Fehrjk

A fehrjk (proteinek) rismolekulj, nitrogntartalm szerves vegyletek. A fehrjk ms tpanyagokkal nem helyettesthetek, ltfontossgak az lethez. Fehrje nlkl nincs let. A fehrje elnevezs a tojsfehrjbl szrmazik. Tudomnyos neve kifejezi a fehrjk fontos biolgiai szerept (A protein sz grg eredet. protosz = els; einai = lenni, teht elsnek lenni) Az emberi test fehrjetartalma 16-18%, ez megkzeltleg 10 kg fehrje. Ennek 46%-a a vzizomzatban, 18%-a a csontrendszerben tallhat. A vr hemoglobintartalma megkzeltleg 7,5% fehrjt tartalmaz. A fehrjk szerepe: - a sejtek, szvetek ptkvei - jelents szerepet tltenek be a vz megktsben - jelents szerepk az izomtevkenysgben, a szvetek rugalmassgban - nvekeds fejlds biztostsa - lebontsukkal energihoz jutunk - ltfontossg szerves vegyletek alkotrszei (enzimek, hormonok) A fehrjk megtallhatak a nvnyi, llati s emberi sejtekben, azonban a fehrjk a szervetlennitrogn-tartalm anyagokbl trtn ellltsra csak a nvnyek kpesek.

A fehrjk sszetteleA fehrjk mindssze ngy elembl plnek fel: szn, oxign, nitrogn, hidrogn, de gyakran tartalmaznak knt s foszfort is. Egyes fehrjkben ms elemek is megtallhatak: pl. vas, magnzium. Ezekbl az elemekbl kpzdnek az aminosavak, melyek a fehrjk ptkvei. Az aminosavak ltalnos kplete:

Az R minden aminosavnl ms. A legegyszerbb aminosavnl (glicin) az R helyn egy hidrogn (H) atom ll:

A termszetben 26 fle aminosavat lehet kimutatni, az lelmiszerekben 20 fordul el, melyeknek a tpllkozsunkban jelentsge van. Egy fehrjemolekula felptsben 100-nl tbb aminosav vesz rszt. Az aminosavak peptid ktssel kapcsoldnak egymshoz, s rismolekult alkotnak. A fehrjk felptsben nem vesz rszt mind a 20 aminosav, csak egy rszk. Az egyes fehrjefajtk ugyanazokbl az aminosavakbl plnek fel, sorrendjk, elrendezdsk a genetikai viszonyokbl addan lland, fajra jellemz. Minden nvny- s llatfaj s az ember is sajtos, n. fajlagos fehrjvel rendelkezik. Az aminosavak egy rszt az ember szervezete el tudja lltani a felvett tpanyagokbl, azonban 8-at a szervezet nem kpes ellltani gy, mint a tbbit, aminosav-molekula trendezssel, ezeket a tpllknak tartalmaznia kell. Ezek nlkl a szervezetnk nem kpes sajt fehrjit felpteni. Ezeket nevezzk esszencilis (nlklzhetetlen) aminosavaknak. (leucin, izoleucin, valin, treonin, metionin, lizin, fenilanilin, triptofn) Egyes aminosavak, az n. fl-esszencilis aminosavak, rszben kpesek msokat ptolni, illetve helyettesteni. (pl. a tirozin a fenilanilint, a cisztin a metionint helyettestheti bizonyos hatrok kztt, ezrt az utbbi idben ezeket is esszencilis aminosavaknak tekintjk.) A fokozott bepts miatt a gyermekek szmra a hisztidin is nlklzhetetlen.

Tpllkozstani jelentsgkA fehrjk lettani jelentsgt elsdlegesen sejtalkot, sejtfelpt szerepe hatrozza meg, valamint rszt vesznek az letfolyamatokban. A fehrjemolekulk az anyagcsere folyamn lebomlanak s jraplnek, megjulsukhoz rendszeres fehrjeptlsrl kell gondoskodni. Szervezetnk a fehrjket a tpllkban tallhat formjukban nem kpes hasznostani, emszts sorn enzimjei kzremkdsvel aminosavakra bontja s az alkotrszekbl pti fel fajspecifikus fehrjit.

Nhny lelmiszer fehrjetartalma Tojspor Tejpor (sovny) Mandula Lencse (szraz) Trappista sajt Libamj Sertshs (sovny) Angolszalonna Tojs 0 10 20 30 40 50 g/100g termkben

Az tlagos minimlis fehrjeszksglet 45g naponta. A fehrjemennyisg fele, de legalbb 40%-a teljes rtk fehrjkbl szrmazzon. A tpllkunk 10-15% fehrjt kell tartalmaznia. A tbblet fehrjt, melyet a szervezetnk nem ptsre hasznl fel, lebontja. 1 gramm fehrje lebontsakor 17,2 kJ (4,1 kcal) energia szabadul fel. Egy egszsges felntt ember tlagos napi fehrjeszksglete 0,8-1,2g/ttkg (testtmegkilogramm), m ez szmos statikus tnyeztl (pl. testtmeg, letkor, terhessg) s dinamikus tnyeztl (pl. egszsgi llapot, energia szksglet) fgg. Az emberek fehrjeszksglete jelentsen eltrhet s a krlmnyektl fggen vltozik. Az idsebbeknl a fehrjehasznosuls romlsa miatt 1,2-1,5g/ttkg a javasolt. A gyermekek fehrjeszksglete, a fokozott bepls vgett, tbb mint a felnttek: 1,1-1,8g/ttkg. A biztonsgi fehrjeszksglet azt a teljesrtk fehrjemennyisget jelenti, amely felttlenl szksges a szksgletek fedezshez. letkor (v) 0,25 0,5 1 1,5 23 45 67 9 10 10 11 12 13 14 15 17 - 18 Biztonsgi fehrjeszksglet (g/ttkg/nap) 1,86 1,26 1,13 1,06 1,01 0,99 Lnyok Fik 1,00 0,99 0,96 1,00 0,90 0,96 0,80 0,86

Fontos hogy a tpllkunkban megtallhat legyen az sszes esszencilis aminosav. Ezek elssorban az llati eredet lelmiszerekben tallhatak meg. Azokat a fehrjket, melyek az sszes esszencilis aminosavat tartalmazzk, teljes rtk fehrjknek hvjuk. Azokat a fehrjket, melyek nem tartalmazzk az sszes esszencilis aminosavat, nem teljes rtk fehrjknek hvjuk. Teljes rtk fehrjt legnagyobb arnyban a tojs, a tej s tejtermkek tartalmazzk, de megtallhat valamennyi llati eredet lelmiszerben. A nvnyi eredet lelmiszerek kzl a legrtkesebb a szja, gomba, burgonya s az egysejt algk fehrjje. Ezek aminosav sszettele kzelti meg leginkbb az llati eredet lelmiszerekt. Az trendet gy kell sszelltani, hogy nvnyi s llati eredet fehrjt is tartalmazzon, gy a hinyz aminosavakat a teljes rtk fehrjkbl tudja a szervezet ptolni. Ezt hvjuk komplettlsnak. A komplettls sorn az egyes tpanyagokat olyan mdon kell prostani, hogy a ltrejtt keverk aminosav-tartalma hasonl legyen a tej vagy tojshoz. A fehrjekpzdshez a megfelel helyen s megfelel idpontban egyszerre kell a szksges esszencilis aminosavaknak rendelkezsre llni. Ksve komplettls: a szksges aminosavak egyidej jelenltnek hinya a komplettlst meghistja. Ha a nvnyi fehrjket llati fehrjkkel kombinljuk, a komplettls szinte biztosan megtrtnik. A bzalisztbl kszlt tsztkban a fehrje gyenge tprtk a kis lizin tartalom miatt. A tejfehrje azonban feleslegesen is tartalmaz lizint, ezrt tejtermkekkel nagyon jl fel lehet javtani a szraztsztk fehrjetprtkt (pl. trs tszta)

Hinyos fehrjebevitel:A tartsan elgtelen fehrjebevitel kvetkezmnyei: cskken a testtmeg, emsztsi zavarok, vrszegnysg, mjkrosods lphet fel. A fehrjehiny kvetkeztben gyengesg, fradkonysg lp fel s cskken a fertz betegsgekkel szembeni ellenll kpessg.

Tlzott fehrjebevitel:A fehrjk tlzott bevitele sem tesz jt a szervezetnknek. A bomlstermkek kivlasztsa megterheli a kivlaszt szerveket. A keringsi rendszer mkdst is htrnyosan befolysolja, n a hajszlerek tgultsga, tlzott vrbsg alakul ki, fokozdik az agyvrzsre val hajlam.

Fehrjk csoportostsaA fehrjket tbb fle szempont szerint csoportosthatjuk. Kmiai sszettel szerint: - Egyszer fehrjk: csak aminosavakbl llnak. (pl. tojsban lv ovalbumin, tejben tallhat laktalbumin s laktoglobulin, hsban a miozin, gabonaflkben a sikrkpz fehrjk a gliadin s a glutenin.)

- sszetett fehrjk: aminosavakon kvl ms elemeket is tartalmaznak, pldul fmek, lipidek, sznhidrtok, foszforsavak. (pl. foszforproteidek: kazein a tejben; kromoproteidek: hemoglobin a vrben, izomban a mioglobin)

FajtaEgyszer fehrjk Albumin Globulin Sikrfehrjk: Gliadin s glutenin

TulajdonsgVzben olddik, kb. 70 C-on kicsapdik Hg soldatban olddik, kb. 70 C-on kicsapdik, savak hatsra duzzad Vzben oldhatatlanok, de vzben duzzadnak, mikzben ktszeres tmegknek megfelel mennyisg vizet kpesek megktni. Kb. 70 C-on kicsapdik, s a felvett vizet leadjk. Vzben trtn hosszabb fzsnl olddik

ElfordulsTej, hs, tojs, burgonya, gabonaflk Tej, hs, tojs, hal, hvelyes zldsgek, gabonaflk, di Gabonaszem

Vzfehrjk: kollagn sszetett fehrjk Foszfoproteidek Kazein Vitellin Kromoproteidek (fehrje + festkanyag) Hemoglobin Mioglobin klorofil

Porc, inak, br, csontok

Sav vagy oltenzim hatsra Tej, sajt kicsapdik (pl. sajtgyrts) H hatsra kicsapdik Tojssrgja Vasat tartalmaz, szablyozza a vrben s a szvetekben az oxign leadst s felvtelt Az izomzat oxignelltst szablyozza Magnziumot tartalmaz, szablyozza a nvnyek anyagcserjt (fotoszintzis) A vr vrs (vrsvrtest) sznanyaga

Az izomzat (hs) sznanyaga A nvnyek zld sznanyaga

lettani jelentsg - Teljes rtk fehrjk - Nem teljes rtk fehrjk Biolgiai tevkenysg - Enzimek: A szervezetben szinte nincs olyan folyamat, amelyben enzimek ne vennnek rszt. Az enzimek meggyorstjk a szervezetben s az lelmiszerekben vgbemen biokmiai reakcikat, ezrt ezeket biokataliztoroknak is nevezzk.

Az enzimek ltalban egyetlen anyag vagy anyagcsoport talakulst segtik el. Az enzimek tbbsge sszetett fehrje. Hre rzkeny vegyletek, mr 60-70 C-on hatstalann vlnak. Tpllkozs-lettani szempontbl a hidrolzok a legfontosabbak. Az enzimek ezen csoportja segti el a tpanyagok lebontst. - Fehrje bont enzim: a fehrjk peptidktst hast pepszin, tripszin s kimotripszin. - Sznhidrt bont enzim: invertz, maltz s amilz. - Zsrokat bont enzim: lipz. Az enzimeket az lelmiszeripar (tejipar, stipar, szeszipar), a vegyipar (pl. aktv mosporok ellltsnl) s a gygyszeripar is hasznlja. Szllt- vagy transzport fehrjk: pldul a vrben lv hemoglobin, ami eljuttatja minden sejthez a bellegzett oxignt. Vd- vagy immunfehrjk: a szervezetet vdik a kvlrl behatol kros anyagokkal, vrusokkal, baktriumokkal szemben. Vzfehrje: pldul a ktszveti rostokban tallhat kollagn, ami igen ellenll, oldhatatlan fehrje. Oldhatsg szerint vannak: - vzben oldd - hg soldatban oldd - 70%-os alkoholban oldd - lgban vagy savban oldd - oldhatatlan

Fehrjk tulajdonsgaiA fehrjk a kls hatsokra nagyon rzkenyek. Bizonyos fizikai vagy kmiai hatsok kvetkeztben szerkezetk talakul, biolgiai aktivitsuk megsznik, denaturldnak. Ez ltalban visszafordthatatlan (irreverzibilis) folyamat. (pl. tej fehrjinek megalvadsa tejsav hatsra, tojs fehrjnek a megkemnyedse hkezels kvetkeztben). A fehrjk oldataikbl val kicsapdst koagulcinak nevezzk. Ilyenkor molekulik rszben vagy teljesen elvesztik hidrtburkukat. Ez legtbbszr a fehrje mkdsnek megsznst vonja maga utn. A fehrjk konyhass s alkoholos oldatban trtn kicsapdsuk reverzibilis (visszafordthat), ha a fehrjk vizet vesznek fel, jra kialakul a hidrtburkuk. A fehrjk knnyebben emszthetek denaturlt llapotban. a) H hatsra trtn kicsapds: - A hs stse kzben, h hatsra a hs felletn lv fehrjk elzrjk a prusokat gy az zanyagok nem tvoznak el. Tves elgondols azonban, hogy a hs elstsvel megakadlyozzuk a hsl, a vztartalom eltvozst. A modern konyhatechnolgia mrssel altmasztva megcfolta ezt a gondolatot. - A tszta stsekor, a tsztk vzt kpez sikrfehrjk megszilrdulnak, ezltal a tszta kellen rugalmas lesz.

- A tojs jelents fehrjetartalma miatt, a tsztkhoz, gombcokhoz adva, meggtolhatjuk azok sztfvst. - A h okozta denaturci javtja a fehrjk emszthetsgt. A tlzott mrtk hkezels viszont a fehrjelncok kztt keresztktseket eredmnyez, amelyek tbbnyire az emsztenzimekre rezisztensek. - A fehrjk s sznhidrtok kztt hevtsre barnulsi folyamatok zajlanak le aromakpzdssel (Maillard-reakci). b) Sav hatsra trtn kicsapds: - A tejben lv kazein kicsapdik a tejsav hatsra a tej savanyodsakor. Ez az alvadk a tr s a sajt ellltsnak alapanyaga. A fehrjkben gazdag, nagy vztartalm lelmiszerek (pl. hal), romlkonyabbak, ezrt trolsuk nagyobb odafigyelst ignyel.

Fehrjk lebontsaAz elfogyasztott tpllk a gyomorba kerl, ahol a fehrjk denaturldnak a gyomorsav hatsra. Ezutn a fehrjebont enzimek (pepszin) peptidekre majd a tpcsatorna tovbbi rszein (a hasnylmirigy enzimjei a tripszin s a kimotripszin) aminosavakra bontjk ket. Az lelmiszerek s az telek fehrjiben az emszthetsget befolysolja a szerkezet. Tbb rostot tartalmaz lelmiszerek emszthetsge kisebb mrtk. A gombkban a kitinszerkezet is fehrjeemsztst gtl tnyez. A mikroorganizmusok az lelmiszerekben lv fehrjket le tudjk bontani, lelmiszer romlst idznek el. A lebontsi termkek az egszsgre legtbbszr krosak, megbetegedst okoznak.

OlvasmnyAz 1878 s 1936 kztt lt francia Maillard neves biokmikus volt, az orvosi akadmia levelez tagja, a becsletrend lovagja. Termszetesen nem gasztronmiai kutatsokkal foglalkozott, hanem a sejtek mkdst tanulmnyozta. Arra volt kvncsi, hogy az llnyek hogyan ptik fel a fehrjket kisebb egysgekbl, az aminosavakbl. Felismerte, hogy az l sejtekben kmiai reakcik zajlanak az aminosavak s a cukrok kztt. A kt anyagot egytt melegtve az oldat lassan megbarnult. Kereste azt a vegyletet, amelynek a sznvltozs ksznhet. Megllaptotta, hogy a molekula vzben nem olddik, teht valsznleg j nagy s nitrognt tartalmaz, amely az aminosavakbl szrmazik. Teht nem a cukor jlismert barnulsa, a karamellizci jtszdott le, az ugyanis nem tartalmaz nitrognt, egybknt is, csak sokkal magasabb hmrskleten megy vgbe. Felfedezst 1911-12-ben tette kzz. Tanulmnya nem keltett klnsebb rdekldst, elveszett a szakcikkek mr akkor is jkora halmazban. vekkel halla utn, csak az 1940-es vekben ismertk fel Maillard eredmnyeinek jelentsgt. Az ltala felfedezett kmiai reakciflesget azta Maillard-reakci nven emltik a szakirodalomban. A tmakr kiterjedt voltt mutatja, hogy nhny ve vastag knyvnyi monogrfiban tudtk csak sszefoglalni a legfontosabb ismereteket. Nemzetkzi szimpziumsorozatot rendeznek a Maillard-reakcikrl, a hetediket Japnban tartottk 2001ben. A Maillard-reakci eltrbe kerlse a kosztjukra panaszkod amerikai katonknak volt ksznhet. A II. vilghborban a Csendes-cen trpusi vidkein szolgl katonk figyeltek fel arra, hogy a tojspor megbarnult s kellemetlen zv vlt. A katonai vezets laboratriumokat bzott meg a panaszok kivizsglsval. Kiderlt, hogy a szrtott lelmiszerben lev cukrok s aminosavak reakciba lptek egymssal, ez idzte el a barnulst. A magyarzat mellett megoldst is talltak a problmra: a tojsbl a ports eltt eltvoltottk a benne lev kevs cukrot. Ezt kveten sokhelytt kezdtek azzal foglalkozni, hogyan lehetne megelzni, megakadlyozni a barnulsi folyamatokat. Ksbb felismertk, hogy a Maillard-reakci felels sokfle zanyag kialakulsrt is. Innen mr rvid volt az t az zanyagok mestersges ellltshoz, elsknt a juharszirupz szintetikus gyrtst oldottk meg. Az zkutats meglep eredmnyhez vezetett: mai ismereteink szerint legalbb tzezer klnfle molekula felels az zekrt. Termszetesen nem egyszerre kell megbrkoznunk velk, egy tlagos ftt telben csak" 300 800 molekula rejtzik az zek mgtt. (A nyers alapanyagok kzl ezzel az zgazdagsggal csak egyes rett gymlcsk tudnak versenyezni, az eperben 300-nl tbbfle zmolekult azonostottak.) Ideje lenne kzlni a Maillard-reakci egyenlett, a folyamatban rsztvev vegyletek kplett. Ez azonban ezttal elmarad. Nem az olvask irnti kmletbl, hanem azrt, mert a Maillard-reakci megnevezs mgtt nem egyetlen, nhny szerepls kmiai reakci rejtzik, hanem reakcik sokasga. Elgedjnk meg annyival, hogy az aminosavak s cukrok egymsra val reaglsa vzleadssal kezddik. Nagy, sszetett molekula alakul ki, amely tbbflekppen trendezi sajt magt, ezt hvjk Amadoritrendezdsnek, majd darabokra esik szt. A darabok tovbbi talakulsokon mennek t, ha tart mg a melegts. A reakcitermkek szma risi, jnhnyat nem is ismernk mg kzlk. A vgtermkek kztt kisebb s nagyobb molekulk egyarnt elfordulnak.

A nagyoknak ksznhet a barna szn, a barna sznt ad pigmentek molekulinak melanoid az sszefoglal neve. Nagyrszk szerkezetnek feltrsa is mg elttnk ll. A kisebb molekulknak ksznhetjk az zeket s az illatokat. A Maillard-reakci soklpses, vltozatos lezajlsa utn a vgeredmnyben a molekulk nagyobb hnyada a barnulsban megjelen pigment, kisebb hnyada az zekrt felels kisebb molekula. A reakcikban szerepet jtsz molekulk eredetileg a hs sejtjeiben rejtztek. A sts sorn a hmrsklet emelkedsvel a hs folyadkot veszt. A vz azonnal elprolog, a fehrjk, aminosavak s cukrok pedig ottmaradnak a felsznen s Maillard-reakcikba lpnek egymssal. Barnulssal s finom illatokkal jr Maillard-reakcik nem csak a hsstst ksrik. Ilyen reakcik adjk a kenyr hjnak barna sznt is, fontos szerepet jtszanak a srfzsben s a kvprklsben is. Hssts kzben kb. 140 Celsius-foknl indulnak be a Maillard-reakcik. Srfzsnl is aminosavakkal reaglnak a cukrok, a barns szn annl sttebb lesz, minl tovbb melegtik a folyadkot. A hmrsklet vltoztatsval befolysolni lehet a Maillard-reakci lefolysnak a gyorsasgt. 10 fok hmrskletemelkeds 2-3-szorosra gyorsthatja a reakcisebessget. Hossz idej trols alatt a Maillard-reakci mr szobahmrskleten is beindulhat. A legjobb barna srknl a malta lass, termszetes barnulsval kapjk a barna sznt. Gyorsabb megoldsnl a maltaprkls magasabb hmrskleten vgbemen Maillard-reakcii adjk a barnasgot, de ez nem kivnatos zanyagok megjelensvel is jrhat. A Maillard-reakci vgeredmnye fgg a hmrsklettl, a kmhatstl s az alapanyagok koncentrcijtl. Laboratriumi ksrletekben a konyhai felttelektl tvoles varicit is kiprbltak. 600 megapascal nyomson pldul lugos kmhats vizes oldatban sznesebb lett a Maillard-reakci vgeredmnye, mint norml krlmnyek kztt. Savas kmhats oldatnl viszont a fordtottja trtnik, kevesebb sznt kapunk. 600 megapascal nyomson az zanyagokbl is jval kevesebb keletkezik. J, hogy gy van, mert bajban lennnk, ha a gazdag zek ellltsrt 600 megapascalon akarnnk fzni. A 600 megapascal ugyanis a norml lgkri nyoms hatezerszerese!