5.5. Химические свойства белков

Находящиеся на поверхности белковых частиц реакционноспособные группы сообщают белкам молока способность вступать в реакции с другими веществами. Казеин – основной белок молока – подобно всем белкам обладает амфотерными свойствами

NH₂ N⁺H₃

R ↔ R

COOH COO^-

В практике молочной промышленности представляют интерес те реакции, которые протекают в процессах хранения молока и производства молочных продуктов и влияют на их качество, а также лежащие в основе методов определения содержания белков.

Гидролиз белков – реакция, играющая важную роль в процессе хранения молока, и особенно, при созревании сыров, так как от глубины этого процесса зависит накопление продуктов гидролиза, определяющих вкус, аромат и консистенцию продукта. При созревании сыров происходит гидролиз под действием ферментных систем микроорганизмов. Ферментативный гидролиз имеет место и при хранении молока.

H₂O

R₁ – CO – NH – R₂ ―――→ R₁ – COOH + R₂ – NH₂

протеаза

Гидролиз белков может быть вызван и действием неорганических кислот и оснований. Кислотный гидролиз (концентрированные HCl и H₂SO₄) используют для аналитических целей при определении аминокислотного состава белков молока или их фракций.

Взаимодействие белков с альдегидными группами лактозы или глюкозы. При нагревании молока или при длительном хранении сухих молочных продуктов аминогруппы лизина в казеине взаимодействуют с альдегидными группами лактозы или глюкозы, образуя продукты реакции коричневого цвета – меланоидины. Этим взаимодействием объясняется первая стадия реакции меланоидинообразования.

О

R – NH₂ + C – R → R – N = CH – R + H₂O

Н альдозиламин

Альдозиламин претерпевает ряд изменений и распадается на несколько соединений.

Свободные аминогруппы казеина могут взаимодействовать с альдегидами, например, с формальдегидом, образуя метилолсоединения

CH₂OH

R – NH₂ + 2CH₂O → R – N

CH₂OH

При этом формальдегид реагирует только с незаряженной аминогруппой. Освободившиеся при реакции карбоксильные группы оттитровывают раствором гидроксида натрия. Эта реакция положена в основу определения содержания белка в молоке методом формольного титрования.

Взаимодействие казеина со щелочами. Наличие на поверхности мицелл казеина отрицательно заряженных СОО¯ групп обусловливает взаимодействие его со щелочами с образованием солей

R] – COOH + NaOH → R] – COONa + H₂O

казеинат натрия

Эта реакция лежит в основе промышленного способа производства растворимых форм молочно-белковых концентратов. Взаимодействие функциональных групп белковых молекул с определенными реагентами, сопровождающиеся характерным окрашиванием, используется при проведении качественных реакций (цветных) на белки. Ксантопротеиновая – желтое окрашивание за счет взаимодействия фенольного ядра тирозина с HNO₃. Биуретовая – пурпурно-фиолетовая окраска при добавлении к сильнощелочному раствору белка раствора CuSO₄. Нингидриновая – сине-фиолетовое окрашивание – реакция положена в основу методов количественного определения белков.