ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΛΕΞΙΟΣ ΒΛΑΜΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ. εαρινό εξάμηνο

Transcript

1 ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΛΕΞΙΟΣ ΒΛΑΜΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ εαρινό εξάμηνο

2 Σκοπός του μαθήματος: βασικές γνώσεις για βιοχημικές διεργασίες στα τρόφιμα Υδατάνθρακες και μη ενζυμική αμαύρωση (αντιδράσεις Μεγιάρ) Πηκτίνες Λιπίδια (λίπη και έλαια) Αμινοξέα και πρωτεΐνες Χρωστικές Τα ένζυμα στη διαμόρφωση επιθυμητών ιδιοτήτων των τροφίμων Ενζυμική αμαύρωση Βιταμίνες, νερό και μέταλλα Πρόσθετα (γλυκαντικές ουσίες, αντιοξειδωτικά, γαλακτώματα, συντηρητικά, βιταμίνες κλπ) Αλλοιώσεις από μικροοργανισμούς

3 Ανάπτυξη θεματικών ενοτήτων από τους φοιτητές Παρακαλείσθε οι ενδιαφερόμενοι φοιτητές όπως παρουσιάσετε ομιλίες με συγκεκριμένα θέματα. Οι ομιλίες θα πραγματοποιούνται τις ώρες του μαθήματος με ημερομηνία έναρξης την Πέμπτη 29 Μαρτίου Κάθε ομιλία βαθμολογείται με άριστα το 1 και κάθε φοιτητής έχει δικαίωμα να κάνει έως και 2 ομιλίες. Οι ομιλίες θα γίνουν σαν παρουσιάσεις Powerpoint και θα διαρκούν από 20 ελάχιστο έως 30 λεπτά μέγιστο χρόνο. Ο βαθμός από τις ομιλίες προσμετράται στο βαθμό του μαθήματος. Θεματικές ενότητες Ενεργό ύδωρ, Ενολοποίηση και ισομερισμός υδατανθράκων, Αφλατοξίνες στα τρόφιμα, Εντομοφάρμακα στην τροφή με έμφαση στο ελαιόλαδο, Ο ρόλος των λιπαρών οξέων από ψάρια (πχ ω3 και ω6) στη διατροφή, Αλλαγές στη σύσταση τροφίμων από την δράση παρασιτικών εντόμων, Ακρυλαμίδη και τρόφιμα, Αντιβιοτικά και ορμόνες στα τρόφιμα ζωικής προελεύσεως, Διοξίνες στη διατροφή, Χοληστερόλη στη διατροφή, Υδρογονωμένα έλαια στη διατροφή, Προβλήματα που παρουσιάζονται στις νηστείες και πως αντιμετωπίζονται, Πρόσληψη σιδήρου από φυτικές και ζωικές πηγές, Σύγκριση ποιότητας ελαίων από διαφορετικά φυτά, Αντιοξειδωτικά στη διατροφή, Χρήση μικροοργανισμών στη βελτίωση γαλακτοκομικών προϊόντων, Τροφικές αλλεργίες και εναλλακτική διατροφή

4 Ενότητα Α ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ ΕΝΖΥΜΙΚΗ ΑΜΑΥΡΩΣΗ

5 Γλυκόζη: Η κυρίαρχη πηγή ενέργειας του σώματος Γαλακτικό οξύ + ATP + 2 γλυκογόνο (διακλαδισμένο πολυμερές, αποθήκευση στο ήπαρ) Γλυκόζη (μονομερές) (διαλυτή) (γλυκόλυση) Πυροσταφυλικό οξύ Ο + ATP (αεροβίωση) Τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα είναι υπό αυστηρή ρύθμιση Ο αεροβικός μεταβολισμός ελευθερώνει το 90% της ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στη γλυκόζη

6 Οι υδατάνθρακες (γλυκάνες, σακχαρίτες) έχουν την ακόλουθη γενική σύσταση: ( 2 ) n ή ( )n I I Μονοσακχαρίτες απλά σάκχαρα με πολλές -. Αλειφατικές πολυυδρόξυ αλδεΰδες και κετόνες. Ανάλογα με τον αριθμό των ανθράκων (3, 4, 5, 6), ένας μονοσακχαρίτης είναι μία τριόζη, τετρόζη, πεντόζη ή εξόζη. Δεν μπορούν να υδρολυθούν σε απλούστερους υδατάνθρακες. Γλυκόζη και φρουκτόζη στα τρόφιμα. Ολιγοσακχαρίτες λίγοι (2-10) μονοσακχαρίτες συνδεδεμένοι με ομοιοπολικό δεσμό. Υδρολύονται σε μονοσακχαρίτες. Δισακχαρίτες - 2 μονοσακχαρίτες συνδεδεμένοι με ομοιοπολικό δεσμό. Υδρολύονται σε δύο μονοσακχαρίτες. Σακχαρόζη, μαλτόζη και λακτόζη στα τρόφιμα. Πολυσακχαρίτες πολυμερή αποτελούμενα από πάνω από 10 μονάδες μονοσακχαριτών ή δισακχαριτών. Άμυλο, κυτταρίνη, γλυκογόνο, φυτικά κόμμεα κλπ στα τρόφιμα.

7 Παρουσίαση των σακχάρων Προβολή Fisher: με ευθείες αλυσίδες Προβολή aworth: δακτύλιοι Δομική παρουσίαση: διαμορφώσεις ανακλίντρων και λέμβων

8 Μονοσακχαρίτες Aλδόζες (πχ, γλυκόζη) με μια αλδεϋδομάδα στο ένα τέλος Kετόζες (πχ, φρουκτόζη) με μια κέτο ομάδα, συνήθως στο D-glucose 2 D-fructose

9 Σχηματισμός ημιακετάλης & ημικετάλης Μια αλδεΰδη μπορεί να αντιδράσει με μια αλκοόλη ώστε να σχηματίσει μία ημιακετάλη (αναγωγική) R + R' R' aldehyde alcohol hemiacetal R Μια κετόνη μπορεί να αντιδράσει με μια αλκοόλη ώστε να σχηματίσει μία ημικετάλη (μη αναγωγική) R + "R "R R Οπότε R' ketone alcohol hemiketal R'

10 Οι μονοσακχαρίτες έχουν την ικανότητα να κυκλοποιηθούν

11 Κυκλικές μορφές μονοσακχαριτών Οι μονοσακχαρίτες μπορούν να σχηματίζουν δακτυλίους με αντίδραση ενός ΟΗ με την καρβονυλομάδα προς σχηματισμό ημιακετάλης ή ημικετάλης 11

12 Κυκλοποίηση της γλυκόζης alpha-(+)-glucose 2 beta-(+)-glucose α-d-γλυκόζη D-γλυκόζη (ανοιχτή) β-d-γλυκόζη (36%) (ίχνη) (64%)

13 Η ανοιχτή μορφή ως ενδιάμεσο α και β ανωμερών By Amgad Albohy - wn work, Public Domain,

14 Ανωμερή Ένα ανωμερές είναι ένας τύπος στερεοϊσομερούς και επιμερούς που απαντάται στους υδατάνθρακες. Ένα επιμερές είναι ένα στερεοϊσομερές που μπορεί να διαφέρει στη διαμόρφωση σε οποιοδήποτε μεμονωμένο στερεογονικό κέντρο. Ένα ανωμερές είναι ένας κυκλικός σακχαρίτης και επιμερές που διαφέρει στη διαμόρφωση του άνθρακα που αποτελεί την ημιακετάλη /ακετάλη (ανωμερικός άνθρακας). Ο ανωμερικός άνθρακας είναι ο άνθρακας του καρβονυλίου (τη λειτουργική ομάδα κετόνης ή αλδεΰδης) της ανοικτής αλυσίδας του μορίου του υδατάνθρακα. Ανωμερισμός ονομάζεται η διαδικασία μετατροπής ενός ανωμερούς στο άλλο. Τα ανωμερή έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες, σημεία τήξης και ειδικές περιστροφές.

15 Eναντιομερή και επιμερή 2 2 these two aldotetroses are enantiomers. They are stereoisomers that are mirror images of each other 2 2 these two aldohexoses are -4 epimers. they differ only in the position of the hydroxyl group on one asymmetric carbon (carbon 4)

16 Οι πεντόζες και οι εξόζες μπορούν να κυκλοποιηθούν καθώς η κετόνη ή η αλδεΰδη αντιδρά με το απέναντι Η γλυκόζη σχηματίζει μία ενδομοριακή ημιακετάλη καθώς ο 1 της αλδεΰδης και η 5 αντιδρούν και σχηματίζουν έναν εξαμελη δακτύλιο πυρανόζης α-d-glucose D-glucose (linear form) β-d-glucose Αυτές οι παρουσιάσεις κυκλικών σακχάρων ονομάζονται προβολές aworth

17 4-pyran 2-Pyran Πυράνιο: εξαμελής μη αρωματικός ετεροκυκλικός δακτύλιος με δύο διπλούς δεσμούς αποτελούμενος από 5 άνθρακες και 1 οξυγόνο Πυρανόζη: τετραϋδροπυράνιο

18 D-fructose (linear) α-d-fructofuranose φουράνιο Η φρουκτόζη σχηματίζει έναν 6-μελή δακτύλιο πυρανόζης με αντίδραση του 2 της κετο ομάδας με την στο 6, ή έναν 5-μελή δακτύλιο φουρανόζης, με αντίδραση της 2 κέτο ομάδας με την του 5.

19 D-glucose can cyclize in two ways forming either furanose or pyranose structures

20 D-ribose and other five-carbon saccharides can form either furanose or pyranose structures

21 Δομές ανακλίντρου και λέμβου μιας πυρανόζης 2 πιθανές δομές ανακλίντρου για τη β-d-γλυκόζη

22 Ενεργειακές διαφορές στις διαμορφώσεις δομικών ισομερών

23 Δι- και πόλυ-σακχαρίτες

24 Γλυκοζιτικοί δεσμοί Το ανωμερικό Η και το ΟΗ από ένα άλλο σάκχαρο ή ένωση μπορούν να ενωθούν με αφαίρεση νερού και να σχηματίσουν έναν γλυκοζιτικό δεσμό: R- + -R' R--R' + 2 Πχ. Η μεθανόλη αντιδρά με την ανωμερική της γλυκόζης για να δώσει μεθυλική γλυκοπυρανόζη α-d-glucopyranose methanol 3 methyl-α-d-glucopyranose

25 α-d-γλυκοπυρανόζη β-d-γλυκοπυρανόζη Ανωμερή γλυκόζης: επιμερή στον 1

26 Δισακχαρίδια: Η μαλτόζη, προϊόν υδρολύσεως του αμύλου είναι ένας δισακχαρίτης με α(1 4) γλυκοζιτικό δεσμό μεταξύ των 1 και 4 δύο γλυκοζών Έχουμε το α ανωμερές (το 1 προς τα κάτω) Κυτταροβιόζη, προϊόν αποδόμησης της κυτταρίνης, είναι το αντίστοιχο β ανωμερές (το στο 1 προς τα πάνω). Ο β(1 4) γλυκοζιτικός δεσμός αναπαρίσταται σαν ζίγκ-ζάγκ στην πραγματικότητα όμως η μία γλυκόζη είναι γυρισμένη από πάνω από την άλλη maltose 4 cellobiose

27 Άλλα δισακχαρίδια: Σουκρόζη ή σακχαρόζη ή ζάχαρη. Έχει ένα γλυκοζιτικό δεσμό ανάμεσα στα ανωμερικά ΟΗ γλυκόζης και φρουκτόζης. Επειδή η διάταξη του ανωμερικού άνθρακα της γλυκόζης είναι α (το προς τα κάτω), ο δεσμός είναι α(1 2). Tο πλήρες όνομα της σουκρόζης είναι α-dγλυκοπυρανοσύλ-(1 2)-β-D-φρουκτοπυρανόζη. Η λακτόζη, σάκχαρο του γάλακτοςαποτελείται από γαλακτόζη και γλυκόζη, με β(1 4) δεσμό από την ανωμερική της γαλακτόζης. Το πλήρες όνομα είναι β-d-γαλακτοπυρανοσύλ-(1 4)-α-D-γλυκοπυρανόζη.

28 galactose beta -1 to -4 glucose (+)-lactose reducing sugar acetal non-reducing 2 (+)-sucrose 2 glucose alpha -1 to beta 1 fructose

29 Αναγωγικό άκρο σε πυρανόζες Αναγωγικό τέλος από: γλυκόζη, γλυκεραλδεΰδη, γαλακτόζη Δισακχαρίτες: λακτόζη, μαλτόζη Μπορεί να ανάγει δισθενή χαλκό σε +1 (καφέ χρώμα)

30 Τα φυτά αποθηκεύουν γλυκόζη ως αμυλόζη (πολυμερές γλυκόζης με α(1 4) δεσμούς) ή αμυλοπηκτίνη (πολυμερές γλυκόζης με α(1 4) και α(1 6) δεσμούς) Τα πολυμερή ονομάζονται συλλήβδην άμυλο. Η αποθήκευση της γλυκόζης σε μορφή πολυμερούς είναι οικονομική από άποψη χώρου και ελαχιστοποιεί τα ωσμοτικά φαινόμενα. Το τέλος του πολυσακχαρίτη με τον 1 να μη συμμετέχει σε γλυκοζιτικό δεσμό ονομάζεται αναγωγικό τέλος αμυλόζη Πολυσακχαρίδια:

31 Αμυλόζη (πολυμερές γλυκόζης με α(1 4) δεσμούς) 2. Αμυλοπηκτίνη (πολυμερές γλυκόζης με α(1 4) και α(1 6) δεσμούς) Τα πολυμερή ονομάζονται συλλήβδην άμυλο

32 Άμυλο στο οπτικό μικροσκόπιο με χρώση ιωδίου

33 Οργάνωση του αμύλου

34 Τα εναιωρήματα της αμυλόζης στο νερό παίρνουν ελικοειδή μορφή Το I 2 μπορεί να εισβάλλει Στο μέσο της έλικας της αμυλόζης και να δώσει το χαρακτηριστικό μπλέ χρώμα του αμύλου

35 Γλυκογόνο Το γλυκογόνο είναι το αποθηκευτικό πολυμερές της γλυκόζης στα ζώα. Η δομή του μοιάζει με της αμυλοπηκτίνης αλλά έχει περισσότερες α(1 6) διακλαδώσεις. Οι πολλές διακλαδώσεις επιτρέπουν τη γρήγορη απελευθέρωση γλυκόζης πχ από τους μύες κατά την περίοδο ασκήσεων. Η ικανότητα της γρήγορης κινητοποίησης της γλυκόζης είναι πλέον απαραίτητη στα ζώα απότι στα φυτά.

36 Γλυκογόνο

37

38 Μοριακή οργάνωση του γλυκογόνου

39 Ενδοκυτταρική απόθεση γλυκογόνου Ενδοκυτταρική απόθεση αμύλου

40 α(1 6) α(1 4) α(1 4) και α(1 6)

41 Οι δεξτρίνες είναι μία ομάδα υδατανθράκων χαμηλού μοριακού βάρους που παράγονται από την υδρόλυση του αμύλου ή του γλυκογόνου. Οι δεξτρίνες αποτελούνται από μίγματα πολυμερών μονάδων D-γλυκόζης συνδεδεμένες με α(1 4) και α(1 6) γλυκοζιτικούς δεσμούς. Οι δεξτρίνες μπορούν να παραχθούν από αμύλο μέσω: (1) ενζύμων που ονομάζονται αμυλάσες. Πχ: Πέψη στο ανθρώπινο σώμα, ζυθοποιία, πολτοποίηση. (2) Εφαρμογής ξηρής θερμότητας κάτω από όξινες συνθήκες (πυρόλυση ή ψήσιμο). Οι δεξτρίνες που παράγονται με θερμότητα είναι γνωστές ως πυροδεξτρίνες. Κατά το ψήσιμο υπό όξινες συνθήκες, το άμυλο υδρολύεται οι αλυσίδες μικρού μήκους επαναδιακλαδώνονται μερικώς με α(1 6) δεσμούς με το αποδομημένο άμυλο. Η τελευταία μέθοδος χρησιμοποιείται βιομηχανικώς, και συμβαίνει επίσης στην επιφάνεια του ψωμιού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψησίματος, συμβάλλοντας στην γεύση, το χρώμα και την τραγανότητα.

42

43 Χημικές αντιδράσεις των υδατανθράκων που συμβαίνουν κατά την επεξεργασία των τροφίμων Οξειδώσεις, αναγωγές Υδρόλυση Κρυστάλλωση Ενολοποίηση και ισομερισμός Αφυδάτωση Αμαύρωση

44 Οξειδώσεις Οι αλδεΰδες μπορούν να οξειδωθούν στα αντίστοιχα οξέα [] R R u(ii) u(i)

45 Οξειδώσεις μονοσαχαριτών ι αλδόζες (μονοσακχαρίτες με καρβονύλιο) μπορούν να οξειδωθούν σε τρεις τύπους οξέων: 1. Αλδονικά οξέα: η αλδεΰδη μετατρέπεται σε καρβοξυλομάδα γλυκόζη γλυκονικό οξύ 2. Ουρονικά οξέα: Η αλδεΰδη μένει ανέπαφη ενώ οξειδώνεται η ΟΗ του άλλου άκρου σε - γλυκόζη γλυκουρονικό οξύ γαλακτόζη γαλακτουρονικό οξύ 3. Σακχαρικά (γλυκαρικά) οξέα: οξείδωση και στα δύο άκρα του μονοσακχαρίτη γλυκόζη σακχαρικό οξύ γαλακτόζη βλεννικό οξύ μανόζη μαναρικό οξύ

46

47 Αναγωγές σακχάρων Οι αναγωγές γίνονται είτε καταλυτικά (Η και καταλύτης) είτε ενζυμικά. Οι καρβονυλομάδες μπορούν να αναχθούν σε αλκοόλες (καταλυτική υδρογόνωση): [] Προκύπτει μια πολυόλη (οργανική ένωση που περιέχει πολλαπλές ομάδες υδροξυλίου) τύπου αλδιτόλης (μη κυκλική πολυόλη που προκύπτει από αλδόζη μετά την αναγωγή του καρβοξυλίου) Οι πολυόλες είναι γλυκές ενώσεις που απορροφούνται βραδέως R R γλυκόζη σορβιτόλη μανόζη μανιτόλη φρουκτόζη μείγμα μανιτόλης και σορβιτόλης ξυλόζη ξυλιτόλη (ενδοθερμικη διάλυση) γλυκεραλδεΰδη γλυκερόλη

48 Αμαύρωση 180 º

49 Αντιδράσεις αμαυρώσεως, σύνοψη: 1. Οι αντιδράσεις Maillard μεταξύ σακχάρων και αμινοξέων 2. Αμαύρωση βιταμίνης : οξείδωση 3. Καραμελοποίηση. Σάκχαρα σε υψηλές θερμοκρασίες 4. Ενζυματικές (πολυφαινολοξειδάση). Εμφανίζονται σε φρεσκοκομμένα λαχανικά. Μη τοξικές, δεν αλλάζουν γεύση 5. Αμαύρωση λιπιδίων. Πολυμερισμός ελαίων τηγανίσματος

50 Οι αντιδράσεις Maillard μεταξύ σακχάρων και αμινοξέων

51 Αμαύρωση λόγω αντιδράσεων Maillard Η αλληλουχία γεγονότων που ξεκινά με την αντίδραση της αμινομάδας αμινοξέων με την γλυκοσιδική υδροξυλομάδα των σακχάρων και καταλήγει στο σχηματισμό καφετιών αζωτογενών (nitrogenous) πολυμερών ή αλλιώς μελανοϊδινών John deman

52 Ιστορία: Η πρώτη δημοσίευση Πρώτη έρευνα για την αντίδραση μεταξύ σακχάρων και αμινοξέων από τον Louis amille Maillard (Μεγιάρ) Ανέφερε αντίδραση περίσσειας D-γλυκόζης με γλυκίνη σε υδατικό διάλυμα. Απελευθέρωση 2 και απώλεια 2 Υπέθεσε την ενσωμάτωση αμινοξέως σε σάκχαρο και τον επακόλουθο σχηματισμό ετεροκυκλικής ένωσης Maillard, L.., ompt. Rend. 1912, 154, 66. 2

53 Αμαύρωση λόγω αντιδράσεων Maillard, σύνοψη: Συμβαίνουν σε όξινο ή αλκαλικό περιβάλλον, όταν ανάγοντα σάκχαρα αντιδρούν με αμινομάδες Τέσσερα στάδια: 1. Σχηματισμός N-υποκατεστημένης γλυκοζυλαμίνης 2. Μετάθεση Amadori: μετατροπή παραγώγου αλδόζης σε παράγωγο κετόζης 3. Αποικοδόμιση του προϊόντος Amadori: σχηματισμός α- δικαρβονυλικών ενώσεων που αντιδρούν με αμινομάδες ελαφρά γλυκιά γεύση 4. Συμπύκνωση και πολυμερισμός χρώμα

54 1. Σχηματισμός N-υποκατεστημένης γλυκοζυλαμίνης (καρβονυλάμινο αντίδραση) Συμμετέχουν α και ε αμινομάδες καθώς και οι ιμιδικές ομάδες των πεπτιδικών δεσμών

55 Καρβονυλάμινο αντίδραση, αρχή: προσθήκη αμίνης σε αλδόζη Τα αμινοξέα έχουν αμινομάδες : ε ΛΛυσίνη α

56 1. Σχηματισμός N-υποκατεστημένης γλυκοζυλαμίνης (καρβονυλάμινο αντίδραση) Προϊόν Amadori

57 Λίγο πιο αναλυτικά

58 2 αλδόζη + N-R Αμίνο ένωση Ανοιχτή αλυσίδα D-γλυκόζης

59 2 - + N-R

60 2 N-R παράγωγο αλδόζης Ν-υποκατεστημένη γλυκοζυλαμίνη, αλλά ασταθές προϊόν

61 2. Μετάθεση Amadori Μετατροπή παραγώγου αλδόζης σε παράγωγο κετόζης

62 Η Ν-υποκατεστημένη γλυκοζυλαμίνη είναι ασταθής. Χάνει νερό, η αλυσίδα ανοίγει και δημιουργείται μία γλυκοσυλαμίνη με έναν διπλό δεσμό μεταξύ και N (βάση Schiff) βάση Schiff

63 παράγωγο αλδόζης 2 N-R Απώλεια νερού και

64 Δημιουργία βάσης Schiff 2 N-R Ανοιχτή αλυσίδα γλυκοζαμίνης

65 2 N-R Ανοιχτή αλυσίδα γλυκοζαμίνης

66 2 ενόλη Ανοιχτή αλυσίδα γλυκοζαμίνης N-R

67 2 κετόλη N-R Ανοιχτή αλυσίδα ένωσης Amadori

68 Προσβολή της καρβονυλικής ομάδας από το -6 κλείνει το δακτύλιο και δίνει μία 1-δεόξυ-1-άμινο-D-φρουκτοπυρανόζη (ένωση/προϊόν Amadori) 2 Ανοιχτή αλυσίδα ένωσης Amadori N-R

69 Από Ν-υποκατεστημένη γλυκοζυλαμίνη 2 (καρβονυλάμινο αντίδραση) N-R N R σε κλειστή αλυσίδα ένωσης Amadori: 1-δεόξυ-1-άμινο-D-φρουκτοπυρανόζη

70 παράγωγο αλδόζης παράγωγο κετόζης Προϊόν Amadori Αντιδράσεις Maillard: μετάθεση Amadori

71 Η μετάθεση Amadori στην αιμοσφαιρίνη

72 3. Αποικοδόμιση του προϊόντος Amadori (αποικοδόμηση Strecker)

73 Το προϊον Amadori υφίσταται αφυδατώσεις και απαμινώσεις και δίνει δικαρβονύλια

74 Οι α-δικαρβονυλικές ενώσεις αντιδρούν με αμινομάδες αμινοξέων και τα αποδομούν σε αλδεΰδες (άρωμα) Αντιδράσεις Maillard: αποικοδόμηση Strecker (αλδεΰδη)

75 αποικοδόμηση Strecker αλανίνης σε ακεταλδεΰδη

76 Παραγωγή ακρυλαμίδης από ασπαραγίνη και δικαρβονύλιο

77 4. Συμπύκνωση και πολυμερισμός

78 Προϊόν Amadori Αντιδράσεις δικαρβονυλικών ενδιαμέσων παραγώγων με αμίνες Αντιδράσεις Maillard: δημιουργία χρωστικών

79

80 Αμαύρωση βιταμίνης : οξείδωση και σχηματισμός φουρφουράλης και υδρόξυ φουρφουράλης

81 Αντιδράσεις Maillard: πιθανή πορεία οξείδωσης ασκορβικού οξέως

82 Nursten,., The Maillard Reaction hemistry, Biochemistry and Implications; Royal Society of hemistry: ambridge, 2005 Benzing-Purdie L., Ripmeester J. A., and Ratcliffe.. I., J. Agric. Food hem., 1985, 33, Mελανοϊδίνες Καφέ πολυμερή υψηλού μοριακού βάρους, με άγνωστη συνολική δομή Οι μοριακές τους μάζες είναι από 1 έως> 24 kda Ολιγομερή ετεροκυκλικών ενώσεων ή/και θραυσμάτων σακχάρων 13 -, 15 N-NMR, MALDI-TF και IR έχουν προσδιορίσει την παρουσία πυριδινών, πυραζινών, πυρρολών και ιμιδαζολίων Έχουν ταυτοποιηθεί ολιγομερή από 14 έως> 30 υπομονάδες Κανονικά περιέχουν 3-4 % άζωτο

83 Σύσταση μελανοϊδινών Η σύσταση των μελανοϊδινών ποικίλει ανάλογα με τη συμπύκνωση των υπαρχόντων αλδεϋδών και αμινών Ο ρυθμός παραγωγής των μελανοειδών εξαρτάται από τη θερμοκρασία Nursten,., The Maillard Reaction hemistry, Biochemistry and Implications; Royal Society of hemistry: ambridge, 2005 Benzing-Purdie L., Ripmeester J. A., and Ratcliffe.. I., J. Agric. Food hem., 1985, 33,

84 Rizzi, G.P., Food Rev. Intern., 2003, 19, Wu,.., Russell, G., Powrie, W. D., J. Food Sci. 1987, 52(3), Οι μελανοϊδίνες περιέχουν σταθερές ελεύθερες ρίζες Οι πρότυπες αντιδράσεις της γλυκόζης με γλυκίνη, γλουταμίνη και λυσίνη έδωσαν διαφορετικές μελανοϊδίνες όλες με μοναδικές ρίζες Οι μελανοϊδίνες υψηλοτέρων μοριακών βαρών έδωσαν υψηλότερες συγκεντρώσεις ελευθέρων ριζών Όλες οι ελεύθερερς ρίζες ήταν σταθερές συμπεριλαμβανομένων και αυτών σε κεντρικούς άνθρακες Οι συγκεντρώσεις των ριζών δεν μειώθηκαν αισθητά μετά από 1 χρόνο αποθήκευσής τους στους 4

85 Οι μελανοϊδίνες ως αντιοξειδωτικά

86 Οι μελανοϊδίνες μπορούν να σαρώσουν ρίζες υπεροξειδίων σε υδατικά διαλύματα

87 main.pdf?_tid=ad2375c8-161e-11e8-84e aab0f6c&acdnat= _dd7c9b5c8eb432c394b1d130d0608e32

88

89

90 Παράγοντες που επηρεάζουν τις αντιδράσεις Maillard Η ταχύτητα αυξάνεται στο αλκαλικό p, σε υψηλές θερμοκρασίες (μέταλλα!) Σημαντική επιτάχυνση σε ενδιάμεσες συγκεντρώσεις ενεργού νερού Επίπτωση τύπου σακχάρων: πεντόζη>εξόζη>δισακχαρίτες>>πολυσακχαρίτες Συγκέντρωση πρωτεΐνης (αμίνες) Αναστέλλονται από: οξύ, διότι οι αμίνες πρωτονιώνονται διοξείδιο του θείου, θειώδη

91 Επίδραση του p στο σχηματισμό χρωστικών

92 Σχηματισμός μελανοϊδινών και p

93 Επίδραση της ενεργότητος του νερού στη μη ενζυμική αμαύρωση

94 Επίδραση των μετάλλων στη μη ενζυμική αμαύρωση: μοντέλο οβαλβουμίνης-γλυκόζης (VG) VG u 2+ VG-Fe 2+ VG Χ VG-Na +

95 Επίδραση του S 2 στο σχηματισμό χρωστικών μη ενζυμικής αμαυρώσεως

96 Επιπτώσεις των αντιδράσεων Maillard στην τροφή Δημιουργούν γεύση χρώμα αντιοξειδωτικά τοξικά παράγωγα (μεταλλαξογόνες και καρκινογόνες ετεροκυκλικές ενώσεις) Καταστρέφουν θρεπτικά συστατικά (πχ λυσίνες)

97 Αντιδράσεις Μεγιάρ, περίληψη

98

99

100 main.pdf?_tid=fbc64dfe-161e-11e8-bbfe aab0f26&acdnat= _76fbeb8bbca813465a4c0d728e012c15

101 ΤΕΛΟΣ