Амінокислоти та їх похідні в складі харчових добавок

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Амінокислоти та їх похідні в складі харчових добавок



Вступ

Мета роботи: дослідити амінокислоти та їх похідні у складі харчових добавок.

Завдання роботи:

1. Розглянути окремі представники амінокислот та їх основні похідні.

2. Описати будову амінокислот та їх похідних.

3. Дослідити властивості амінокислот та їх похідних.

4. Застосування амінокислот та їх похідних.

Об'єкт дослідження: протеїногенні амінокислоти.

Предмет дослідження: використання амінокислот у якості харчових добавок.

1820 рік - рік, коли провели метод гідролізу кислотою і виділили із желатину першу амінокислоту (далі АМК) - глікоколь. Потім цим же методом були виділені й інші АМК.

АМК - безбарвні кристалічні речовини, деякі солодкуваті на присмак, дають солі з кислотами й основами. АМК гарно розчинні у воді. Більшість синтезовані.

У тваринних і рослинних організмах у наш час виявлені наступні б-АМК: аланін (Ала), аргінін (Арг), аспаргінова кислота (Асп), цистеїн (Цис), глутамінова кислота (Глу), гліцин (Глі), гістидин (Гіс), ізолейцин (Іле), лейцин (Лей), лізин (Ліз), метионін (Мет), фенілаланін (Фен), пролін (Про), серин (Сер), треонін (Тре), триптофан (Трп), тирозин (Тир), валін (Вал). Десять із цих б-АМК в організмі не синтезуються, тому повинні надходити в організм із їжею, їх називають незамінними АМК. До них відносяться Тре, Вал, Лей, Іле, Ліз, Трп, Фен, Мет, Гіс, Арг. При недостатності їх у їжі неможливий синтез білків, наслідком чого є призупинення розвитку організму та різноманітні хвороби. АМК грають важливу роль в синтезі вітамінів, гормонів та ферментів.

Вважають, що для обміну речовин у шкірі найбільше значення має Мет, Цис і Глу: перші 2 - як носії сірки, остання грає роль ферменту, що сприяє утворенню аміносполук у шкірі та м'язах [1].

У наш час більшість АМК отримують у промислових масштабах синтетично. Їх використовують у якості добавок, які заповнюють, наприклад, неповноцінність продуктів харчування, покращення зовнішнього вигляду, запаху, смаку. Амінокислотні добавки представляють собою суміш із 20-ти АМК, або ж є окремими, найбільш важливими АМК. У якості харчових добавок (далі ХД) часто використовують Глі, Мет, Ліз, Глу й Асп. Білкові, вуглеводні й амінокислотні добавки можуть бути збагачені вітамінами й мінеральними речовинами. Особливо великий відсоток використання Глу в якості ХД. Похідні АМК є хорошими підсолоджувачами, такі як аспартам. Цис використовується для імітації смаку й аромату м'яса, у хлібопечінні як засіб проти потемніння білого хліба. Глі використовують як антиокисник [2].

Японці давно помітили, що додавання в їжу приправи з сушених водоростей підсилює її смак і аромат. У 1909 р японський вчений К. Ікеда з'ясував, що причиною такої дії приправи є вміст у водоростях глутамінової кислоти та її солях. К. Ікеда запатентував своє відкриття, і тепер у всьому світі в якості харчових добавок, що підсилюють смак і аромат продукту, використовують Глу (Е620), глутамінат натрію (Е621, часто називають глютамат натрію) і Глутамінат інших металів (Е622-Е625). Для тих же цілей застосовують Глі (Е640) і Лей (Е641) [3].

Амінокислотні добавки також використовують для відновлення м'язів, для збільшення м'язової маси, силових показників. Їх вживають при хворобах, дієтах. Наприклад, вегетаріанці, які отримують на порядок менше білку з їжею, оскільки не їдять продуктів тваринного походження, приймаючи амінокислотні добавки, поповнюють амінокислотний баланс в організмі [4].



1.Хімічні властивості та методи добування амінокислот

1.1 Хімічні властивості амінокислот

Декарбоксилювання з утворенням біологічно-активних амінів:

1. Дезамінування з утворенням карбонових кислот:

2. Утворення пептидів (амідів). Сполучення окремих АМК супроводжується дегідратацією та утворенням амідного (пептидного) зв'язку (-NH-CO-)

3. Переамінування (заміщення аміногрупи):



4. Гідроксилювання.

До складу колагену (одного з білків шкіри і сполучної тканини) входить гідроксильована амінокислота пролін (гідроксипролін). Додаткова гідроксильна група є біологічно важливою, оскільки стабілізує структуру колагенового волокна. Реакція гідроксилювання протікає в організмі за участі редокс пари аскорбінової кислоти. За нестачі в організмі людини вітаміну С внаслідок недостатнього гідроксилювання колагену розвивається захворювання цинга, що супроводжується кровоточивістю ясен.

5. Реакції з альдегідами з утворенням основ Шиффа:

6. Взаємодія з вуглеводами й утворення глікопептидів за рахунок формування N- та O-глікозидних зв'язків



7. Окиснення SH-груп. У результаті формуються дисульфідні зв'язки в структурі білку або окремі сполуки, наприклад, димер цистеїна - цистин.

8. Фосфорилювання гідроксиамінокислот з утворенням складних фосфорних ефірів:



9. Окиснення гуанідинової групи АМК аргініну:

10. Взаємодія з іонами двовалентних металів Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+ в лужному середовищі

1.2 Методи одержання амінокислот

хімічний амінокислоти кристалічний

АМК можна отримувати методом виділення із білкових гідролізатів, із використанням мікробіологічних методів, із допомогою ферментативних методів чи шляхом хімічного синтезу. Перші 3 шляхи дають L-АМК, а останній дає DL-сполуки, які ще потрібно розділити. До недавніх пір АМК вдавалося отримати лише в мізерних кількостях, але в останні роки виробництво прийняло індустріальні масштаби. АМК використовуються як смакові добавки в харчовій промисловості, як поживні розчини та терапевтичні засоби в медицині (усі протеїногенні АМК), як добавки для покращення неповноцінних поживних білків, як проміжні речовини в косметичній промисловості, а також як вихідні речовини для синтезу різноманітних пептидів.

1. Виділення з білкових гідролізатів

При отриманні АМК білки, перш за все, розшеплюють з допомогою основного, кислотного чи ферментативного гідролізу. У класичному методі кислотного гідролізу використовують HCl чи H2SO4. Час реакції від 12 до 72 год у залежності від будови білку. Дуже стійкі до гідролізу пептидні зв'язки, утворені Лей, Іле і Вал. При цьому Трп руйнується повністю, Сер і Тре до 10%.

Втрати АМК, обумовлені присутністю вуглеводів, можуть бути знижені, якщо роботу проводять у вакуумі й застосовують великих надлишок кислоти.

В інших методах кислотного гідролізу використовують суміш пропіонової кислоти з HCl, 4-толуолсульфокислоту чи меркалтоетансульфонову кислоту. Останній метод використовується спеціально для аналітичних цілей. Трп при цьому зберігається на 95%.

При лужному гідролізі з оксидом барію руйнуються гідроксиамінокислоти й Цис у той час, коли Трп зберігається.

Глу кристалізується прямо з концентрованого гідролізату, насиченого хлористим воднем, Цис і Тир відділяють завдяки їх поганій розчинності у воді. Селективне відділення ароматичних АМК вдається виконати з допомогою адсорбції на активованому вугіллі. Отриману при гідролізі суміш краще всього розділити хроматографічно. Виділення окремих компонентів передує зазвичай розділення на кислі, основні та нейтральні групи АМК.

2. Мікробіологічні методи

Майже всі протеїногенні АМК можна отримувати з допомогою специфічних мікроорганізмів. Принцип мікробіологічного методу (ферментації) заключається в аеробному вирощуванні мікроорганізмів у розведених поживних розчинах, які містять засвоювані джерело кисню й азоту, як, наприклад, вуглеводи, вуглеводні, органічні й неорганічні сполуки азоту, мінеральні солі й ростові речовини. Можна отримувати також напівпродукти біосинтезу АМК. Наприклад, Глу отримується із б-кетоглутарової кислоти; Іле й серин (Сер) можна отримати ферментацією культури, яка містить треонін (Тре) чи Глі. У якості мікроорганізмів застосовуються культури такого дикого типу, наприклад Cornynebacterium glutamicum і Brevibacterium flavum,, а також мутанти, які виробляють велику кількість специфічних АМК.

У випадку ауксотрофних мутантів мікроорганізми не володіють деякими ферментами, необхідними для біосинтезу певних АМК. Синтез тому може зупинитися на одній із перших стадій або піти по іншому шляху. Якщо продуктом першого ступеня чи продуктом такого побічого шляху являються АМК, то вони виробляються й акумулюються у великій кількості, наприклад, застосування мутанту, дефіцитного по гомосерину із Eschrichia coli, обумовлює накопичення лізину (Ліз). Відсутність гомосериндегідрогенази блокує гомосеринтреонін-метіоновий шлях синтезу на користь побічного синтезу, який призводить до утворення Ліз. У випадку регуляторних мутантів, які використовуються для отримання аргініну, метионіну, Іле й Трп, напрацювання АМК здійснюється шляхом порушення механізму оберненого зв'зку.

Особливе технічне значення отримала ферментація Глу так званими мікроорганізмами дикого типу. Культивують бактерії у стерилізованих ферментах при 35° С, використовуючи в якості джерела вуглецю глюкозу чи патоку і впускаючи в систему повітря та аміак. Через 40 год із культури можна ізолювати Глу. Вихід складає 50 кг АМК на 100 кг введеної глюкози. Глу у формі моноглутамату натрію застосовується в харчовій промисловості. При незначній добавці глутамату значно посилюється й покращується природній смак м'ясних страв.

3. Ферментативні методи

При ферментативних синтезах АМК використовуються ізольовані чи фіксовані на носії ферменти для каталізу заданого шляху реакції. При отриманні аспаргінової кислоти шляхом приєднання аміаку до фумарової кислоти, використовують L-аспартазу, при отриманні L-аланіна із L-аспаргінової кислоти - L-аспартат-в-декарбоксилазу. Особливе значення має синтез L-лізину з D,L-б-амінокапролактама з допомогою L-амінопролактамгідролази, яка отримується біологічним шляхом. У цьому синтезі, який проводиться як одностадійний процес, залишок D-б-амінопролактаму рацемізується б-амінопролактамрацемазою і таким чином повнітю переводиться в L-лізин.

4. Розділення рацематів АМК

Синтетичні АМК й АМК природного походження відрізняються по їх оптичним властивостям. Перше хімічне розділення рацемату було проведено Фішером в кінці ХІХ ст.

У наш час розділення рацематів АМК здійснюють у промисловому масштабі. При цьому особливе значення мають хроматографічне розділення на носіях із хіральними групами, методи селективної кристалізації та ферментативні розділення з допомогою фіксованих на носіях ферментів. Рацемізацію проводять ферментативно з допомогою специфічних рацемаз або дією оцтового ангідриду, а у випадку вільних АМК і їх солей - нагріванням до 200-250° С водних розчинів під тиском.

Довготривалий природній процес рацемізації веде до утворення певних D-АМК в закам'янілих та морських відкладеннях. Рацемізація вільних АМК залежить від температури, pH, іонної сили та іонного складу середовища.

5. Методи кристалізації

У деяких випадках при кристалізації із пересичених розчинів утворюються не змішані кристали DL-енантіомерів, а евтетика із кристалів D- i L-енантіомерів відповідної АМК. Викристалізована АМК має таку ж конфігурацію, як додана затравка. Цей метод успішно застосовується для розщеплення глутамінової кислоти, гістидину, треоніну, аспаргінової кислоти, аспаргіну й глутаміну. [6]



2.Будова й властивості амінокислот та їх похідних

хімічний амінокислоти кристалічний

Аргінін (Арг)

Умовно-замінна АМК. Оптично активна, існує у виді L- і D-ізомерів. L-Арг входить у склад пептидів і білків. Є одним із ключових метаболітів у процесах азотистого обміну. Біосинтез Арг здійснюється із цитруліну під дією аргінінсукцинатсинтази та аргінінсукцинатліази.

Підвищує стресостійкість, запобігає розвитку гіпертонії, стимулює вироблення гормону росту, прискорює зростання м'язової маси й поліпшує обмін речовин, спалює жирові клітини й переробляє їх в енергію, поліпшує пам'ять, покращує настрій, додає сили.

Не тільки дефіцит Арг, але і його надлишок може привести до сумних наслідків для організму. Зокрема, великі дози цієї амінокислоти можуть призвести до проблем зі шкірою. Не рекомендується зловживати аргініном вагітним і годуючим; людям, що страждають нервовими розладами і при загостренні герпесу. L-Арг може знижувати артеріальний тиск, тому що він бере участь у формуванні оксиду азоту. Він також може викликати розлад шлунку, нудоту і головний біль.

Продукти із високим вмістом Арг - арахіс, кеш'ю, шоколад, молочні продукти, м'ясо, риба, картопля [16,17].



Аспаргінова кислота (Асп)

Відноситься до групи амінокислот, що володіють ендогенними властивостями. Це означає, що крім її присутності в продуктах харчування, вона також може утворюватися в самому організмі людини.

Ця речовина відіграє важливу роль для правильного функціонування нервової та ендокринної систем, а також сприяє виробленню деяких гормонів (гормон росту, тестостерон, прогестерон).

У нашому організмі Асп виконує роль збуджуючого медіатора, який відповідає за передачу активуючого сигналу від одного нейрона до іншого. Крім того, кислота славиться своїми нейропротекторними властивостями. Під час ембріонального розвитку, в організмі майбутньої людини спостерігається підвищення концентрації кислоти в сітківці і головному мозку, що вказує на її роль у розвитку нервової тканини.

Зміцнює організм, підвищує працездатність, здатна деактивувати аміак, прискорює відновлення при втомі, допомагає печінці виводити з організму надлишкові елементи хімікатів і ліків.

Аспартам Е-951

Останнім часом в якості підсолоджувача використовується також дипептид (сполука, молекула якої складається з двох залишків АМК) аспартам. До складу аспартаму входять залишки аспарагінової та фенілаланінової АМК.

Білі, слабко гігроскопічні кристали без запаху з інтенсивним солодким смаком, приблизно у 200 разів солодше сахарози, побічний присмак відсутній. Легко розчиняється у гарячій воді, гірше у холодній, спиртах, нерозчинний у жирних розчинниках. Отримується синтезом L-АМК: аспаргінової кислоти та фенілаланіна.

При нагріванні до +30°C Аспартам розкладається з утворенням формальдегіду й метанолу - двох канцерогенних речовин. Саме тому він не застосовується у продуктах, які піддаються термічній обробці. Аспартам не чинить побічної дії на травний тракт, серцево-судинну і центральну нервову систему. Він зручний для підсолоджування харчових продуктів (наприклад, кремів, морозива), які не вимагають теплової обробки, а також продуктів лікувального призначення. Напої з цією добавкою не втамовують спрагу та збуджують апетит [7, 13].

Гліцин (Глі) Е-640

Глі в основному має форму кристалів або кристалічного порошку без кольору і запаху. Температура плавлення речовини досить висока, від 232єС до 236єС. Повністю розчиняється у воді, практично не розчиняється в спирті й ефірі. У природі знаходиться у всіх без винятку живих організмах, в складному складі молекул білків. У промислових масштабах отримують шляхом взаємодії аміаку з хлороцтовою кислотою.

У харчовій індустрії Глі використовується в якості оптимізатора смаку і запаху деяких напоїв, в основному алкогольних. У деякі види продуктів даний підсилювач смаку додають як носій корисних речовин. Крім харчової промисловості Глі широко використовують для пептидного синтезу, у суміші з іншими АМК його застосовують для парентерального харчування.

У рідкісних випадках Глі може викликати алергічну реакцію. Добавка Е640 виступає регулятором обмінних процесів в організмі, приводить в дію захисне загальмування ЦНС, знижує психічну і емоційну напругу, гарно позначається на розумовій працездатності. Помічено, що Глі покращує настрій, полегшує засинання, призводить ритм сну в норму. Дослідження показали, що Глі може знижувати токсичний і руйнівний вплив алкоголю на нервову систему.

Міститься: яловичина, печінка, арахіс, овес, желатин, соняшник, бобові. [9,13].

Глутамат натрію Е-621

Кристалічний порошок білого кольору практично без запаху із характерним смаком. Гарно розчинні у воді, гірше в етанолі, нерозчинні в ефірі. Отримуються мікробіологічним синтезом.

Всмоктується й метаболізується як звичайна нуклеїнова кислота. Описаний так званий «синдром китайських ресторанів», який проявляється в слабкості, серцебитті, втраті чутливості, пов'язаний із вживанням у якості приправи великих кількостей глутамата натрія.

При додаванні глутамата натрія в харчові продукти підсилюються їх природні смакові властивості, послаблені у процесі переробки й зберігання, маскуються окремі негативні складові смаку й запаху. Зазвичай використовується для підсилення смаку й аромату у виробництві сухих супів, бульйонів, продуктів швидкого харчування, чіпсів, крекерів, соусів, консервованих продуктів. Може додаватися у продукт разом із сіллю.

При регулярному вживанні порушується структура сітківки ока, виникають проблеми з травленням, гормональний дисбаланс. ХД Е-621 володіє токсичними властивостями, вона надає збудливу дію на мозкові клітини. Викликає у людини харчову залежність [13,19].

L-Лейцин (Лей) Е-641

Безбарвні кристали чи білий кристалічний порошок. Обмежено розчинний у воді, середньо в етанолі, нерозчинний в ефірі. Міститься в усіх організмах у складі молекул білків. Отримують із ациламіномалонового ефіру чи 3-метилбутаналя.

Використовується як модифікатор смаку й аромату бульйонів, кулінарних виробів, продуктів швидкого харчування, а також як АМК, яка сприяє життєдіяльності корисних мікроорганізмів.

Лей робить істотний вплив на зміцнення імунної системи організму і захищає від негативного впливу факторів зовнішнього середовища. Також він цінується своїми відновлювальними властивостями. Це сприяє не тільки швидкому відновленню м'язового комплексу після тренувань, а й загоєнню отриманих ран і травм.

Крім того, Лей сприяє відновленню та нормалізації роботи багатьох внутрішніх органів людини. Дана АМК використовується при лікуванні захворювань печінки і шлунку, дистрофії і різних психологічних розладів. Робить позитивний вплив на синтез інсуліну в організмі, що веде до поліпшення самопочуття і зміцнення здоров'я, зниження рівня стресів.

Лей значно посилює свій позитивний вплив на організм людини при поєднанні з іншими незамінними АМК - Іле і Вал. Три дані АМК у різних пропорціях входять в один з найбільш серед спортивних добавок - BCAA. Завдяки принципу синергії, значно збільшуючи вплив на організм спортсмена, дані АМК дозволяють досягати по-справжньому великих результатів від спортивної діяльності.

Міститься: рис, боби, м'ясо, горіхи, соєве та пшеничне борошно [13,14].

Лізин (Ліз)

Кремовий порошок, гарно розчинний у воді. Присутній в усіх рослинних та тваринних білках. Відомі два основні шляхи біосинтезу лізину: через б-аміноадипінову кислоту (т.зв. ААА-шлях) та через диамінопімелінову кислоту (ДАП-шлях, рослини). Доведено його імуномоделюючу та противірусну, антидепресантну й анксіолітичну дії.

Підсилює смак і аромат пива, інших напоїв. Застосовується для збагачення хлібобулочних, макаронних, кондитерських та інших виробів для поповнення дефіциту білку в їжі. Засвоєння проходить при певному співвідношенні АМК.

Ліз сприяє засвоєнню кальція, виробленню антитіл імунної системи, гормонів ендокринної системи, ферментів травної системи. Забезпечує роботу серцевого м'яза, азотистого обміну, активує роботу епіфізу й молочних залоз. Зупиняє розвиток герпесу, запобігає атеросклероз, блокує поширення метастазів, прискорює ріст, зміцнює волосся, уповільнює старіння

Міститься: селера, зелені овочі, молоко, яйця, м'ясо[15].



Метионін (Мет)

Мет - важливе харчове з'єднання, що не синтезується в організмі, відноситься до групи незамінних амінокислот, допомагає в переробці жирів, запобігаючи їх відкладення в печінці та стінках артерій. Мет входить до складу білків, бере участь у процесах обміну речовин. Разом з таурином грає істотну роль у синтезі адреналіну, креатину та інших біологічно важливих сполук.

Мет служить донором метильних груп при синтезі різноманітних біологічно активних речовин, прискорює загоєння ран. Добре впливає на стан нирок, знижує токсичність багатьох отруйних речовин і сприяє відновленню функцій печінки. Спричиняє прискорення росту, підвищує настрій та емоційне самопочуття. Дану АМК застосовують у комплексній терапії ревматоїдного артриту й токсикозу вагітності. Мет виявляє антиоксидантну дію, так як є гарним джерелом сірки.

Мет застосовують при синдромі Жильбера, порушеннях функціях печінки. Він також необхідний для синтезу нуклеїнових кислот, колагену й інших білків. Мет в організмі переходить у Цис, який є попередником глутатіону. Це дуже важливо при отруєннях, коли потрібна велика кількість глутатіону для знешкодження токсинів і захисту печінки.

Міститься: бобові, яйця, часник, чечевиця, м'ясо, цибуля, насіння, йогурти [10,18].



Триптофан (Трп)

Незамінна АМК, в організмі розпадається на серотонін і вітамін В3. Є провітаміном. Уперше був виділений із казеїну. Існує в оптично активних L- і D-, та рацемічній DL-формі. Добре розчинний у воді, обмежено в спирті, не розчинний в діетиловому ефірі. Це гетероциклічна амінокислота й одна з найважливіших АМК із широким спектром дії. Біосинтез триптофану в мікроорганізмах і рослинах здійснюється конденсацією амінокислоти серину з індолом, що каталізується ферментом триптофансинтазою. Вроджена відсутність триптофан-піролази (ферменту, що окисляє триптофан) призводить до розумової відсталості. Порушення обміну триптофану у людини може сигналізувати про низку захворювань, як то: туберкульоз, рак, діабет.

Регулює функції імунної та центральної нервової системи. Сприяє хорошому сну, піднімає настрій, знімає втому й напругу. Стимулює ріст шкіри й волосся. Покращує травлення. Здатний попередити розвиток алкоголізму, допомагає кинути палити. Знижує тягу до вуглеводної їжі, чим коректує вагу. При анорексії й булемії нормалізує апетит.

Міститься: банани, помідори, редиска, фенхель, гриби, м'ясо, овес, арахіс [20] .

Натрієва і калієва солі L-Цистеїну та його гідрохлоридів, Е-920



Порошки від білого до кремового забарвлення; у харчовій промисловості використовуються як поліпшувачі борошна та хліба, стабілізатори кольору. Легко окисляються до відповідних солей Цис з утворенням дисульфідного зв'язку. У формі кислоти входять у склад білків і природніх пептидів. В організмі всіх ссавців Цис синтезується з метіоніну, серину, АТФ і вітаміну В6. На дану АМК покладено функцію поліпшення травного процесу, знешкодження ряду токсичних речовин, захист від радіоактивного випромінювання.

Цис міститься в б-кератині - основний білок шкіри, волосся, рогових речовин тощо. Він сприяє формуванню важливого білка колагену та покращує текстуру й еластичність шкіри.

Добавка Е920 входить у склад комплексних хлібопекарських покращувачів,. Додавання Цис до м'ясопродуктів прискорює процес утворення червоного забарвлення а також підсилює його і сприяє його стійкості. Найчастіше ХД Е-920 входить до складу спортивного або спеціального харчування, оскільки, завдяки своїм властивостям, вона прискорює утворення м`язових тканин і спалює жири.

Цис благотворно впливає на людський організм. Лабораторні дослідження негативних прикладів впливу на здоров`я людей не показали. Проте, є ряд протипоказань, при яких категорично не можна приймати препарати, що містять L-цистеїн. Вживання цистеїну заборонено при цістінурії (рідкісне генетичне стан, що є причиною утворення цистинових каменів). [11,13].



3.Застосування амінокислот та їх похідних

У наш час можна отримувати замінні й незамінні АМК у вигляді біологічно-активних харчових добавок. Це особливо важливо при різноманітних хворобах та дієтах. Вегетаріанцям необхідні такі добавки, щоб організм отримував усе необхідне для нормального синтезу білків.

При виборі добавки, яка містить АМК, перевагу необхідно віддавати продуктам із вмістом L-кристалічних АМК. Більшість АМК існує у вигляді двох форм, хімічна структура однієї є дзеркальним відображенням іншої. Вони називаються D- і L-формами. Білки тваринних і рослинних організмів створені L-формами АМК (за винятком фенілаланіна, який представлений обома формами). Таким чином, тільки L-АМК є біологічно активними учасниками метаболізму. Вільні АМК представляють собою найбільш чисту форму. Вони не потребують перетравлення й адсорбуються безпосередньо в кровотік. Після прийому всередину всмоктуються дуже швидко і, як правило, не викликають алергічних реакцій.

Окрім харчової промисловості АМК можуть використовуватися при синтезі поверхнево-активних речовин, як добавки до моторних топлив, при синтезі полімерів, в електрохімії, фотографії, медицині і т.д. Поверхнево-активні речовини-похідні АМК можуть використовуватися в різноманітних миючих засобах, емульгаторах, диспергаторах, бактерицидних засобах. Вони легко розпадаються в природних умовах, не забруднюють навколишнє середовище і в той же час мають ту ж миючу здатність, що й мило, тільки з набагато меншою токсичністю. Уведення в бензин невеликої кількості похідних аспаргіну дозволяє до мінімуму знизити відкладення в карбюраторах двигунів, запобігає утворенню нагару, корозії металів.

Вельми перспективне використання АМК у виготовленні штучних волокон, шкіри, плівок різного призначення. Із модифікованих поліамінокислот можна отримувати спеціальні волокна й матеріали, які, наприклад, легко розсмоктуються в живому організмі, що дуже важливо в хірургії. Чи навпаки, володіють підвищеною здатністю до хімічних реагентів й фізичним впливів.

В електрохімії АМК можуть використовуватися в якості комплексоутворювачів і для надання електроліту високої буферності, що дає можливість отримати високоякісні осади. У цій області застосування особливе значення надається гліцину.

У фотографії для покращення якості негативів і позитивного матеріалу рекомендується використовувати насамперед цистеїн, цистин чи їх похідні. Також можливе ефективне використання аргініну, його солей і поверхнево-активних похідних аспаргінової кислоти.

АМК широко використовуються й фармакології. Для фармакологічних цілей АМК ретельно очищають, тому їх вартість значно вище вартості АМК, випущених для всіх інших цілей. Багато АМК уже давно використовуються у виді лікарських форм для профілактики й лікування ряду захворювань. До них відносяться такі АМК, як метионін, гістидин, глутамінова кислота, гліцин. Відомо, що АМК, так само ж, як і вітаміни, гормони, ферменти, є життєво-важливими біогенними сполуками. Порушення процесу їх синтезу в організмі, відсутність чи надлишок АМК призводить до серйозних захворювань.

Можливе використання АМК і їх похідних у косметиці. Додавання АМК у різні косметичні засоби допомагає підтримувати нормальну функцію шкіри, захищає проти бактерій, тонізує шкіру, підвищує зволожувальний ефект, робить менш шкідливими фарби для волосся, допомагає позбавити волосся від надлишку жиру, підвищує якість губної помади, лаку для волосся і т.д. Для цих цілей рекомендується використання аргініну, гліцину, валіну, аланіну, цистеїну, метионіну, треоніну, аспаргінової та глутамінової кислот [8].



Висновки

хімічний амінокислоти кристалічний

У даній курсовій роботі було досліджено амінокислоти та їх похідні у складі харчових добавок.

1. Розглянуто окремі представники амінокислот та їх похідних, а саме Аргінін, Аспаргінова кислота, Аспартам, Гліцин, Глутамат натрію, L-Лейцин, Лізин, Метионін, Триптофан, натрієва і калієва солі L-Цистеїну.

2. Усі амінокислоти містять карбоксильну й аміногрупи. В б-амінокислот вони приєднані до одного і того ж атома карбону. Решту молекули називають бічним ланцюгом або R-групою. Ці групи відрізняються за розміром, формою, гідрофільністю, електричним зарядом, схильністю формувати водневі зв'язки і загальною реакційною здатністю надаючи кожній амінокислоті унікальних властивостей. У найменшої амінокислоти -- гліцину -- бічного ланцюга немає, біля б-атома карбону крім карбоксильної та аміногрупи розташовані два атоми водню.

3. Амінокислоти можуть вступати у такі реакції: Декарбоксилювання з утворенням біологічно-активних амінів, дезамінування з утворенням карбонових кислот, утворення пептидів (амідів), переамінування (заміщення аміногрупи), гідроксилювання, реакції з альдегідами з утворенням основ Шиффа, взаємодія з вуглеводами й утворення глікопептидів, фосфорилювання з утворенням складних фосфорних ефірів, окиснення гуанідинової групи АМК аргініну, взаємодія з іонами двовалентних металів у лужному середовищі.

4. Амінокислоти як харчові добавки можуть використовуватися для:

- підвищення біологічної цінності продуктів;

- підвищення органолептичних властивостей;

- підвищення стабільності харчових продуктів при зберіганні.

Лізин використовується для підвищення харчової цінності випічки та макаронних виробів, як антиоксидант. Аспартам - підсолоджувач у виробництві безалкогольних напоїв, кондитерських виробів, жувальних гумок. Метионін, триптофан, гліцин - антиоксиданти, сповільнюють згіркнення жирів. Цистеїн - смакоароматична добавка (імітатор смаку й аромату м'яса), антиоксидант.

Тож, детально розібравши властивості АМК, можна зробити висновки, що це унікальні речовини., які можуть застосовуватися майже в усіх галузях промисловості. Окрім харчової промисловості АМК це може синтез поверхнево-активних речовин, добавки до моторних топлив, синтез полімерів, в електрохімії, фотографії, медицині і т.д. Поверхнево-активні речовини-похідні АМК можуть використовуватися в різноманітних миючих засобах, емульгаторах, диспергаторах, бактерицидних засобах [18].



Список використаних джерел

хімічний амінокислоти кристалічний

1.Фридман Р.А. Технология косметики / Р.А. Фридман. - М.: Пищевая промышленность, 1964. - 487 с.

2.Писаренко А.П. Курс органической химии / А.П. Писаренко, З.Я. Хавин: Учебник. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1985. - 527 с.

3.Амінокислоти, білки [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://moyaosvita.com.ua/himiya/aminokisloti-bilki/ [дата відвідування: 07.04.2018]

4.Рожина М.Ю., Шарапов В.И. Аминокислотные добавки к пище и аминокислотные лекарственные препараты / М.Ю. Рожина, В.И. Шарапов // X междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(10). [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: https://sibac.info/archive/meghdis/7(10).pdf [дата відвідування: 07.04.2018]

5.Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Біоорганічна хімія” для студентів спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» / Уклад.: Л. А. Хрокало, О. Е. Чигиринець., В. І. Воробйова - К. : НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського», 2017. - 94 с.

6.Якубке Х.Д. Аминокислоты. Пептиды. Белки / Х. Д. Якубке, Х. Ешкайт. - М.: Мир, 1985. - 82 с.

7.Харчові добавки, їх класифікація та способи добування[Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://stilref.ru/wievjob.php?id=110 [дата відвідування: 08.04.2018]

8.Грачева И.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров / И.М. Грачева, Н.Н. Гаврилова, Л.А. Иванова - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 448 с.

9.Підсилювач смаку Е640 (Гліцин і його солі натрію) [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://fullukrmed.ru/rizne/13462-pidsiljuvach-smaku-e640-glicin-i-jogo-soli-natriju.html [дата відвідування: 14.04.2018]

10.Метионін [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://www.plasma.com.ua/ua/chemistry/chemistry/methionin.html [дата відвідування: 14.04.2018]

11.Харчові добавки [Електронний ресурс]. - режим доступу https://chemiday.com/uk/food_additive/18-1-0-143 [дата відвідування: 14.04.2018].

Размещено на Allbest.ru