ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ: 2Α ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ΑΠΛΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ΟΙ ΑΠΛΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Η ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΤΩΝ ΔΗΜΗΤΡΙΑΚΩΝ. Η ΓΛΟΥΤΕΝΗ

Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια Β/μιας Εκπ/σης, 1ου Γυμνασίου Δάφνης

ΑΠΛΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΠΡΩΤΕΊΝΕΣ

Διακρίνουμε τις πρωτεϊνες στις απλές όταν αποτελούνται μόνο από μια σειρά αμινοξέων και στις σύνθετες πρωτεϊνες.

Οι απλές πρωτεϊνες διακρίνονται σε αλβουμίνες, σφαιρίνες, πρωταμίνες, ιστόνες, προλαμίνες, γλουτλίνες πρωτεϊνοειδή

 Οι σύνθετες πρωτεϊνες είναι σφαιρικές πρωτεϊνες*  που έχουν συνδεδεμένο και ένα μη πρωτεϊνικό τμήμα το οποίο αποτελεί την προσθετική τους ομάδα.

Ανάλογα με το μη πρωτεϊνικό μέρος που συνδέεται με την πρωτεϊνη, οι σύνθετες πρωτεϊνες διακρίνονται σε:

Χρωμοπρωτεϊνες , Γλυκοπρωτεϊνες  , Νουκλεοπρωτεϊνες , Λιποπρωτεϊνες , Φωσφοπρωτεϊνες, Μεταλλοπρωτεϊνες 

ΟΙ ΑΠΛΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

Οι απλές πρωτεϊνες αποτελούν την συντριπτική πλειοψηφία των πρωτείνών σε κύτταρα, ιστούς και όργανα οργανισμών, σε ανοσοποιητικά σώματα, πρωτείνες αίματος, ορμόνες και ένζυμα.

Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον αριθμό και την αλληλουχία  υπολειμμάτων αμινοξέων και το μοριακό τους βάρος. 

Περιλαμβάνουν τις αλβουμίνες, σφαιρίνες, πρωταμίνες, ιστόνες, προλαμίνες, γλουτίνες πρωτεϊνοειδή

ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΤΩΝ ΔΗΜΗΤΡΙΑΚΩΝ

Οι κόκκοι των δημητριακών 

Τα δημητριακά περιέχουν σύνθετους υδατάνθρακες και πρωτεϊνες υψηλής ποιόητητας:  12-14% τα δημητριακά (όπως σιτάρι, κριθάρι, καλαμπόκι, σίκαλη, βρώμη) , 16% το ρύζι, 18% το κεχρί. Η μεγαλύτερο μέσο ποσοστό είναι στο σιτάρι 13,5% ακολουθούν το κριθάρι 12%, η σίκαλη 11,8%, η βρώμη 12%, ο αραβόσιτος 11,7%,υπάρχουν επίσης το κεχρί με υψηλή περιεκτικότητα 13,7% και το ρύζι με χαμηλότερη 7,2%

Από τις απλές πρωτεϊνες δηλαδή τις αλβουμίνες, σφαιρίνες, πρωταμίνες, ιστόνες, προλαμίνες, γλουτελίνες πρωτεϊνοειδή 

τα δημητριακά περιέχουν σχεδόν όλες τις κατηγορίες αλβουμίνες, σφαιρίνες, , προλαμίνες, γλουτίνες σε διαφορετικό όμως ποσοστό από την ηλ. δ/νση

studme.org/358149/geografiya/vydelenie_belkov_zerna_zlakov_izuchenie_svoystv

στο κεφάλαιο του παρόντος

ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ: 2ο ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ΑΠΛΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ΟΙ ΑΠΛΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

αναφέρεται πως τα δύο είδη πρωτεϊνών προλαμίνες και γλουτελίνες, είναι φυτικές πρωτεϊνες και περιέχονται κυρίως σε δημητριακά και όσπρια

Παραθέτω πίνακα από τον οποίο διαπιστώνουμε τα διαφορετικά ποσοστά πρωτεϊνών σε είδη δημητριακών και από αυτά εξηγούνται και οι 

Κατανομή πρωτεϊνών σιτηρών ανά κλάσματα, %

• 1 Pleshkov V. P. Βιοχημεία γεωργικών φυτών. Μόσχα, KolosS Publ., 1987.
• 2 Kazakov E. D., Karpilenko G. P. Βιοχημεία σιτηρών και προϊόντων ψωμιού.
•  Αγία Πετρούπολη. : GIORD, 2005.

Η ΓΛΟΥΤΕΝΗ

Σε καρπούς πολλών δημητριακών όπως το μαλακό σιτάρι, το κριθάρι, η σίκαλη συναντάται στο ενδοσπέρμιο μια κολλώδης ουσία, η γλουτένη.

 Η γλουτένη αποτελείται από τις πρωτεϊνες γλοιαδίνη και  γλουτελίνη.

Οι γλοιαδίνες είναι προλαμίνες . Πρόκειται για μονομερή Υπάρχουν τρεις τύποι από αυτές, 

οι α-β γλοιαδίνες που είναι διαλυτές σε αλκοόλη, οι γ- γλοιαδίνες και οι ω-γλοιαδίνες που είναι διαλυτές σε ακετόνη. 

Οι γλοιαδίνες δεν έχουν άκαμπτη τρισδιάστατη δομή, αλλά μπορούν να αλλάζουν τις διαμορφώσεις τους ανάλογα με τη λειτουργία που επιτελούν.

Είναι πλούσιες στα αμινοξέα κυστίνη, προλίνη, φαινυλαλανίνη, ισολευκίνη, αμίδιο άζωτου

Οι γλουτελίνες , πρωτεϊνες αποθήκευσης, είναι η άλλη ομάδα πρωτεϊνών της γλουτένης που η πιο κοινή από αυτές είναι η γλουτενίνη στο σιτάρι ενώ στο ρύζι έχουμε την οριζενίνη. 

Η τοξικότητα της γλοιαδίνης σε  γενετικά προδιατεθημένους οργανισμούς

Οι γλοιαδίνες εάν βρίσκονται ελεύθερες μπορεί ενεργοποιήσουν μια  ανεπιθύμητη απόκριση ενός γενετικά προδιατεθημένου οργανισμού να οδηγήσουν σε κοιλιοκάκη

Θεωρούνται το πιο τοξικό  συστατικό της γουτένης γιατί οδηγούν σε ενεργοποίηση ανοσιολογικών αποκρίσεων που οδηγεί σε αυτοάνοσες αντιδράσεις

Σχηματισμός της γλουτένης

Όπως αναφέρθηκε,   η γλουτένη αποτελείται από τις πρωτεϊνες γλοιαδίνη και  γλουτελίνη. 

 Σχηματίζονται πολυμερή που σταθεροποιούνται με διασουλφιρικούς δεσμούς μεταξύ των αλυσίδων

Η γλοιαδίνες της γλουτένης, είναι διαλυτές σε αλκοόλη, άρα πρόκειται 

 για τις α-β- γλοιαδίνες ενώ  η γλουτελίνη είναι διαλυτή σε αραιά διαλύματα οξέων και βάσεων.

 Σε νερό, ο σύνολο αυτών δίνει την γλουτένη, μια κολλώδη ουσία που είναι υπεύθυνη για το φούσκωμα του ψωμιού.

Πότε σχηματίζεται η γλουτένη

Η αναλογία γλουτεϊνης προς γλοιαδίνη, σχετίζεται με το ιξώδες της ζύμης και στο δίκτυο που δημιουργείται  και στον σχηματισμό του συμβάλλουν οι δισουλφουρικοί δεσμοί .

Για τον λόγο αυτόν δεν δίνουν όλα τα δημητιακά γλουτένη αλλά κυρίως το σιτάρι καθώς και το φυτρωμένο (ντιγκελ) και η σίκαλη δευτερευόντως ενώ η βρώμη και το κριθάρι δίνουν χαμηλό ποσοστό. Δεν δίνουν γλουτένη το κεχρί, το καλαμπόκι , το ρύζι, η κινόα

Όπως ανέφερα η γλουτένη είναι υπεύθυνη για το φούσκωμα του ψωμιού γιατί με την κολλώδη υφή της δημιουργεί ένα δίκτυο που επιρρεάζει την δομή και τις ιδιότητες της ζύμηςσυσσωματώματα με τους κόκκους αμύλου ώστε με τον μεταβολισμό των μικροοργανισμών που προσθέτουμε οι οποίοι είναι  ζυμομύκητες του γένους saccharomyces  παράγεται διοξείδιο του άθρακα το οποίο παγιδείεται σε μικρούς θήλακες κι αυτό είναι που συντελεί στο να φουσκώνει το ψωμί.

Το δίκτυο της γλουτένης

Η δημιουργία του δικτύου αυτού οφείλεται αρχικά στις γλουτενίνες οι οποίες σχηματίζουν αλυσίδες πολυμερών που σταθεροποιούνται με διασουλφιρικούς δεσμούς μεταξύ των αλυσίδων.  Το δίκτυο αυτό δίνει στη ζύμη την συνοχή και την ελαστικότητά της

Οι γλοιαδίνες είναι μονομερή που αλληλεπιδρούν με τα πολυμερή γλουτενίνης μέσω μη ομοιοπολικών δεσμών, κυρίως δεσμών υδρογόνου. Πιστεύεται ότι λειτουργούν ως πλαστικοποιητές του δικτύου γλουτενίνης

Οι διασουλφιρικοί δεσμοί μεταξύ των αλυσίδων των πολυμερών της γλουτενίνης, ευνοούν την παραγωγή συσσωμάτων γλουτένης και η κυστεϊνες είναι σημαντικές στην δημιουργία της γλουτένης 

Η παρασκευή αρτοσκευασμάτων και  ζυμαρικών

Η φύση του αμύλου αλλά και άλατα, αλκάλια, ένζυμα και κονιορτοποιημένες φυτικές τροφές 

που προστίθενται κατά την επεξεργασία της ζύμης, μπορεί να επιρρεάζουν το δίκτυο πρωτεϊνών του σιταριού και να ενισχύσουν το τελικό αποτέλεσμα

(υφή, δομή, μάσηση, αισθητικές και αποθηκευτικές ιδιότητες, χρώμα, γεύση, μυρωδιά, κ.α.)

ΠΗΓΕΣ

ΙΒ 1.2.2. Απομόνωση πρωτεϊνών από σπόρους δημητριακών και μελέτη των ιδιοτήτων τους - Βοτανική: βιοχημεία φυτών

Recent Advances in the Study of Wheat Protein and Other Food Components Affecting the Gluten Network and the Properties of Noodles

Непереносимость глиадина

Gliadin - Βικιπαίδεια

Gliadina HLA DQ2 Viquipèdia, L'enciclopèdia Lliure