GIDA KİMYASI-I - Gıda Mühendisliği

GIDA KİMYASI-I
Amino asitler
Doç. Dr. Neriman BAĞDATLIOĞLU
CBÜ Mühendislik Fakültesi
Gıda Mühendisliği Bölümü
PROTEİNLER
Yunanca’da birinci sırada anlamına gelen
proteois kelimesinden türemiştir.
Proteinler canlı bir hücrenin kuru ağırlık
üzerinden yaklaşık % 50’sini oluşturan,
kompleks yapıdaki makro moleküllerdir.
Amino asitlerden oluşurlar ve molekül ağırlıkları
5.000 ile birkaç milyon dalton arasında değişir.
Proteinler, organizmanın ihtiyaç duyduğu 3
makro besin grubu içinde yer almaktadır.
Hücre yapısında ve hücrenin üstlendiği çeşitli
işlevlerde (yapısal ve fizyolojik) yer alırlar.
Ø Hücrelerin zarında lipitlerle birlikte bulunurlar.
Ø Hormon ve enzimlerin yapısında da yer alırlar.
Ø Proteinlerin elementel analizi yapıldığında :
C (% 50-55)
H (% 6-7),
N (% 12-19),
S (% 0.2-3.0), O (% 20-23)
Bunların dışında P, Fe, Zn, Cu elementleri
En önemli özelliği N bulundurmasıdır ve
Yağlardan ve karbonhidratlardan bu özelliği ile
ayrılmaktadırlar.
Ø
Proteinlerdeki N miktarı ortalama %16 dır.
Gıda maddelerinde protein miktarının tayini yapılırken en
basit metot bunların %16 azot içermesine dayanır.
Ø Bazı Gıdalardaki Protein Oranları;
Ø Et
%15-25
Ø Yumurta
%12
Ø Yumurta sarısı
%16
Ø Ekmek
% 6-10
Ø Un
%10-15
Ø Süt
%3-4
Ø Patates ve Sebzeler: %1-4
Ø Proteinler değişik sayı ve çeşitte amino
asit içerirler.
Ø Yapıyı oluşturan amino asitler pepdit bağı
ile bağlanarak polipepdit yapısını
oluştururlar.
Ø Bazı proteinler amino asitlerin yanı sıra
karbonhidrat, lipit, mineral madde ve renk
maddeleri (pigmentler) gibi diğer
yapıtaşlarını da içerirler.
Bunlara prostetik grup denir.
Bütün canlılardaki karbonhidratların ve
lipitlerin yapıları aynıdır.
Ancak her canlı kendine özgü proteinler taşır
ve bir canlıdaki protein o canlı için özeldir.
Örneğin bir bakterideki bulunan bir protein
sıcak kanlı bir hayvanda yabancı madde
olarak algılanır. Bu nedenle de bu
canlılarda antijenik özellik gösterir.
Organ ve doku transferlerinde karşılaşılan
uyuşmazlıklarda, organ veya doku
proteinlerinin diğer canlı tarafından kabul
edilmemesinden kaynaklanmaktadır.
AMİNOASİTLER
Ø
Aminoasitler, proteinlerin yapısal üniteleridir.
Ø
Genel formülünde karbon atomuna bağlı :
- bir amin (-NH2),
- bir karboksil (-COOH),
- bir hidrojen ve bir de
- her amino asit için değişik olan bir R
grubundan oluşurlar.
Amin ve karboksil grupları içerdikleri için,
hem asidik hem de bazik özellik
göstermektedirler.
Ø
R grubu;
*Hidrojen
*alifatik hidrokarbon
*heterosiklik bir grup olabilir.
Proteinlerin yapısındaki
aminoasitlerin hepsi
α-aminoasit’dir.
Yani karboksil grubunun bağlı
olduğu C atomuna amin grubu
bağlanmış ise
α-aminoasit adı verilmektedir.
Canlılarda bulunan aminoasitlerin hepsi
α-aminoasittir.
Ancak bunlardan farklı olarak
Kollagen proteininde bol
miktarda bulunan
prolin ve hidroksi prolin
amino grubu yerine imino grubu
içerirler.
Bunlar imino asit olmalarına
rağmen amino asit kabul
edilirler.
Ø Amino asitlerin pek çok fiziko kimyasal
özellikleri yan zincirlerinin (R grubu)
özelliklerinden etkilenir.
Ø Amino asitlerde 20 farklı yan zincir
bulunur, diğer bir deyişle doğada
20 farklı amino asit bulunur.
AMİNOASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI
1. Çözeltideki reaksiyon özelliklerine göre
Ø
Ø
Ø
Nötral amino asitler:
Bir amino ve bir karboksil grubu bulunduranlar
Asidik amino asitler:
Bir amino ve iki karboksil grubu bulunduranlar
Bazik amino asitler:
İki amino ve bir karboksil grubu bulunduranlar
AMİNOASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI
2. Yan zincirin polaritesi göre
Ø Polar olmayan (non-polar) amino asitler:
R grubunda polar olmayan grup
bulunduranlar. Örn: Glisin, alanin, valin
Ø Polar amino asitler:
R grubunda polar grup bulunduranlar.
Örn: Sistein, Serin…
AMİNOASİTLERİN SINIFLANDIRILMASI
3. Moleküllerin zincir ve halka yapılarına
göre
Ø R-kalıntısı alifatik düz zincirde olanlar
(alanin, valin, lösin, izolösin)
Ø R-kalıntısı aromatik veya heterosiklik
olanlar (fenil alanin, triptofan,histidin)
4. Moleküldeki R grubunun özelliklerine
göre
Ø
Ø
Ø
Ø
R-kalıntısında diğer grupları içermeyenler
(Ör. glisin, alanin, valin, lösin)
R-grubunda –OH , S gibi polar grup olanlar
(Ör. serin, sistein, metionin)
R-grubunda ikinci amin grubu bulunduranlar
(diaminomonokorboksilik asit) Ör: lisin, arginin
R-grubunda ikinci karboksil grubu bulunduranlar
(monoaminodikarboksilik asit)
Ör. Glutamik asit, aspartik asit
Aminoasitlerin Nutrisyonel Özelliklerine
Göre
Ø Esansiyel Aminoasitler:
Mutlaka dışarıdan gıdalarla alınırlar, vücut
tarafından sentezlenemezler (8 tane)
Valin, Fenilalanin, Threonin, Lösin,
İzolösin, Triptofan, Lisin,
Metionin,
Histidin ve Arginin çocuklar için
esansiyeldir.
Ø Esansiyel Olmayan Aminoasitler
(Glisin, Alanin…)
Amino asitler yapılarında
hem amino (-NH2) hem de karboksil (-COOH)
grubu içerdiklerinden sulu çözeltilerinde, çözelti
pH’sına bağlı olarak
asit veya baz ya da zwitter iyon gibi davranırlar
Yani amino asitler amfoter (amphoter)
bileşiklerdir.
Ø Karboksil grubu bir proton (-H+) verdiğinde,
amino asit anyonlaşarak bazik özellik gösterir.
Ø Amino grubu ise bir proton aldığında amino asit
katyonlaşarak asidik özellik gösterir.
Ø
İç tuz (zwitter iyon) durumunda ise,
amino asidin karboksil grubu proton kaybetmiş,
amino grubu ise proton almıştır.
Bu durumda amino asit aynı anda hem negatif (anyon) yüklü,
hem de pozitif (katyon) yüklüdür.
İç tuzlar elektriksel olarak nötrdürler,
bu nedenle ne anota ne katota göç ederler.
Amino asitin zwitter iyon şekline geçtiği pH’a
izoelektrik nokta denir.
Her amino asit için izoelektrik pH
karakteristiktir ve pI ile gösterilir.
Ø Nötral amino asitler için yaklaşık pI = 4.8-6.3
Ø
Ø
Asidik amino asitler için yaklaşık pI = 2.7-3.2
Bazik amino asitler için yaklaşık pI = 7.6-10.8
İç tuz durumundaki bir amino asit, asit ile titre edildiğinde,
COO- grubu proton almakta ve COOH şekline
dönüşmektedir.
COO- ve COOH konsantrasyonlarının eşit olduğu pH
değeri pKa1 olarak bilinir
H3N+- CH- COO- + HCl
R
..
H3N+ – CH – COOH + ClR
(Katyon)
Aynı şekilde iç tuz durumundaki amino asit bir baz
ile titre edildiğinde NH3+ grubu proton vermekte ve
NH2 şekline dönüşmektedir.
Burada NH3+ ve NH2 konsantrasyonlarının eşit
olduğu pH değerine pKa2 denmektedir
H3N+- CH-COO- + NaOH
R
H2N- CH-COO- + Na+ + H2O
R
(Anyon)
Normal elektriksel bir alanda amino asitler,
asidik ortamda
katyon olarak katoda doğru,
bazik ortamda
anyon olarak da anoda doğru göç ederler.
Her iki iyonun iç tuz şekline dönüştüğü pH
değerinde aminoasitler hiçbir tarafa göç
etmezler.
pH değeri her bir aminoasit için spesifiktir.
Bu pH değerine izoelektrik nokta veya
izoiyonik nokta adı verilmektedir.
Ø SORU:
Lösin aminoasidi pI = 6 ‘dır.
Aşağıdaki pH değerlerine sahip sulu
çözeltilerdeki bulunan formlarını yazınız.
a) pH= 6
b) pH= 2.6 c) pH= 12.3
Lösin amino asidi pI= 6 ‘dır.
pH= 6’da
Lösin (iç tuz) sabit
pH= 2.6’da
(+) Lösin katoda (+)
pH= 12.3’de
(-) Lösin anoda (-)
hareket ederler.
Çözünürlük
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
İç tuz (zwitterion) yapısındaki a.a.’lerin erime ve
kaynama noktaları çok yüksektir,
Suda kolayca çözünürler,
organik çözücülerde çözünmezler,
Sudaki çözünürlükleri amino asidin cinsine bağlıdır,
Alifatik (Ala, Leu, Met, Pro) ve aromatik (Phe, Trp, Tyr)
a.a.ler hidrofobik özellik gösteren R grupları taşırlar.
Bu nedenle sudaki çözünürlükleri sınırlıdır.
Polar (hidrofilik) amino asitler (Arg, Asp, Glu, His, Lys)
ise suda kolayca çözünürler.
Ortama asit veya baz ilavesi tuz oluşumunu sağladığı
için çözünürlüğü artırmaktadır.
UV Absorbsiyon
Fenil alanin, tirozin, triptofan gibi amino
asitler 200-230 ve 250-290 nm dalga
boylarındaki ışınları absorbe ederler.
Ø Genelde 280 nm protein ve pepdit
tayinlerinde kullanılır.
Ø Histidin, metiyonin ve sistein 200-210 nm
de max absorbans verir.
Optik Aktivite
Aminoasitlerin hepsi optikçe aktiftirler.
Optikçe aktif bileşikler en az bir tane
asimetrik C atomuna sahiptirler.
Asimetrik C atomlarında karbona bağlı
4 farklı grubun olması gerekmektedir.
Optikçe aktif izomer sayısı = 2n
(n: asimetrik C atomu sayısı) ile bulunur.
Glisin
(optikçe aktif değil)
D-Aminoasit
L-Aminoasit
Ø amino grubunun pozisyonuna göre optik
izomerler D veya L olarak adlandırılırlar.
Amin grubu sağda ise D,
solda ise L
Ø Bunlar birbirinin ayna görüntüsüdürler.
Bütün doğal aminoasitler,
α-aminoasit olduğu gibi hepsi L şeklinde
bulunmaktadır.
D-amino asitler doğal olmayan (atipik) amino
asitlerdir. Fakat bazı bakterilerde (Bacillus
Subtilis) D-glutamik asit’e rastlanmıştır.
L-(-) Alanin ışığı sola çevirir
L-(+) Alanin ışığı sağa çevirir
AMİNOASİTLERİN REAKSİYONLARI
Amino asitlerin amino, karboksil, hidroksil,
sülfidril, imidazol, fenolik gibi reaktif
grupları çeşitli reaksiyonlara katılabilirler.
Ø I. Karboksil Grubunun Vermiş Olduğu
Reaksiyonlar
Ø II. Amin Gruplarının Vermiş Olduğu
Reaksiyonlar
I. Karboksil Grubunun Vermiş Olduğu
Reaksiyonlar
Ø a) Karboksil grupları asidik ortamda
alkoller ile ester oluşturabilirler
Ø Serbest esterler daha sonra yapısal bir
değişikliğe uğramadan destile edilerek
ayrılabilirler.
O
R
C
O
OH
+
HOR'
R
C
Ester
+ H2O
OR'
b) Dekarboksilasyon reaksiyonları
Amino asitten karboksil grubunun
uzaklaştırılmasıdır. Bu olay termal,
oksidatif ya da enzimatik yolla gerçekleşir.
Enzimatik dekarboksilasyon sonucu
karboksil grubu parçalanmakta ve
sonrasında biyojen amin olarak
adlandırılan putresin, kadaverin ve
serotonin, histamin gibi bileşikler
meydana gelmektedir.
c) Ninhidrin reaksiyonu
Amino asit analizinde en çok kullanılan yöntemlerdendir.
Amino asitler çok kuvvetli bir oksidasyon ajanı olan
ninhidrin ile ısıtıldığında:
1 a.a. + 2mol ninhidrin
mavi-menekşe renkli bileşik
Oluşan mavi renk 570 nm dalga boyundaki ışığı absorbe
eder. Bu özellikten yararlanarak amino asitlerin kantitatif
tayini mümkün olur.
Bunun yanı sıra reaksiyon sonunda CO2 , NH3 ve bir
aldehit ortaya çıkar. Açığa çıkan CO2 ‘in bir kapta
toplanarak ölçülmesi ile de a.a’lerin kantitatif tayini
(miktar analizi) yapılabilmektedir.
Ø Ninhidrin ile oluşan mavi- menekşe renk
a.a’lerin tayininde kullanılmaktadır.
Ø Bütün serbest α-amino grubu olan
proteinler, pepditler ve a.a.ler bu rengi
vermektedir
Ø Fakat prolin ve hidroksiprolin ninhidrin ile
sarı renkli bileşik (440 nm absorbans
veren) verirler.
Ø Ninhidrin, NH4 ve aminlerle de bu
reaksiyonları vermektedir.
d) Aminoasitlerin Formal Titrasyonu
Ø
Ø
Ø
Amino asitler nötral ya da hafif alkali çözeltilerde formol
(formaldehit) ile muamele edildiğinde, formol serbest
NH2 grupları ile birleşir ve a.a.lerin mono veya dimetilol
türevleri ya da Schiff bazı oluşur.
Böylece NH2 grubu inaktive edilmiş ve –COOH grubu
standart bir alkali ile titre edilebilir hale gelmiştir.
Titrasyonda kullanılan alkali miktarı, amino asitte
bulunan COOH miktarını gösterir. Bu titrasyon bir
çözeltideki a.a. miktarını belirlemede kullanılır.
II. Amin Gruplarının Vermiş Olduğu Reaksiyonlar
Amino asitler nitroz asidi ile reaksiyona sokulursa,
hidroksi asitler oluşur.
H
R - CH – COOH + HNO2
NH2
R – CH – COOH
N2 +
Diazonyum Tuzu
N2 + H2O+ R – C – COOH
OH
Hidroksi asit
Bu reaksiyon sırasında oluşan N2 volümetrik olarak
ölçülerek a.a miktarı tayin edilmektedir.
Dinitrofenil bileşikleriyle reaksiyon
A.a bu bileşikle tepkimeye girer ve
Aminoasit-dinitrofenil bileşiği meydana gelir.
Hidrolize karşı dayanıklıdırlar ve N-uç belirlemesinde bu
reaksiyondan yararlanılır.
O 2N
F
NO 2
NO2
+ H2N
HC
R
COOH
O 2N
N CH COOH
H R
+ HF
BAZI ÖNEMLİ AMİNOASİTLER
Doğal Aminoasitler
Ø Alanin
Arginin
Asparagin
Methionin
Phenylalanine
Glutamic acid
Serin
Threonin
Tryptofan
Tyrosin
Aspartic acid
Cystein
Prolin
Histidin
Leucin
Lysin
Valin
Serin
Glycin
Glutamin
İzoleucin
I)Alifatik (düz yan zincir içeren) Amino
Asitler
A) Yapısında başka grup içermeyenler
Glisin:
Ø Asimetrik C atomu bulundurmaz.
Polarize ışığı sağa veya sola
çevirmez, optikçe inaktiftir.
Ø Yapısal proteinlerde (ör.kollagen)
sıkça bulunan bir a.a. dir.
Ø Süt proteinleri ve albuminlerin
çoğunda bulunmaz.
Ø Serin ve glisin organizmada
birbirlerine dönüşebilirler. Bu nedenle
esansiyel değillerdir.
Alanin:
Optikçe aktiftir ve polarize ışığı
çevirebilirler.
Bütün proteinlerin yapısında
bulunurlar.
Serbest halde bulunan tek amino
asittir.
Alaninin izomeri olan β-Alanin bir
vitamin olan pantotenik asitin
yapısında bulunur ve şimdiye
kadar bulunan tek β amino
asittir.
Valin
Baklagil ve tahıllarda bulunur.
Esansiyel a.a. dır.
Nişasta ve hububatlardan alkol
eldesinde fusel oil
fraksiyonundaki izobutil alkol
mayalanma sırasında valinden
türer.
Diğer a.a.ler de alkolik
mayalanma sırasında benzer
alkollere dönüşürler.
Lösin ve İzolösin
Lösin ve izolösin esansiyel amino asittir.
Lösin proteinlerin çoğunun yapısında % 6-15 civarında bulunur.
Sudaki çözünürlüğü az olduğu için, yağ zerrecikleri şeklinde ayrı bir faz
oluşturur.
Peynirin olgunlaşması sırasında bakterilerin etkisiyle serbest lösin haline geçer
İzolösin et, süt ve yumurta proteinlerinde % 5-6.5 oranında bulunur.
Tahıl ve bitki proteinlerinde yetersizdir.
Alkol fermentasyonu sırasında 3 izomeri de (izolösin, Lösin, Norlösin)
kendilerine karşılık gelen, hoş kokulu uçucu yağ olan
amil alkollere (fuzel yağı) dönüşürler.
Monoaminodikaboksilik Asitler
Glutamik asit
Aspartik asit
Aspartik asit, glutamik asit ve bunların amidleri olan
asparagin ve glutamin doğal amino asitlerdendir.
Asparagin bitkilerde N kaynağı olarak,
glutamin ise hem bitkilerde hem de hayvansal organizmada
bulunmaktadır
Glutamik asit;
Buğday gluteninde, mısır prolaminlerinde,
melasta ve soyada bulunur.
Glutamik asitin türevi olan monosodyum
glutamat çeşitli gıdalara lezzet artırıcı
madde olarak katılmaktadır.
Buğday proteinlerinin %40’ını glutamik asit
oluşturur. Monosodyum glutamat (MSG)’ın
ticari olarak üretiminde, buğday, mısır
veya soya proteininden çıkılarak MSG
elde edilir.
Diaminomonokarboksilik Asitler
Lisin
Esansiyel bir a.a’dir.
Daha çok hayvansal
kaynaklıdır.
Bitkisel proteinler lisin açısından
zengin değildir.
Lisin a.a’in en uçtaki ikinci amino
grubu kolaylıkla reaksiyona girer,
dolayısıyla dayanıksız bir amino
asittir.
Gıdaların ısıtılması ve uzun süre depolanması sırasında lisin kaybı
oluşur. Bu kayıplar sırasında lisin genellikle karbonil grubu içeren
maddelerle (karbonhidratlar) tepkimeye girer.
Ø
A.A. Amin grubu + karbonhidratların
schiff bazı
serbest aldehit grubu
Ø
Reaksiyonların ileri aşamalarında, bu bileşikler kondanse olarak
yüksek molekül ağırlıklı bileşikleri (humic asit) ve daha sonra bunlar
melanoidin adı verilen esmerleşme ürünlerini oluştururlar.
Ø
Bu bileşikler sindirim enzimleri tarafından parçalanamazlar. Bu
durumda lisin a.a’nin kaybı söz konusudur. Örneğin; Süt tozunun
uzun süre depolanmasında, yumurta tozu üretimi sırasında, bisküvi
yapımında lisin kayıpları meydana gelebilmektedir.
Ø
Esmerleşme (Maillard) reaksiyonları bazen istenir. Çünkü gıdaya
belli bir renk ve lezzet kazandırır. Ör. Bisküvi yapımı
Ø Arginin
Gıda proteinlerinde % 3-9 oranında
bulunur. Bazik etkisi en yüksek a.a.dir.
Protaminlerin % 87’sini oluşturur.
Çocuklarda ve gelişme çağındakiler için
esansiyeldir.
Ø Ornitin
Arginin organizmada ornitin ve üreye
dönüşür.
Ornitin ve lisin dekarboksilasyona uğrarsa
diaminler oluşur. Bu dekarboksilasyon
reaksiyonları et, av hayvanları ve kümes
hayvanları etlerinin bozulması sırasında
meydana gelir.
Peynirin gereğinden fazla olgunlaşması
sonunda da bu diaminler oluşur yani
kokuşur.
Arginin
Ornitin
Üre
O
+ H2N
C
NH2
Hidroksi Aminoasitler
Serin
fosfoproteinlerde fosfat
asidinin protein zincirine
bağlanmasını sağlar.
Sütteki kazein,
yumurtadaki vitellin
fosfoproteinlere örnektir.
Treonin
Esansiyel a.a.dir.
Et, bira mayası ve peyniraltı suyunda
fazlaca bulunmaktadır.
Et suyu çorbaların kokusunu veren
maddedir.
Treonin α-ketobutirik asite dönüştüğü
zaman kötü bir koku oluşmaktadır.
Treonin aynı zamanda fosfo
proteinlerde fosforik asidin bağlanma
noktası olarak görev yapar.
E) Sülfür (kükürt) İçeren Aminoasitler
Sistin ve sistein
organizmada H taşıyıcısı olarak görev alırlar.
Hücrede çeşitli indirgenme – yükseltgenme
reaksiyonlarında yer alırlar.
Sistin yün, boynuz, tırnak, et ve sütte fazlaca bulunur
Metionin
Esansiyel a.a.dir.
Metabolizmada metillendirme reaksiyonlarında,
metil grubu taşıyıcısıdır.
Metionin ATP ile aktive edildikten sonra, vücutta
istenilen bir molekülü metiller. Örneğin,
kolamindeki H2’lerin yerine metionin grubu
gelerek kolin bileşiği oluşmaktadır.
Vücuda yeteri kadar metionin alınmadığında, vücutta kolin
sentezi ve bununla ilgili fosfatid sentezi aksar.
Yeterli ölçüde fosfatid yapılmazsa, vücudun yağ
metabolizması bozulur.
Tüm proteinlerin yapısında bulunur ancak bitkisel
proteinlerde yetersiz orandadır.
Metionin de lisin gibi kolay bozulan bir a.a.dir.
Karbonhidratlar ile beraber ısıtıldığında veya uzun süre
depolanması sırasında metionin kaybı oluşur.
Lantionin
Bir polipepdit olan subtilinin yapıtaşıdır.
Bacillus subtilis bakterisi tarafından üretilen ve antibiyotik
özellik gösteren bir maddedir.
II- Siklik (Halkalı) Yapıdaki Aminoasitler
Ø
Ø
Ø
Siklik yapıdaki aminoasitler izosiklik ya
da heterosiklik olabilirler.
İzosiklik halkadaki atomların hepsi C’dan
meydana gelmiştir (benzen halkası),
heterosiklik yapıda ise C dışında başka
atomlar da bulunur.
Heterosiklik olanlar 3 çeşittir
Ø Prolidin halkası
Ø İmidazol halkası
Ø İndol halkası
A) İzosiklik Aminoasitler
Fenilalanin
Ø
Ø
Ø
Esansiyel bir aminoasittir.
Proteinlerde % 4-5 arasında bulunur.
Tirozin adrenalin ve tiroksin hormonlarının
yapısına girer.
Metabolizma sırasında fenilalanin
hidroksilaz enzimi ile tyrosine dönüşür.
Genetik olarak fenilalanin hidroksilaz
enzimi olmayan kişilerde kanda fenil
alanin düzeyi artar. Kanda maksimum
olması fenil ketonüri hastalığının belirtisi
olabilir. Çocuklarda geç fark edilmesi
sonucu motor ve sinir sistemde kalıcı
hasarlar oluşur.
Tirozin
Ø Esansiyel a.a.dir.
Proteinlerin tümünde % 2-6 oranında
bulunur.
Ø Metabolizmada fenilalanin hidroksilaz
enzimi ile fenil alaninden oluşur.
Ø
fenilalanin
CH2
CH
NH2
COOH
hidroksilaz
HO
CH2
CH
NH2
COOH
B) Heterosiklik Aminoasitler
Histidin
Ø
Ø
Ø
Çocuklar için
esansiyel olan bir
aminoasittir.
Bazik özellikte
imidazol halkası içerir.
Proteinlerde % 1-3
oranında bulunur.
Prolin
Ø
Ø
Ø
Ø
İmino asittir.
Prolidin halkası içerdiği için
amino grubu halka
oluşumuna katılır.
Organizmada glutamik asitten
oluşabilir.
Hububat proteinlerinde bolca
bulunur.
Triptofan
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Esansiyel aminoasittir.
Vücutta hemoglobin sentezi için
gereklidir. Eksikliğinde kansızlığa
neden olur.
Nikotinik asitin provitaminidir.
Metabolizmada nikotinik aside
dönüşebilir.
Protein hidrolizinde triptofan elde
edilmek isteniyorsa asidik değil, bazik
hidroliz uygulanmalıdır.
Tahıl ürünleri triptofanca fakirdir.
Elastin, kollagen ve jelatinde daha çok
bulunur.
Proteinlerin yapısında bazı amino asit
türevleri de yer almaktadır. Örneğin
Ø 4-hidroksi prolin ve
4-hidroksilizin
kollagende
Ø fosfoserin ve fosfotreonin
kazeinde
Ø N-metil lizin
miyosinde
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ayrıca doğada seyrek olarak rastlanan atipik
(genelde protein yapısında bulunmayan ancak
doğal olarak meydana gelen) amino asitlerde
vardır. Örneğin:
Allil
soğanda
L(+) ornitin
balık proteinlerinde,
peynirlerde argininin mikrobiyal yıkımı ile oluşur.
L(+) sitrülin
karpuzda, peynirlerde
β-alanin
pantotenik asitte (B-5 vit.)
3,4 dihidroksifenil alanin (DOPA)
baklagillerde bulunan favizm etkeni
AMİNOASİT AYIRIMI VE TAYİNİ
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Bir gıda maddesindeki proteinde hangi amino
asitlerin olduğunu belirlemek için , önce gıda
maddesi asitler, bazlar veya enzimlerle hidroliz
edilerek amino asitlerine parçalanır.
A)Fiziksel ve Kimyasal Metodlar:
Proteinlerde aminoasitleri serbest hale getirmek
için yapılan işleme hidroliz denir. Bu olay 3
şekilde gerçekleştirilebilir.
Asit ile hidroliz:
Alkali ile hidroliz:
Enzimatik hidroliz:
Asit ile hidroliz
kullanılır. Alınan
örneğin yaklaşık 20 katı kadar HCl ilave
edilir. Geri soğutucu altında uzun süre (24
saat) kaynatılır. Azot gazı veya vakum
altında çalışmak, istenmeyen reaksiyonları
engelleyebilir.
Ø Serin, Threonin, Sistein aminoasitleri
asidik hidroliz sırasında kısmen, tryptofan
ise tamamen parçalanır.
Ø 6N HCl veya H2SO4
Alkali ile hidroliz
Ø Genellikle 2-4 N NaOH veya BaOH2
çözeltisi kullanılır. Alkali hidroliz, asit
hidrolizinden daha çabuk meydana gelir.
Ø Arginin, sistin, ve sistein aminoasitleri
bozulurlar. Aminoasitlerin çoğu deamine
olurlar. Ancak triptofan tahrip olmaz. Bu
nedenle sadece triptofan miktarı
belirlenecekse bazik hidroliz uygulanır
Enzimatik hidroliz
Ø Çok zaman alıcı olması nedeniyle özel
durumlarda kullanılırlar. Enzimatik
hidrolizde istenmeyen reaksiyonlar
oluşmaz.
Ø Enzimler tüm pepdit bağlarını parçalamaz.
Özellikle proteinlerin kısmi hidrolizinde
kullanılan bir yöntemdir. Tam hidroliz
sağlamak için çeşitli enzimler kullanmak
gerekir. Örneğin, özel bir enzim olan
karboksipeptidaz enzimi sadece karboksil
grubuna bağlanmaktadır.
Ø
Ø
Ø
Elde edilen hidrolizatlarda hangi amino asitlerin
ne kadar olduğunu saptamak için, değişik
yöntemler kullanılabilir.
HPLC en çok kullanılan yöntemlerden biridir. Bu
cihaz iyon değişimine dayalı ayrım yapan bir
kolondan oluşur ve sistemde uygun bir çözücü
kullanılarak amino asitler ayrılır
(iyon kromotografisi yöntemi).
İyon değişiminde kullanılan reçineler asit veya
bazik grupları bulundururlar.
Asit gruplar COOH-, HSO3
Bazik gruplar ise primer, sekonder, tersiyer ve
amin gruplarıdır.
Ø Tampon çözeltinin artan pH’ına bağlı
olarak aminoasitler iyon değiştirici kolonda
ayrılıp farklı zamanda kolondan çıkarlar.
Çıkan aminoasitler farklı fraksiyon
çözeltileriyle ayrılırlar ve nihidrin
çözeltisiyle renklendirilirler. Oluşan rengin
şiddetiyle orantılı olarak absorbanslar
ölçülmektedir.
Ø Kalitatif olarak ince tabaka ve kağıt
kromatografi yöntemleri de kullanılabilir.
Aminoasitlerin mikrobiyolojik tayini
Prensibi: Pekçok mikroorganizma gelişmek için
bazı aminoasitlere gereksinim duyarlar.
Fakat bunları mikroorganizmalar kendileri
sentezleyemedikleri için dışarıdan almak
zorunda kalmaktadırlar.
Gerek duyulan aminoasitler hazırlanan
besiyerine koyulmadığı sürece
mikroorganizmalar çoğalamazlar. Belirli a.a.
besiyerine eklenerek,
çoğalan mikroorganizma yoğunluğu ile besiyerine
aktarılan aminoasit miktarı arasındaki ilişki
saptanabilmektedir.
Ø