Tratamentul cu alcali poate fi utilizat pentru hidroliza materialului peretelui celular microbian, cu condiția ca produsul dorit să tolereze un pH de 10,5-12,5 până la 30 de minute.

Termeni asociați:

  • Hemiceluloză
  • Enzime
  • Pretratarea
  • Proteine
  • Aminoacizi
  • ADN
  • Tratamentul acidului
  • Lignină
  • Caragenan
  • Celuloză

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

d-aminoacizi și aminoacizi reticulați în alimente

12.3.6 Nutriție și siguranță: digestibilitate, utilizare și proprietăți toxice ale lizinoalaninei și lantioninei

Tratamentul alcalin al alimentelor care conțin proteine ​​scade calitatea nutrițională pentru toate speciile în mare parte din motivele descrise în secțiunea 12.2. Cu toate acestea, digestibilitatea mai scăzută a proteinelor din soia care conțin LAL a redus rata degradării proteinelor modificate în rumenul bovinelor de către enzimele bacteriene. Această reducere a degradării proteinelor alimentare de către microorganismele ruminale este benefică pentru rumegătoare, deoarece crește cantitatea de proteine ​​digerate și absorbite în intestin și astfel îmbunătățește retenția de azot și valoarea nutritivă a proteinelor consumate de bovine și ovine (Friedman și colab., 1982; Nishino și Uchida, 1995; Nishino și colab., 1996). Tratamentul cu alcali a îmbunătățit digestibilitatea și valoarea biologică a semințelor de fasole obișnuite (Phaseolus vulgaris) hrănite la șobolani, cel mai probabil datorită extracției sau inactivării taninilor, fitaților și inhibitorilor de tripsină și eliberării vitaminelor legate niacină și riboflavină (Jyothi și Sumathi, 1995 ).).

Deși unele microorganisme au capacitatea de a utiliza LAL ca sursă de Lys, LAL s-a dovedit a fi deprimant de creștere la șoareci (Sternberg și Kim, 1979). Într-un test de creștere a șoarecilor (Friedman și colab., 1982), înlocuirea completă a Lys cu LAL a arătat că LAL a fost doar 3,8% la fel de puternic ca lizina. Pentru șobolani, rezultatele sunt contradictorii (Sternberg și Kim, 1979; Robbins și colab., 1980). Digestibilitatea LAL testat la mini-porci a fost de aproximativ 35% (de Vrese și colab., 2000; vezi Tabelele 12.3 și 12.4). Efectele nutriționale adverse ale cazeinei tratate cu alcali (0,1 sau 0,2 N NaOH la 80 ° C timp de 1 oră) evaluate prin PER (raportul eficienței proteinelor: creștere în greutate/aport proteic) ar putea fi anulate prin adăugarea de cisteină (6,1 g/100 g de cazeină), prevenind astfel formarea LAL în timpul tratamentului (Possompes și colab., 1989). În schimb, suplimentarea cazeinei tratate cu alcali cu cisteină sau metionină după tratament nu a avut niciun efect asupra calității nutriționale. Evident, valoarea nutritivă scăzută a cazeinei tratate se datorează formării DHA, LAL și DAA și nu din cauza lipsei de sulf de AA (Friedman, 1999b). Calitățile nutriționale (PER) ale cazeinei native și acetilate și ale proteinelor din soia (care nu formează LAL) au fost aceleași. Nu se știe nimic despre valoarea nutrițională a celor patru izomeri LAL ca sursă a Lys.

S-a constatat că LAL acționează ca un agent puternic de chelare a ionilor metalici cu cea mai mare afinitate față de cupru in vitro și in vivo. Șobolanii hrăniți cu LAL au prezentat o absorbție renală sporită și excreția de cupru, care a fost mai puțin pronunțată pentru fier, cobalt și zinc (Friedman, 1999b). Cei patru izomeri LAL diferă prin capacitatea lor de a chela ionii metalici. Relația directă dintre afinitățile observate ale celor doi izomeri LAL (ld și ll) pentru ionii Cu 2+ in vitro și manifestarea lor toxică relativă la rinichiul șobolanului sugerează că LAL își exercită efectul toxic prin chelarea Cu în fluidele și țesuturile corpului ( Friedman și Levin, 2011).

Masri și Friedman (1982) au descoperit că conținutul de DHA a fost de 0,33 g/16 g N în cazeină tratată cu alcali și 1,39 g/16 g N în cazeină acetilată tratată cu alcali. DHA poate acționa, în principiu, ca un agent alchilant biologic similar cu cel sugerat pentru acrilamida indusă de proces (Friedman și Levin, 2008).

AMINOACIZI | Determinare

D- și L-aminoacizi

În timpul tratamentului alcalin sau termic, l-aminoacizii din proteine ​​sunt racemizați la izomerii lor d. Deoarece majoritatea d-aminoacizilor nu pot fi utilizați de oameni și unii sunt toxici, determinarea lor prezintă un interes considerabil. Izomerii d - și l au proprietăți chimice identice și trebuie mai întâi transformați în dipeptide diastereomerice prin reacție cu reactivi chirali (optic activi) înainte de cromatografie sau separați prin faze staționale sau mobile chirale. Dipeptidele acidului leucil-dl-aspartic sunt preparate prin cuplarea acidului aspartic cu l -leucina N-carboxi anhidridă (NCA). Aminoacizii bazici sunt cuplați cu l-glutamină NCA. N-t-butoxicarbonil-1-cisteina și OPA sunt alți agenți chirali care au fost utilizați. Separarea a 21 de enantiomeri în 40 de minute poate fi realizată prin detectarea RPC și fluorescență. Deratizarea precolumnei poate fi evitată folosind o fază mobilă chirală, un complex cupru-prolină (Cu - Pro), cu IEC. Cuplul diastereomeric - complexe de aminoacizi sunt formate pe coloană și detectate prin derivatizare postcolumn cu OPA. Alternativ, poate fi utilizată o metodă RPC care utilizează o fază staționară chirală, în care complexul Cu - Pro sau Cu - hidroxiprolină este legat de o fază staționară de silice.

d - și l-aminoacizii pot fi, de asemenea, determinați prin GLC cu introducerea unui al doilea centru asimetric optic pur în moleculă pentru a produce diastereoizomeri, care pot fi separați pe coloane convenționale. Utilizarea (+) - butan-2-olului pentru a forma esteri (+) - 2-butilici pare a fi cea mai bună metodă. Alternativ, enantiomerii, convertiți în derivați normali, de exemplu, esteri izopropilici ai acidului gras, pot fi separați pe coloane capilare acoperite cu faze staționare chirale, de exemplu, N-trans-acid gras- l-valil-l-valină ciclohexil ester.

NUTRIȚIA | Efectele procesării alimentelor

Lizinoalanina și aminoacizii înrudiți

Tratamentul termic și alcalin al alimentelor, utilizat pe scară largă în procesarea alimentelor, are ca rezultat formarea de aminoacizi dehidro și reticulați, cum ar fi dehidroalanină, metildehidroalanină, β-aminoalanină, lizinoalanină (LAL), ornitinoalanină, histidinoalanină (HAL), feniletilaminoalanină (LAN) și metil-lantionina prezente în proteine Figura 8 ). Prezența reziduurilor LAL de-a lungul unui lanț proteic scade calitatea nutrițională la șobolani ( Tabelul 6 ) și primate, dar îmbunătățește calitatea nutrițională a rumegătoarelor. LAL, HAL și LAN apar, de asemenea, în anumite antibiotice peptidice (cinamicină, duramicină, nisină și subtilină) și în organele și țesuturile corpului (aorta, os, colagen, dentină, cataractă oculară), unde formarea lor poate fi o funcție a procesului de îmbătrânire.

Studii detaliate au arătat că sinteza catalizată de bază a lizinoalaninei se realizează prin adăugarea grupei ε-NH2 de lizină la dubla legătură a unui reziduu de dehidroalanină. Acest reziduu este derivat din cisteină și/sau serină ( Figura 9 ). Din punct de vedere nutrițional, formarea lizinoalaninei are ca rezultat o scădere a aminoacidului esențial lizină și a aminoacidului semi-esențial cistină, precum și o scădere a digestibilității proteinei modificate.

sciencedirect

Figura 9. Mecanismul racemizării catalizate de ioni hidroxid și formarea lizinoalaninei în alimente și alte proteine.

La șobolani, studiile au descoperit modificări histologice la rinichi legate de expunerea alimentară la această substanță, fie izolată, fie ca parte a proteinelor intacte. Leziunile sunt localizate în celulele epiteliale ale porțiunii drepte a tubulilor renali proximali și se caracterizează prin mărirea nucleului și citoplasmei, creșterea conținutului de nucleoproteine ​​și perturbări ale sintezei ADN și ale mitozei.

Datorită acestor observații, a apărut îngrijorarea cu privire la siguranța alimentelor care conțin lizinoalanină și aminoacizi derivați de dehidroalanină, cunoscuți ca produc leziuni similare. Cu toate acestea, deoarece mecanismul prin care acești compuși afectează rinichiul renal este necunoscut, este dificil să se evalueze riscul pentru sănătatea umană cauzat de prezența lor în dietă.

Lizinoalanina are doi atomi de carbon asimetrici, făcând posibile patru forme diastereoizomerice separate: ll, ld, dl și dd. Structura sa sugerează că ar trebui să aibă un potențial excelent de chelare pentru ioni metalici, o proprietate care poate fi relevantă pentru acțiunea sa toxică. În consecință, a fost examinată afinitatea sa față de o serie de ioni metalici, dintre care cuprul (II) a fost chelat cel mai puternic ( Figura 6 ). Pe această bază, s-a sugerat că un posibil mecanism de afectare a rinichilor la șobolan implicând interacțiunea lizinoalaninei cu cuprul în celulele epiteliale ale tubilor proximali.

Relația directă aparentă dintre afinitățile observate ale celor doi izomeri ai lizinoalaninei pentru ionii de cupru (II) in vitro și manifestarea lor relativă toxică în rinichiul șobolanului este în concordanță cu ipoteza că lizinoalanina își exercită efectul biologic prin chelarea cuprului în fluidele și țesuturile corpului. . Studiile limitate privind legarea ll - și ld-lisinoalaninelor de cobalt (II), zinc (II) și alți ioni metalici implică faptul că lizinoalanina ar putea influența și utilizarea cobaltului in vivo.

Factorii care reduc la minimum formarea lizinoalaninei includ prezența cisteinei, N-acetilcisteinei și glutationului redus, sulfitului de sodiu, amoniacului, aminelor biogene, acizilor ascorbici, citric și malic, glucozei, defosforilarea esterilor O-fosforil și acilarea ε -Grupuri NH2 de lizină.

Patologie toxicologică a sistemelor

Toxicitatea aminoacizilor

Lizinoalanina, un aminoacid format în timpul tratamentului alcalin al proteinelor, poate fi găsit în alimentele procesate pentru consum uman. Lizinoalanina induce nefrocitomegalie și/sau cariomegalie în pars recta de la șobolan și șoarece (Figura 47.10 B), dar acest efect nu a fost observat la hamsteri, maimuțe sau iepuri. Schimbarea pare în mare parte reversibilă. Mai mult, studiile pe termen lung cu lizinoalanină nu au condus la recunoașterea formării tumorii renale sau a oricărei alte modificări adverse. Lizina, o componentă a unor terapii de nutriție parenterală și injecția de serină D la șobolan induc necroza tubului proximal. În cazul serinei D, necroza indusă este limitată la pars recta. Serina este, de asemenea, sintetizată în vivo în șobolan, precum și în rinichiul uman.

Fosfataze și polinucleotid kinază

(a) Reziduu G metilat.

Când inelul de riboză este deschis prin tratament alcalin, 7-metil-3'-dGMP este rezistent la activitatea 3'-fosfatază a nuclează PI, dar este un bun substrat pentru activitatea 5'-kinazei a T4 PNK (16). Produsul deschis în inel este de fapt fosforilat de T4 PNK la o rată de ~ 10 ori mai lentă decât 7-metil-dGMP intact (17). Reacția de defosforilare catalizată de nuclează PI a produselor alchilate deschise în ciclu și a 3'-dNMP-urilor (produsele normale ale digestiei nucleazei stafilococice a ADN-ului) are un efect îmbogățitor asupra produselor alchilate care sunt substraturi eficiente pentru T4 PNK în 32 P ulterioare postetichetare. Aceste reactivități diferențiale ale substraturilor nucleotidice față de nuclează PI și T4 PNK pot fi utilizate pentru a analiza guaninele metilate din ADN (vezi și „Aplicații”).

Rinichi și căile urinare inferioare

Toxicitatea aminoacizilor

Lizinoalanina, un aminoacid format în timpul tratamentului alcalin al proteinelor, poate fi găsit în alimentele procesate pentru consum uman. Lizinoalanina este de interes, deoarece induce citomegalie sau cariomegalie la șobolan și la șoarece. Acest efect nu a fost observat la hamsteri, maimuțe sau iepuri. Această schimbare pare în mare parte reversibilă. Mai mult, studiile pe termen lung nu au condus la formarea tumorii renale sau la orice altă modificare adversă. Această cariomegalie se dezvoltă în pars recta. Cariomegalia se dezvoltă de asemenea spontan în șobolanul PCT (vezi Figura 11.6B).

Lizina, o componentă a unor terapii parenterale de nutriție și injecția de serină D la șobolan, induc necroza tubului proximal. D-Serina este de interes, deoarece induce necroza limitată la pars recta. Serina este, de asemenea, sintetizată în vivo în șobolan, precum și în rinichiul uman.

Gelatina, colagenul și proteinele monocelulare ca ingrediente alimentare naturale și nou apărute

Sharmin Sultana,. Mohammad Nasir Uddin Ahamad, în Pregătirea și prelucrarea alimentelor religioase și culturale, 2018

11.2.2 Proces alcalin (gelatină tip B)

FIG. 11.2. Detalii despre procesul de producție a gelatinei din pielea de porc și oasele de bovine.

Peretele celular, diviziunea celulară și creșterea celulară

3.1.1.2.2. Hemiceluloză

Hemicelulozele reprezintă fracția neutră de zahăr extrasă din pereți prin tratament alcalin, în urma extracției pectinelor. În țesuturile vegetale constând numai din celule cu pereți primari (nu pereți secundari, cum ar fi lemnul), acestea sunt reprezentate în principal de xilani, xiloglucani (XG) și glucani cu legătură mixtă. (Sunt cunoscute multe alte hemiceluloză, cum ar fi glucomananii din pereții secundari ai pădurilor de conifere și manani și galactomananii din țesuturile de depozitare ale unor semințe. Nu sunt luați în considerare aici.) Acești polimeri nu sunt extrasați prin soluții apoase de agenți chelatori sau prin acid diluat, deoarece sunt puternic legați de hidrogen de fibrilele de celuloză și necesită alcalii puternici pentru a rupe aceste legături.

Proporțiile relative ale xilanilor și XG-urilor variază în pereții primari ai diferiților taxoni. În pereții celulari de conifere, dicoturi și multe monocotioane, XG-urile apar din abundență, cu doar cantități mici de xilani. Reversul este adevărat în pereții primari ai altor monocotioane, în special ierburile, care prezintă, de asemenea, cantități substanțiale de glucani cu legătură mixtă.

Publicații recomandate:

  • Culturi și produse industriale
  • Despre ScienceDirect
  • Acces de la distanță
  • Cărucior de cumpărături
  • Face publicitate
  • Contact și asistență
  • Termeni si conditii
  • Politica de Confidențialitate

Folosim cookie-uri pentru a ne oferi și îmbunătăți serviciile și pentru a adapta conținutul și reclamele. Continuând sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor .