Строение, состав, свойства нативного коллагена. Изменения коллагена при гидротермической обработке.

Коллаген – это клейдающее вещество, которое при нагревании с водой образует клей и желатин. Он входит в состав всех разновидностей соединительной ткани. По различию образования желатина под действием горячей воды коллаген подразделяется на:

1. волокнистый (в дерме и сухожилиях);

2.гиалиновый (в костной ткани называется оссейн);

3.хондриновый (в хрящевой ткани);

4.ихтулиновый (в составе рыбьего пузыря).

Коллаген является основой коллагеновых волокон . Он имеет фибриллярное строение и состоит, главным образом, из нитевидных частиц – протофибрилл.

По химическому составу коллаген отличается повышенным содержанием азота (до 17.6%). Особенность аминокислотного состава коллагена - он не содержит триптофана, цистина, цистеина, очень мало тирозина и метионина. При этом в его составе преобладает гликокол, пролин, оксипролин, оксилизин.

Строение молекулы коллагена. Молекула построена из 3-х полипептидных цепочек (триплет), скрученных вокруг общего основания, они образуют третичную структуру коллагена. Такую молекулу называют тропоколлаген.

В результате агрегации молекул тропоколлагена в продольном и поперечном направлении происходит образование четвертичной структуры коллагена – протофибрилл, которые объединяются в фибриллы. В построении тропоколлагена, протофибрилл и фибрилл учавствуют глюкоза и мукополисахариды.

Свойства коллагена. Коллаген может сильно набухать, при этом его масса увеличивается в 1.5-2 раза. Нативный коллаген не растворим в воде и органических растворителях. В очень слабой степени он подвергается воздействию слабых кислот, щелочей и протеолитических ферментов. Нерастворимость и устойчивость объясняются наличием особых поперечных связей в его молекуле, которые образованы при участии оксипролина. Для коллагена характерно взаимодействие с рядом химических соединений - дубителями. В рез-те дубления коллаген становится инертным к действию кипящей воды, весьма стабильный по отношению к протеолитическим ферментам и к механическим воздействиям.

Нативный коллаген медленно переваривается пепсином, скорость переваривания зависит от степени измельчения и значения рН среды (ускоряется в кислой среде); нативный коллаген стойко противостоит действию трепсина, химотрепсина, котепсина.

Изменения коллагена при гидротермической обработке. При нагревании коллагена в воде температурой 63°С его волокна деформируются, сгибаются, их длина сокращается. При этом они становятся более эластичными и прозрачно-стекловидными. Такое изменение свойств коллагена называется свариванием и оно необратимо.

Сваренный коллаген легко переваривается трипсином из-за разрушения третичной и ферментативной структуры его молекулы, тем самым увеличивается доступность пептидных связей белка для ферментативного воздействия.

При разрыве большинства поперечных связей в коллаген переходит водорастворимое вещество – желатин (глютин).

Скорость перехода коллагена в глютин зависит от вида животного, вида сырья, температуры, предварительной обработки щелочами или кислотами. Различают желатин кислотного и щелочного способа обработки. Чем больше разрыхлен коллаген, тем ниже температура его перехода в раствор. Набухший коллаген разваривается быстрее, более полно и при менее высокой температуре (55-60°С), что используется при получении желатина высокого качества.

Переход коллагена в глютин в основном осуществляется в три стадии:

1.      плавление полипептидных спиралей;

2.      разрыв межцепочных связей;

3.      гидролиз пептидных цепей.

Раствор желатина очень вязкий, для него характерно образование студня (геля). При нагревании до 45°С студень растворяется, т.к. разрываются подвижные связи.

Характерным свойством геля желатина является его способность к набуханию. Минимальное набухание происходит при рН=4.7. Набухание усиливается при сдвиге рН в кислую сторону(рН=3.6). При кипячении со слабыми кислотами или в воде желатин быстро гидролизуется и теряет способность к образованию геля.

Продукты промежуточного гидролитического распада желатина при длительном его нагревании(термолизе) – полипептиды получили название желатозы. В холодной воде высушенный желатин только набухает, а в горячей - хорошо растворяется.

Изм. в мясосырье при посоле с прим-м инт-х методов. Особ-ти посола мясн. сырья с пр-ми PSE и DFD.