Élelmiszer- és takarmányfehérjék minősítése

Tartalom

1. Bevezetés 13
2. Az aminosavak, fehérjék felfedezése, és a fehérjék minősítésével kapcsolatos fontosabb események (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 15
3. Az élőlények fehérjeszükséglete (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 19
3.1. A létfenntartás fehérjeszükséglete 19
3.1.1. A monogasztrikus állatok létfenntartó fehérjeszükséglete 20
3.1.2. A kérődzők létfenntartó fehérjeszükséglete 20
3.2. A növekedés fehérjeszükséglete 20
3.2.1. A monogasztrikus állatok növekedésének fehérjeszükséglete 21
3.2.2. Fehérjeszükséglet és aminosav-ellátás 21
3.2.3. A kérődző állatok növekedésének fehérjeszükséglete 22
3.2.4. A különféle állati termékek előállításának fehérjeszükséglete 22
3.3. Az ember fehérjeszükséglete 23
4. A fehérjék és felépítésük (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 26
4.1. Az aminosavak 26
4.1.1. Az aminosavak csoportosítása 27
4.1.2. Az aminosavak fizikai tulajdonságai 31
4.1.3. Az aminosavak kémiai tulajdonságai 34
4.2. Peptidek 38
4.3. A fehérjék 41
4.3.1. Általános tulajdonságok (szerkezet, molekulatömeg, oldhatóság) 41
4.3.2. A fehérjék kémiai reakciói, kapcsolódásai 52
4.3.3. A fehérjék denaturálódása 54
4.3.4. A fehérjék funkcionális tulajdonságai 54
4.3.5. A fehérjék csoportosítása 56
4.3.6. Fontosabb természetes fehérjék 59
4.3.7. Új fehérjeforrások 63
4.3.8. Élelmiszer-fehérjék átalakulása a feldolgozás és tárolás során 63
5. Az élelmiszerek és takarmányok nitrogéntartalmú anyagainak meghatározása
(Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 65
5.1. A fehérjék kivonása, kicsapása 66
5.2. A fehérjetartalom mérése a nitrogéntartalom alapján (Győri Zoltán) 68
5.2.1. Az nitrogéntartalom mérése Dumas módszerével 69
5.2.2. A nitrogéntartalom mérése Kjeldahl szerint 73
5.2.2.1. A Kjeldahl-féle roncsolás mechanizmusa 73
5.2.2.2. A roncsolásban képződött ammónia meghatározása 77
5.2.2.3. A nyersfehérje-tartalom meghatározás automata készülékekkel 86
5.2.2.3.1. Kjel-Foss automata a nitrogéntartalom meghatározására 86
5.2.2.3.2. Tecator Kjeltec fehérjemeghatározó 87
5.3. Fehérjetartalom-meghatározás spektrofotometriás módszerekkel (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 89
5.3.1. Ultraibolya spektrofotometriás módszerek 89
5.3.2. Spektrofotometriás módszerek a látható fény tartományban 90
5.3.2.1. Biuret-módszer 90
5.3.2.2. Lowry-módszer 91
5.3.3. Fehérjetartalom-meghatározás festékkötéssel 94
5.3.3.1. BRADFORD-módszer 95
5.3.4. Egyéb módszerek a fehérjetartalom meghatározására 97
5.4. Élelmiszer- és takarmányfehérjék vizsgálata elektroforézissel (Simonné dr. Sarkadi Lívia) 98
5.4.1. Az elektroforézis elméleti alapjai 98
5.4.2. A poliakrilamidgél-elektroforézis elméleti alapjai 101
5.4.2.1. Fehérjék elválasztása és meghatározása poliakrilamidgél-elektroforézissel 104
5.4.3. A kapilláris-elektroforézis elméleti alapjai 105
5.4.3.1. A kapilláris-elektroforézis alapvető módszerei 107
5.4.3.2. Fehérjék vizsgálata kapilláris-elektroforézissel 110
5.4.3.3. A kapilláris gélelektroforézis alkalmazása fehérjék méret szerinti
elválasztására 112
5.5. Élelmiszer- és takarmányfehérjék vizsgálata kromatográfiás módszerekkel 113
5.5.1. A kromatográfia elméleti alapjai 113
5.5.2. Az adszorpciós oszlopkromatográfia elméleti alapjai 115
5.5.2.1. Fehérjék vizsgálata nagyhatékonyságú oszlopkromatográfiával (HPLC) 116
5.5.3. A megoszlásos oszlopkromatográfia elméleti alapjai 120
5.5.4. Az ioncserés oszlopkromatográfia elméleti alapjai 121
5.5.5. A gélkromatográfia elméleti alapjai 122
5.5.5.1. Fehérjék frakcionálása gélkromatográfiával 124
5.5.5.2. Fehérjék molekulatömegének meghatározása gélkromatográfiával 126
5.5.5.3. Gélszűrés 128
5.5.6. A rétegkromatográfia elméleti alapjai 129
5.5.6.1. A rétegkromatográfia gyakorlata 131
5.5.6.1.1. Aminosavak meghatározása rétegkromatográfiával 133
5.5.6.2. Nagyteljesítményű rétegkromatográfia 134
5.5.6.3. A túlnyomásos rétegkromatográfia alapjai 134
5.5.6.3.1. Aminosavak és fehérjék meghatározása OPLC-vel 137
5.6. Élelmiszer- és takarmányfehéijék vizsgálata közeli infravörös spektroszkópiával 139
5.6.1. A közeli infravörös spektroszkópia elméleti alapjai 139
5.6.2. A közeli infravörös spektroszkópia gyakorlata 140
5.6.2.1. Minőségi elemzés NIR-rel 142
5.6.2.2. Mennyiségi elemzés NIR-rel 142
5.6.2.3. A közeli infravörös spektroszkópia alkalmazása a gabonafehérjék vizsgálatában 144
5.7. Roncsolás nélküli fehérjemeghatározás (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 144
5.8. Élelmiszerek és takarmányok aminosav-tartalmának, valamint a fehérje aminosav-összetételének meghatározása 145
5.8.1. A vizsgálati anyag előkészítése a meghatározás előtt 145
5.8.2. Az aminosavak meghatározása ioncserés oszlopkromatográfiával 153
5.8.3. A triptofántartalom meghatározása 170
5.8.4. A kéntartalmú aminosavak meghatározása 177
5.8.5. Az aminosavak meghatározása nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával 185
5.8.6. A D- és L-aminosavak meghatározása nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával 189
5.8.7. Az aminosavak meghatározása gázkromatográfiával 206
5.8.8. A D- és az L-aminosavak meghatározása gázkromatográfiával 209
5.8.9. Az aminosavak rétegkromatográfiája 213
6. Az élelmiszer- és takarmányfehérjék hasznosulása
(Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 216
6.1. Az aminosavak lebontása és szintézise 216
6.1.1. Az aminosavak lebontása 216
6.1.1.1. Az aminosavak szerepe és jelentősége 216
6.1.1.2. A fehérjék emésztése 218
6.1.1.3. Az aminosavak lebontásának közös reakciói 219
6.1.1.4. Az aminosavak szénláncának lebomlása a trikarbonsav ciklusban 221
6.1.1.5. A nitrogén eltávolítása a szervezetből 228
6.1.1.6. Az aminosav-lebontás és a nitrogénürítés sémája 231
6.2. Az aminosavak szintézise 231
6.2.1. A nitrogénfixálás mechanizmusa 232
6.2.2. A nem esszenciális aminosavak bioszintézise 234
6.2.2.1. A glutamát, a glutamin, a prolin és a hidroxi-prolin bioszintézise 234
6.2.2.2. Az aszpartát, az aszparagin és az alanin bioszintézise 235
6.2.2.3. A tirozin bioszintézise 235
6.2.2.4. A szerin, a glicin és a cisztein bioszintézise 236
6.2.3. Az esszenciális aminosavak bioszintézise 237
6.2.3.1. A metionin és a treonin bioszintézise 237
6.2.3.2. A lizin bioszintézise 238
6.2.3.3. A leucin, az izoleucin és a valin bioszintézise 238
6.2.3.4. Az arginin (ornitin) bioszintézise 238
6.2.3.5. A hisztidin bioszintézise 238
6.2.3.6. A fenilalanin és a triptofán bioszintézise 239
6.2.4. Az aminosavak bioszintézisének szabályozása 240
6.3. A különböző állatfajok fehérjeemésztése 241
6.3.1. A szopós állatok fehérjeemésztése 242
6.3.2. Az együregű gyomrú állatok fehérjeemésztése 242
6.3.3. A kérődzők fehérjeemésztése 243
6.4. Az ember fehérjeemésztése 245
6.5. A fehérjék intermedier anyagforgalma 247
6.5.1. Az aminosavak hasznosítása energiaforrásként 247
6.5.2. Fehérjeszintézis 247
6.5.3. A nitrogénforgalom 248
6.5.4. A takarmányfehérjék hasznosulása 249
6.5.4.1. Fehérjefelvétel, fehérjeemésztés, nitrogénürítés, emészthetőség, nitrogénretenció 249
6.5.4.2. Az emészthetőség mutatói 250
6.5.4.3. Endogénnitrogén-ürítés a vizeletben 251
6.5.4.4. Endogénnitrogén-ürítés a bélsárban 252
6.5.4.5. A fehérje emészthetőségét befolyásoló tényezők 252
6.6. Az állatok fehérjeminőség iránti igénye 252
7. Az élelmiszer- és takarmányfehérjék minősítésére alkalmas vizsgálatok (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 254
7.1. Általános alapfogalmak, a fehérjék minősítésére alkalmas vizsgálatok rövid áttekintése 254
7.1.1. A fehérje biológiai potenciálját mérő módszerek 255
7.1.2. A fehérjehasznosulás hatásfokát mérő módszerek 258
7.1.3. Akomplettáló hatás meghatározása az esszenciális aminosavak hasznosítható mennyiségének mérésével 258
7.1.4. Az aminosavak emészthetőségének meghatározása 260
7.1.5. A fehérje takarmányozási értékének meghatározása termelő állományokkal 260
7.1.6. Összefüggések a különböző indexek között 260
7.2. Kémiai módszerek 262
7.2.1. Táplálóérték-meghatározás szabványos kémiai módszerekkel 262
7.2.2. A fehérjék oldhatóságának vizsgálata 263
7.2.2.1. A nitrogénoldhatósági index meghatározása 263
7.2.2.2. A fehérjeoldhatósági index meghatározása 264
7.2.3. A hasznosítható lizintartalom meghatározása 265
7.2.3.1. A hasznosítható lizintartalom meghatározása 2,4-dinitro-l-fluor-benzollal való származékképzés után, aminosav-analizátorral 265
7.2.3.2. A hasznosítható lizintartalom meghatározása festékkötés alapján 266
7.2.4. A hasznosítható metionintartalom meghatározása 269
7.2.5. A bakteriális eredetű fehérje mennyiségének meghatározása 270
7.2.5.1. A ribonukleinsavak felhasználása 270
7.2.5.2. Az adenozin-trifoszfát felhasználása 271
7.2.5.3. A 35S-izotóp beépülésének felhasználása 271
7.2.5.4. A 15N-izotóp beépülésének felhasználása 272
7.2.5.5. A jelzett foszfor beépülésének felhasználása 272
7.2.5.6. Az aminosav-összetétel felhasználása 273
7.2.5.7. A diamino-pimelinsav és az aminoetil-foszfonsav felhasználása 273
7.2.5.8. A D-aminosavak felhasználása 275
7.2.5.9. Melyik az igazán jó marker? 277
7.2.6. A valódi fehérje meghatározása 278
7.3. Enzimes módszerek 279
7.3.1. Az emészthetőnyersfehérje-tartalom meghatározása in vitro pepszines hidrolízissel 279
7.3.2. Az emészthetőnyersfehérje-tartalom meghatározása in vitro pepszin-tripszin-hidrolízissel 280
7.3.3. Multienzimes módszer a fehérje in vitro emészthetőségének megállapítására 281
7.3.4. A fehérje in vitro emészthetőségének meghatározása pankreatinos hidrolízissel és aminosav-analízissel 281
7.3.5. A pepszinemészthetőségi index meghatározása 282
7.3.6. A pepszin-pankreatin-emészthetőségi index meghatározása 283
7.4. Mikrobiológiai módszerek 284
7.4.1. A relatív táplálkozási érték meghatározása Tetrahymena pyriformis W tesztorganizmussal 284
7.4.2. A fehérje hasznosíthatólizin- és hasznosíthatómetionin-tartalmának meghatározása Tetrahymena pyriformis W tesztorganizmussal 285
7.4.3. A hasznosíthatómetionin-tartalom meghatározása Streptococcus zymogenes
tesztorganizmussal 286
7.5. Biológiai módszerek 288
7.5.1. A fehérjehatékonysági arány meghatározása 288
7.5.1.1. A fehérjehatékonysági arány meghatározása növendék patkányokon 289
7.5.1.2. A fehérjehatékonysági arány meghatározása malacokkal 291
7.5.2. A nettó fehérjehasznosítás meghatározása növendék patkányokkal a test nitrogéntartalmának közvetlen mérésével 293
7.5.3. A nettó fehérjearány meghatározása növendék patkányokkal 295
7.5.4. A nettó fehérjeérték meghatározása csirkékkel a test nitrogéntartalmának mérése alapján 296
7.5.5. A produktív fehérjeérték meghatározása növendék patkányokkal 297
7.5.6. A bruttó fehérjeérték meghatározása csirkékkel 298
7.5.7. A relatív növekedési index meghatározása növendék patkányokkal 299
7.5.8. A relatív nitrogénhasznosítás meghatározása növendék patkányokkal 300
7.5.9. A biológiai érték meghatározása 301
7.5.9.1. A fehérjék minősítése a kémiai indexek alapján 301
7.5.9.2. A nitrogénmérleg meghatározása patkányokkal 307
7.5.9.3. A nitrogénmérleg meghatározása sertésekkel 311
7.5.10. A fehérje hasznosíthatólizin-tartalmának meghatározása patkánynövekedési
teszttel 312
7.5.11. A fehérjék hasznosíthatólizin-tartalmának meghatározása csirkenövekedési
teszttel 313
7.5.12. A fehérjék hasznosíthatómetionin-tartalmának meghatározása csirkenövekedési teszttel 315
7.5.13. A takarmányok hasznosíthatótriptofán-tartalmának meghatározása patkánynövekedési teszttel 316
8. Az élelmiszer- és takarmányfehérjék károsodása (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 317
8.1. A víztartalom hatása a fehérjék károsodására 317
8.2. Az oxidáció hatása a fehérjék károsodására 319
8.3. A hő hatása a fehérjék károsodására 319
8.3.1. A hőkezelés mechanizmusa 320
8.3.2. Az aminosavak oldalláncában és a fehérjemolekulák között lejátszódó reakciók 320
8.3.2.1. Oxidatív átalakulások 321
8.3.2.2. Deszulfurizáció és izomerizáció 322
8.3.2.3. A fehérjék közötti kölcsönhatások 323
8.3.3. Fehérjék kapcsolódása más komponensekkel 325
8.3.3.1. A fehérjék és a szénhidrátok közti reakciók, a Maillard-reakció és táplálkozási hatása 325
8.3.3.2. A fehérjék és a lipidek kapcsolódása 328
8.3.3.3. A fehérjék és a polifenolok kapcsolódása 329
8.3.3.4. A fehérjék és a fitinsav kapcsolódása 329
8.4. A fehérjék hőkárosodásának kimutatása 330
8.5. A fehérjeminőséget befolyásoló technológiák 331
8.5.1. Az állatifehérje-lisztek gyártása 331
8.5.2. A szemes termények szárítása 333
8.5.3. Forró levegős zöldtakarmány-szárítás 333
8.5.4. A fehérjék lúgos kezelésének hatása 333
8.5.5. A D-aminosavak kialakulása és hatása a fehérje minőségére 333
9. A fehérjehasznosulást befolyásoló antinutritív és mérgező anyagok (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 346
9.1. Antinutritív anyagok 346
9.2. Mérgező anyagok 351
10. Az élelmiszer- és takarmányfehérjék komplex minősítése (Csapó János - Csapóné Kiss Zsuzsanna) 360
11. Háziállatok takarmányfehérjéinek minősítése (Babinszky László) 365
11.1. Monogasztrikus állatok 365
11.1.1. Biológiai módszerek 365
11.1.1.1. A biológiai érték meghatározása a nitrogénmérleg alapján 366
11.1.1.2. A biológiai érték meghatározása a súlygyarapodás alapján 367
11.1.2. Egyéb módszerek 367
11.1.3. In vitro és in vivo emészthetőségi módszerek 368
11.1.3.1. In vitro emészthetőségi módszerek 368
11.1.3.2. In vivo vizsgálatok 370
11.1.3.2.1. Vizsgálatok sertésekkel 370
11.1.3.2.2. Vizsgálatok baromfival 370
11.1.4. A takarmányok hasznosíthatóaminosav-tartalmának meghatározása 389
11.1.4.1. In vivo vizsgálatok 389
11.1.4.2. In vitro vizsgálatok 390
11.2. A kérődzők takarmányainak fehérjeértéke (Schmidt János) 391
11.2.1. A kérődzők fehérjeforgalma 391
11.2.2. A fehérjék bendőbeli lebonthatóságának vizsgálata 394
11.2.2.1. A bendőbeli lebonthatóság megállapítása in vitro módszerekkel 395
11.2.2.2. A fehérje bendőbeli lebonthatóságának vizsgálata in vitro úton 400
11.2.2.3. A takarmányfehérje emészthetőségének, valamint a bendőben le nem bomló fehérje (UDP) posztruminális emészthetőségének megállapítása mobil bag módszerrel 402
11.2.2.4. A takarmányfehérje emészthetőségének vizsgálata ileocekális fisztulával ellátott állatokkal
11.2.3. A kérődzőkkel etetett takarmányok fehérjeértékének mérése 405
11.2.3.1. Metabolizálható fehérje 405
Rövidítések 413
Irodalom 434
Név- és tárgymutató 439

Témakörök