Теоретические сведения. Под функциональными свойствами пищевых белков понимают их физико-химические характеристики, определяющие поведение белков при переработке в пищевые продукты и

 

Под функциональными свойствами пищевых белков понимают их физико-химические характеристики, определяющие поведение белков при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства.

К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся: растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии); гелеобразование; способность к текстурированию, адгезионные и реологические свойства.

Белки с высокими функциональными свойствами хорошо растворяются в воде, образуют прочные гели, стабильные эмульсии и пены.

Растворимость характеризуется показателями КРА (коэффициент растворения азота) или КДБ (коэффициент диспергирования белка), которые определяются соответственно количеством азота или белка, перешедших в раствор, в процентах от общего содержания азота или белка в продукте. Растворимость в наибольшей степени зависит от присутствия нековалентных взаимодействий: гидрофобных, электростатических и водородных связей.

Различают среднюю и относительную гидрофобность.

Средняя гидрофобность – энергия стабилизации, приходящаяся на одну неполярную боковую группу при связывании ее внутри глобулы белковой молекулы.

Относительная гидрофобность – степень гидрофобного взаимодействия неполярных остатков аминокислот, расположенных на поверхности глобул.

Оценивается по связыванию с липидами и углеводами, распределению белков в двухфазных водных системах, содержащих полимеры с разной гидрофобностью. За счет относительной гидрофобности осуществляется взаимодействие с липидами и формируется четвертичная структура белков. Чем ниже относительная гидрофобность, тем выше взаимодействие белковых глобул с молекулами растворителя, следовательно, выше растворимость.

Влияние электростатических связей на растворимость белков связано с рН среды и присутствием солей. При рН, соответствующем изоэлектрической точке, белки имеют наименьшую растворимость, т.к. суммарный заряд на поверхности их молекул равен нулю.

При добавлении небольших количеств соли растворимость увеличивается, т.к. ионы препятствуют электростатическому взаимодействию боковых групп белка между собой. Высокие концентрации солей, снижающие гидратацию полипептидных цепей, усиливают гидрофобные взаимодействия и вызывают выпадение белка в осадок (высаливание).

Растворимость белков имеет большое значение для технологических процессов получения пищевых продуктов, в производстве которых предусмотрен гидролиз и денатурация (начальные технологические стадии, сушка и хранение). Особые требования к растворимости белков предъявляются при их использовании в производстве напитков, хлебных, мучных, кондитерских и макаронных изделий. В напитках применяются белки с высокой растворимостью, в изделиях из муки – с низкой.

К основным свойствам белковых суспензий относятся степень набухания, размер частиц, водо- и жиросвязывающая способность, адгезионные свойства, значение рН в изоэлектрической точке и буферная емкость, способность к образованию вязко-упругоэластичных масс и гелей. Эти свойства учитываются при использовании белков в качестве обогатителей, наполнителей (разбавителей) и функциональных ингредиентов.

Водосвязывающая способность белков характеризуется адсорбцией воды при участии гидрофильных остатков аминокислот. При невысокой влажности образуется мономолекулярный слой, при высокой – вокруг глобул белка формируется многослойная структура с одновременным проникновением воды во впадины и выступы. Высокая водосвязывающая способность белков увеличивает выход, удлиняет сроки хранения и улучшает текстуру готовой продукции.

Жиросвязывающую способность белки проявляют в результате адсорбции жира за счет гидрофобных остатков аминокислот. Высокая жиросвязывающая способность белков обеспечивает нежную и однородную текстуру изделий, исключает отделение жира, сморщивание изделий, уменьшает потери при варке.

Способность белков удерживать жир и воду зависит от аминокислотного состава, способа обработки, рН среды, температуры, присутствия углеводов, липидов и других белков.

Отличительным свойством некоторых пищевых белков является низкий уровень полярности функциональных групп. Молекулы воды, окружая частицы белков, отталкиваются, а молекулы белков, наоборот, агрегируются с образованием комплексов с присущими им реологическими свойствами: вязкость, эластичность, упругость.