремих білків залежить від їх будови. Розташовані на поверхні білкової глобули гідрофільні групи (амінні, карбоксильні та ін.) адсорбують (притягують) молекули води на поверхні. Утворена гідратна (водна) оболонка додає стійкості розчинам білків, запобігаючи агрегації (злипанню) молекул і випадінню їх в осад. У розчинах з малою концентрацією білка (наприклад, молоко) білки повністю гідратовані і зв'язувати воду не можуть. У концентрованих розчинах білків при додаванні води відбувається додаткова гідратація. Здатність білків до додаткової гідратації має в технології виробництва харчової продукції має велике значення. Від неї залежать соковитість готових виробів, здатність напівфабрикатів з м'яса, птиці, риби утримувати вологу, і т. д. Прикладами гідратації в кулінарній практиці є: приготування омлетів, котлетної маси з продуктів тваринного походження, різних видів тіста, набухання білків круп, бобових, макаронних виробів.

Дегідратацією називається втрата білками зв'язаної води при висушуванні, заморожуванні і розморожуванні м'яса і риби, при тепловій обробці напівфабрикатів і т.д. Від ступеня дегідратації залежать такі важливі показники, як вологість готових виробів та їх вихід.

Денатурація білків

Це складний процес, при якому під впливом зовнішніх факторів (температури, механічної дії, дії кислот, лугів, ультразвуку, випромінювань, солей важких металів) відбувається зміна вторинної, третинної і четвертинної структур білкової макромолекули, тобто нативної (природної) просторової структури. Первинна структура, а отже, і хімічний склад білка не змінюються. При кулінарній обробці денатурацію білків найчастіше викликає нагрівання. Цей процес у глобулярних і фібрилярних білках відбувається по-різному. У глобулярних білках при нагріванні посилюється тепловий рух поліпептидних ланцюгів всередині глобули водневі зв'язки, які утримували їх у певному положенні, розриваються і поліпептидний ланцюг розгортається, а потім згортається по-новому. При цьому полярні (заряджені) гідрофільні групи, які були розташовані на поверхні глобули і забезпечували її заряд та стійкість, переміщуються всередину глобули, а на поверхню виходять гідрофобні групи не здатні утримувати воду. Денатурація супроводжується змінами найважливіших властивостей білка:

- втратою забарвлення (наприклад, зміна забарвлення м’яса при його нагріванні внаслідок денатурації міоглобіну);

- втратою біологічної активності (наприклад, в картоплі, грибах, яблуках і ряді інших рослинних продуктів містяться ферменти, що викликають їх потемніння, при денатурації білки -ферменти втрачають активність);

- зниженням стійкості до дії травних ферментів (білкові продукти, що підлягали тепловій обробці, перетравлюються повніше і легше);

- втратою стійкості білкових глобул (наприклад, згортання білків яєць при варці, або білків молока при прокисанні).

Агрегація - це взаємодія денатурованих молекул білка, яка супроводжується утворенням більш великих часток. Зовні це виражається по-різному, залежно від концентрації та колоїдного стану білків у розчині. Так, в розчинах з малою концентрацією (до 1%) білок утворює пластівці (піна на поверхні бульйонів). В більш концентрованих розчинах (наприклад, білки яєць) при денатурації утворюється суцільний гель. При великій концентрації деякі глобулярні білки утворюють гелі (драглі) до денатурації. При денатурації такі драглі ущільнюються, при цьому відбувається відділення рідини в навколишнє середовище. Це має місце при тепловій обробці м’яса, риби. Швидкість агрегування золів білка залежить від рН середовища. Для поліпшення якості страв і кулінарних виробів широко використовують зміну реакції середовища. Так, при маринуванні м'яса, птиці, риби перед смаженням; додаванні лимонної кислоти або білого сухого вина при припускании риби, курчат; використанні томатного пюре при тушкуванні м'яса створюють кисле середовище. Завдяки меншій дегідратації білків вироби виходять більш соковитими.

Фібрилярні білки денатурують інакше: зв'язки, які утримували спіралі їх поліпептидних ланцюгів, розриваються, і фібрила (нитка) білка скорочується в довжину. Так денатурують білки сполучної тканини м'яса і риби і вироби можуть деформуватись при смаженні. Тому шкіру слід надрізати в кількох місцях.

Деструкція білків.

При тривалій тепловій обробці білки зазнають більш глибоких змін, пов'язаних з руйнуванням їх макромолекул. На першому етапі змін від білкових молекул можуть відщеплюватись функціональні групи з утворенням таких летючих сполук, як аміак, сірководень, вуглекислий газ. Вони беруть участь в утворенні смаку і аромату готової продукції. При подальшій гідротермічній обробці білки гідролізуються, при цьому пептидний зв'язок розривається з утворенням розчинних азотистих речовин небілкового характеру (наприклад, перехід колагену в глютин, тобто желатин). Деструкція білків може бути цілеспрямованим прийомом кулінарної обробки, що сприяє інтенсифікації технологічного процесу (використання ферментних препаратів для розм'якшення м'яса, утворення клейковини тіста, отримання білкових гідролізатів та ін.)