Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Chemické složení vajec Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Šárka Nedomová, Ph.D.
Vypracovala: Pavla Štěpánková
Brno 2011
1
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Chemické složení vajec vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
dne podpis
2
PODĚKOVÁNÍ
Touto cestou bych ráda poděkovala vedoucí mé bakalářské práce Ing. Šárce Nedomové, Ph.D. za odborné vedení, konzultace a vstřícný přístup, který mi během vypracování této literární rešerše poskytla. Poděkování též patří mé rodině a nejbližším za psychickou a sociální podporu.
3
ABSTRAKT
Vejce různých druhů drůbeže se svým chemickým složením liší. Jako potravina má u nás význam především vejce slepičí. Má vysokou výživovou hodnotu se zároveň nízkou hodnotou kalorickou. Energetická hodnota se pohybuje mezi 309,3 kJ – 326 kJ. Zdrojem energie je především žloutek tvořící asi ¾ celkové využitelné energie. Hlavní složkou vaječného obsahu je voda a sušina, kterou rozumíme obsah proteinů, lipidů, sacharidů, minerálů a organických látek. Mezi organické látky patří barviva, enzymy, nízkomolekulární dusíkaté látky, kyseliny a další. Žloutková koule je chemicky nejsložitější částí vejce. Skládá se především z vody a lipidů. Lipidy obsahují z 62,3 % pravé tuky, tzv. glyceridy, fosfolipidy (32,8 %), steroly (5 %) a jen stopy cerebrosidů. Další součástí žloutku jsou bílkoviny, minerální látky, sacharidy, pigmenty a vitamíny, popřípadě jiné látky. Žloutková blána je ze dvou vrstev - vnitřní tvoří vlákna kolagenu a vnější blány jsou z mucinu. Bílek obsahuje hlavně vodu, proteiny, sacharidy, ve stopách pak lipidy a minerální látky. K jeho nejdůležitějším proteinům patří například ovoalbumin A, ovotransferin, termostabilní glykoprotein ovomukoid a lysozym. Skořápka a podskořápkové blány se svým složením od ostatních částí vejce liší. Strukturou skořápky je komplex uhličitanu vápenatého a organické matrix obsahující proteiny. Podskořápkové blány tvoří vlákna keratinu a dermatan sulfát.
Klíčová slova:
žloutek, bílek, skořápka, podskořápkové blány, proteiny, lipidy,
vitamíny, sacharidy, minerální látky.
4
ABSTRACT
Eggs of different species of poultry differ in chemical composition. As a food are especially important our hen´s eggs. It has high nutritional value simultaneously with low calorie. The energy value ranges between 309.3 kJ - 326 kJ. The energy source is mainly forming around the yolk, which creates about ¾ of the total available energy. The main components of egg are water and dry matter, which we understand as the amount of proteins, lipids, carbohydrates, minerals and organic matter. Among the organic compounds belong pigment, enzymes, lowmolecular nitrogen substance, acids and more. The yolk sphere is chemically the most complex part of egg. It is composed primarily of water and lipids. Lipids contains 62.3 % of the right fats, known as glycerides, phospholipids (32.8 %), sterols (5 %) and only traces of cerebrosids. Parts of the yolk are proteins, minerals, carbohydrates, vitamins and pigments, or other substances. Yolk membrane is made of two layers - the inner is formed of collagen fibbers and the outer membrane is formed of the mucin. White egg contains mainly water, proteins, carbohydrates, lipids in the trace amount and minerals. Its most important proteins are protein ovoalbumin A, ovotransferin, ovomucoid, thermostable glycoprotein and lysozyme. The shell and the membrane composition differ from residuum of the egg. The structure consists of complex shells of calcium carbonate and organic matrix, which contains proteins. The membrane consists of keratin fibbers, and dermatan sulfate.
Key words: egg yolk, egg white, shell, membranes, proteins, lipids, vitamins, carbohydrates, minerals.
5
OBSAH 1
ÚVOD............................................................................................................................... 8
2
CÍL PRÁCE ...................................................................................................................... 9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED ................................................................................................ 10
3.1 Tvorba slepičího vejce .................................................................................................. 10 3.1.1 Vaječník ................................................................................................................ 11 3.1.2 Vejcovod............................................................................................................... 12 3.1.2.1 Tvorba vaječného bílku ............................................................................. 13 3.1.3 Vznik skořápky a podskořápkových blan vejce ................................................... 14 3.1.3.1 Skořápka vejce........................................................................................... 14 3.2 Snesení vejce.................................................................................................................. 16 3.2.1 Změny vejce po snesení........................................................................................ 16 3.3 Chemické složení vajec různých druhů drůbeže ....................................................... 17 3.3.1 Chemické složení vajec japonských křepelek ...................................................... 17 3.3.2 Chemické složení vajec perliček domácích .......................................................... 18 3.3.3 Chemické složení pštrosích vajec......................................................................... 19 3.4 Stavba a chemické složení vaječného žloutku ............................................................ 20 3.4.1 Proteiny a aminokyseliny žloutku ........................................................................ 24 3.4.2 Lipidy žloutku....................................................................................................... 27 3.4.3 Cholesterol............................................................................................................ 29 3.4.4 Sacharidy žloutku ................................................................................................. 31 3.4.5 Minerální látky obsažené ve žloutku .................................................................... 32 3.4.5.1 Esenciální minerální látky obsažené ve žloutku........................................ 32 3.4.5.2 Neesenciální minerální látky obsažené ve žloutku.................................... 32 3.4.6 Vitamíny obsažené ve žloutku.............................................................................. 33 3.4.7 Pigmenty obsažené ve žloutku.............................................................................. 34 3.4.8 Organické látky obsažené ve žloutku ................................................................... 35 3.5 Chemické složení bílku................................................................................................. 35 3.5.1 Proteiny bílku........................................................................................................ 36 3.5.1.1 Ovoalbumin A ........................................................................................... 37 3.5.1.2 Ovotransferin ............................................................................................. 38 3.5.1.3 Ovomukoid ................................................................................................ 39 3.5.1.4 Ovomucin .................................................................................................. 39 3.5.1.5 Lysozym .................................................................................................... 40 3.5.1.6 Ovoglobulin ............................................................................................... 40 3.5.1.7 Avidin ........................................................................................................ 41 3.5.1.8 Cystatin...................................................................................................... 41 3.5.1.9 Ovoinhibitor .............................................................................................. 41 3.5.1.10 Ovomakroglobulin..................................................................................... 41 3.5.1.11 Ovoflavoprotein......................................................................................... 42 3.5.1.12 Ovoglykoprotein........................................................................................ 42 6
3.5.2 Sacharidy bílku ..................................................................................................... 42 3.5.3 Vitamíny bílku ...................................................................................................... 44 3.5.3.1 Vitamín B1 ................................................................................................ 44 3.5.3.2 Vitamín B6 ................................................................................................. 45 3.5.3.3 Kyselina listová ......................................................................................... 45 3.5.3.4 Vitamín B2 ................................................................................................. 45 3.5.3.5 Biotin ......................................................................................................... 45 3.5.3.6 Vitamín B12 ............................................................................................... 46 3.5.4 Minerální látky bílku ............................................................................................ 46 3.5.5 Organické kyseliny bílku ...................................................................................... 46 3.5.6 Alergie na bílkové proteiny .................................................................................. 46 3.6 Chemické složení skořápky vejce ................................................................................ 47 3.6.1 Chemické složení vaječných blan......................................................................... 47 4
ZÁVĚR ........................................................................................................................... 49
5
POUŽITÁ LITERATURA ............................................................................................. 51
6
SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ ............................................................................ 55
7
1
ÚVOD
Vejce jsou produktem samičího reprodukčního systému. Vedle masa a mléka patří k nejvýznamnějším potravinám živočišného původu. Obsahují téměř všechny živiny, které člověk ve své stravě potřebuje. Jde především o vysoký obsah jakostních vaječných bílkovin s optimálním poměrem esenciálních aminokyselin, dále obsahuje minerální látky, hydrofilní vitamíny řady B a lipofilní vitamíny A (retinol), D3 (cholekalciferol), E (tokoferol) a K (fylochinon). V České republice se spotřeba týká především konzumních vajec kura domácího Gallus domesticus. V předchozích letech se prodej vajec snížil z důvodů obav z konzumace cholesterolu,
neboť
jeho
vysoká
hladina
v krvi
je
signálem
onemocnění
kardiovaskulárního systému. V současnosti je známo, že cholesterol je pro člověka nezbytný. Je to steroidní látka, kterou lidský organismus potřebuje pro tvorbu hormonů, vitamínu D a plní řadu funkcí, které jsou pro lidské tělo nezbytné. Ke sníženému prodeji slepičích vajec přispěly i obavy ze salmonelózy a posléze i zvýšení cen vajec. Nyní se spotřeba vajec pohybuje od 260 - 300 ks/osoba/rok a má sestupnou tendenci. V souladu s celosvětovým trendem se zvýšil podíl vajec zpracovaných v polotovarech či ve finálních výrobcích a roste poptávka po vejcích z alternativních chovů nosnic. Největším producentem slepičích vajec jsou Čína, USA a Rakousko. Důležitou roli v prodeji vajec hrají i požadavky konzumentů, kterým se produkční firmy přizpůsobují. Požadavky jsou kladeny na velikost vejce, barvu skořápky a stále se vyvíjejí. Například Japonci jsou ochotni zaplatit až dvojnásobek ceny za vejce, které se ještě v den snášky dostane na pult. Zajímavá je i ekonomika produkce vajec - uplatňují se v ní nízké náklady s vysokou návratností.
8
2
CÍL PRÁCE
Cílem této bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši týkající se problematiky chemického složení vajec se zaměřením na, u nás nejkonzumovanější, vejce slepičí. Dále na detailní popsání složení žloutku, bílku a skořápky, spolu s podrobným popisem různých typů proteinů, lipidů, vitamínů a dalších složek obsažených ve vejcích a jejich funkce.
9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1
Tvorba slepičího vejce
Vejce je soubor žloutku ve vejcovodu obaleného bílkem, vaječnými blanami a skořápkou. Avšak vajíčkem rozumíme vlastní rozplozovací buňku, tou je u ptactva žloutek tvořený ve vaječníku (Simeonovová et al., 2001). Samičí pohlavní orgány se u ptáků skládají z pohlavní žlázy a z vývodných pohlavních cest. Pohlavní žlázy zahrnují levostranný vaječník (ovarium) a vývodné pohlavní cesty tvoří jeden levostranný vejcovod (oviductus). Samičí pravostranné pohlavní orgány se u domácích ptáků zakládají embryonálně a někdy se objeví v podobě zakrnělého orgánu. Stavba samičích gonád je ovlivněna vývojem zygot, který skoro celý probíhá mimo tělo matky. Ptačí vaječná buňka se od buňky savců vyvíjí odlišně, dosahuje velkých rozměrů a obsahuje mnoho zásobních látek (Hejlová et al., 2001). Stavba slepičího vejce je znázorněna na obr. 1.
Obr. 1 Stavba slepičího skořápkového vejce (Skřivanová, 2009) Popis stavby vejce: 1 - skořápka (testa), 2 - skořápečné blány (membrana testa), 3 - vzduchová komůrka (cella aeria), 4 - řídký bílek (albumen rarum), 5 - hustý bílek (albumen densum), 6 poutko (chaláza), 7 - žloutková blána (membrana vitellina), 8 - žlutý žloutek (vitellus aureus), 9 - bílý žloutek, 10 - krček (isthmus), 11 - zárodečný terčík (discus germinalis)
10
3.1.1
Vaječník
Ve vaječníku dochází ke vzniku samičí pohlavní buňky, vajíčka (ovum) a k produkci steroidních hormonů, estrogenu, androgenu a progesteronu (Šatava et al., 1984). Jedná se o žláznatý útvar uložený v levé polovině břišní dutiny ptáků a skládá se z kůry, která obsahuje ovocyty a ovogonie a z dřeně, kde se nachází vazivová tkáň, cévy, nervy a hladká svalovina. Jeho velikost i tvar se mění podle toho, zda je nosnice v klidu, a nebo ve snášce. Pohlavně dospělá nosnice má vaječník hroznovitého tvaru (Šatava et al., 1984). Vaječník obsahuje nestejně velké šedé a větší žluté vaječníkové folikuly (folliculli ovarici) a v období kladení vajec je u slepice asi 10 cm dlouhý a 7 cm široký. Folikuly vaječníku stále dorůstají vlivem blížící se snášky (Šatava et al., 1984). Ke kladení vajec má zralý vaječník na svém povrchu šedožluté folikuly a mezi nimi má několik až 4 cm velkých vaječníkových folikulů vyplněných vajíčkem (ovum) spolu s větším množstvím žloutku. Vaječníkové folikuly jsou vrstevnatě obaleny a zavěšeny na stopce folikulu (pedunculus folliculi). Vrstevnatý obal je tvořen hladkou svalovinou, obaluje nervy a je bohatě cévně prokrven. Na ventrální straně vaječníkového folikulu dochází při ovulaci k prasknutí obalu, uvolní se vajíčko naplněné žloutkem a prostupuje do nálevky vejcovodu (infundibula) (Hejlová et al., 2001).
3.1.1.1
Tvorba vaječného žloutku
Jeho tvorba je počáteční fází tvorby vejce a trvá 7 - 14 dní. Je nezbytný pro výživu vyvíjejícího se zárodku. Žloutková hmota vzniká díky zvýšenému počtu živin, které přicházejí cévami do folikulárního obalu (Roček et al., 2002). U jednotlivých nosnic je počet folikulů různý - u domestikované drůbeže je jejich počet ve vaječníku vyšší. Z celkového počtu základních vajíček do hotových žloutků uzraje ale jen část (Roček et al., 2002). U nesoucí nosnice z vaječníku vystupují na vazivových stopkách žloutkové koule. Zhruba 14 dní předtím, než se žloutek uvolní z vaječníku do vejcovodu, se začne ve folikulu ukládat ve formě zrn zásobní žloutek, který vytlačí jádro na povrch. V době, 11
kdy hotový žloutek ovuluje, je vyplněn zásobní hmotou. Ve vaječníku se pak obalí prokrvenou vazivovou blánou a až žloutek dozraje, vazivová blána praskne a žloutek vklouzne do nálevky vejcovodu. Tomuto procesu říkáme ovulace. Popud k ovulaci je dán hormonálně a je řízen předním lalokem hypofýzy (Simeonovová et al., 2001). Vytvořený žloutek čerstvého vejce má tvar koule, ta je ve směru podélné osy lehce zploštělá, průměr má okolo 31 - 40 mm, objem slepičího žloutku je asi 17 cm³, jeho velikost a hmotnost je závislá na druhu a věku nosnice. U mladých slepic dosahuje 9 g, u dospělých 15 - 20 g, koncem snášky 24 a více gramů. Jeho pH je po snesení okolo 6 a pak se postupně zvyšuje na neutrální hodnotu (Steinhauserová et al., 2003).
3.1.2
Vejcovod
Vejcovod ptáků je zavěšen na stropě dutiny tělní. Jeho stěna se skládá z povrchové serózy, z vrstev podélné a kruhové svaloviny a ze zřasené sliznice s jednovrstevným řasinkovým epitelem. V jeho stěně se nacházejí hlenové žlázky (Stadelman et al., 1986). Hlavní funkcí vejcovodu je zachycení žloutkové koule, tvorba dalších částí vejce, jako je bílek, podskořápková blána, skořápka a kutikula a oplození samičí pohlavní buňky. Ve vejcovodu se složitým postupem tvoří asi 2/3 celkové hmotnosti vejce (Stadelman et al., 1986). Stavba a funkce dělí vejcovod na 5 částí:
1. Ústí vejcovodu, neboli nálevka vejcovodu - infundibulum, kde dochází k oplození vejce, 2. Bílková část - magnum, ve které se tvoří hlavní část bílku, 3. Krček vejcovodu - isthmus, což je zúžená část vejcovodu, ve které se tvoří vaječné blány, 4. Děloha vejcovodu - uterus, ve které se tvoří vaječná skořápka, 5. Pochva - vagina vejcovodu ústící do kloaky, která plní funkci při snášení vejce (Stadelman et al., 1986).
12
3.1.2.1 Tvorba vaječného bílku
Bílek (albumen) je viskózní kapalinou nacházející se mezi žloutkem a vnitřní podskořápkovou membránou. Obsahuje kolem 88 % vody a asi 12 % proteinů s celou řadou enzymů a inhibitorů (Hejlová et al., 2001). V bílku detekujeme kolem 40 druhů bílkovin, takže ho lze pokládat za vodný roztok bílkovin. Jeho pH je okolo 7 a po snesení se postupně zvyšuje na pH okolo 9,5 (Šatava et al., 1984). Základní strukturu bílku tvoří bílkové vazy, chalázy, chalázová oblast, řídký a hustý bílek (Šatava et al., 1984). Kolem žloutkové koule se ukládá ve čtyřech vrstvách: •
Vnitřní hustý chalázový bílek obsahující 84 % vody, obalující žloutek a tvořící chalázy - poutka. Ta vznikají v chalázové oblasti z vnitřního hustého bílku a přisedají dvěma vazy ve vnější vrstvě hustého bílku na ostrém a tupém konci ke skořápce vejce. Mají za úkol udržovat žloutek ve středu vejce,
•
Vnitřní řídký bílek (16 - 18 % z celkové bílkové hmoty),
•
Vnější hustý bílek (57 - 60 % z celkové bílkové hmoty),
•
Vnější řídký bílek, ten má nejvíce vody a tvoří až 23 % z celkové bílkové hmoty (Šatava et al., 1984).
Bílek vzniká mechanickým drážděním za současného působení hormonů, které v činnost uvedou žlázy vejcovodu a začnou tak vylučovat bílkovou hmotu, tento proces trvá 2,5 - 3 h. V nálevce se vytvoří první vrstva bílku, tzv. chalázový bílek, ten vytvoří vak, v němž je žloutek uložen. Bílek a žloutek jsou spojeny chalázami
spolu
s podskořápkovou blánou na obouch koncích vejce. Pak vzniká vnitřní řídký bílek. V hlavním úseku bílkotvorné části vejcovodu vznikne hustý bílek gelovité struktury, skládající se z mřížky mucinových vláken. Nakonec se v krčku vejcovodu vytvoří vnější řídký bílek, což je sol, tedy roztok globulárních proteinů ve vodě. Na zastoupení jednotlivých vrstev bílku má vliv např. stáří, dědičnost nebo individualita nosnice (Šatava et al., 1984).
13
3.1.3
Vznik skořápky a podskořápkových blan vejce
Podskořápkové blány (membranae testae) se rozdělují na vnitřní blánu (interna) a na vnější blánu (externa). Obě vznikají v krčku vejcovodu prostřednictvím žláz stěny isthmu vylučujících vláknitý sekret. Při tvorbě blan se zároveň v krčku vejcovodu vyměšuje malý podíl vnějšího řídkého bílku a díky tomu, že v děloze jsou vaječné blány sice celistvé, ale zatím ještě pórovité, se prostřednictvím difúze dovnitř dostává bílkový sekret. Posléze do bílku pronikají anorganické látky, což jsou ionty draslíku a uhličitanu vápenatého, tím se objem vejce zvětšuje a vaječné blány se napínají. Roztok anorganických látek proniká bílkovinami bílku a působením osmotického tlaku se vyrovnává obsah sušiny. Směrem ke žloutku se pak u hotového vejce lehce stoupající obsah sušiny zachovává (Lazar et al., 1990). Obě blány, interna i externa, na sebe intimně naléhají a při oblém pólu vajíčka se oddalují, a tím tvoří vzduchovou komoru (cella aeria) obsahující vzduch. Ten dodává kyslík pro vyvíjející se plod, především v období líhnutí (Hejlová et al., 2001). Výška vzduchové bubliny je u čerstvých vajec po snůšce 2 - 3 mm a je ukazatelem stáří vejce (Steinhauserová et al., 2003).
3.1.3.1
Skořápka vejce
Je pevným vápenitým obalem ptačího vejce, vznikající ze sekretu žláz sliznice uteru vejcovodu. Její zabarvení je od bílé až po celou škálu barev a je druhově specifická (Kříž et al., 1995) - skořápka hnědých vajec je zobrazena na obr.2. Skládá se ze tří vrstev:
1. Mamilární - bradavkovitá vrstva, která tvoří vnitřní vrstvu skořápky. Skládá se z kónických výběžků, které svými vrcholy míří k vnější podskořápkové membráně, do níž se zanořují. V těchto vrcholech začíná kalcifikace skořápky, 2. Spongiosní, neboli houbovitá vrstva, se nachází ve středu skořápky. Skládá se z trámců, které navazují na periferně namířené kuželovité výběžky mamilrní vrstvy a směřují na zevní část skořápky vejce,
14
3. Krystalická vrstva představuje povrch mineralizované části skořápky. Tvoří ji jemné krystalky soli Ca (Kříž et al., 1995).
Skořápka slepičího vejce má okolo 7 000 - 17 000 pórů, ty jsou nejvíce umístěny v oblasti vzduchové komory na tupém pólu vejce. Mají nepravidelné rozmístění. Jejich význam ještě spolu s kanálky skořápky (canaliculi testae), spočívá v transportu plynů ve vejci (Hejlová et al., 2001). Tloušťka skořápky souvisí s celkovou velikostí vejce. Nejsilnější skořápku má vejce pštrosí (až 2 mm), naopak nejtenčí skořápku má vejce kolibříka (0,04 mm). Skořápka je důležitým zdrojem Ca pro tvorbu kostí, takže se v průběhu vývoje zárodku ztenčuje, to usnadňuje líhnutí. Průměrná tloušťka slepičí skořápky je od 0,27 - 0,37 mm, její hmotnost se pohybuje v rozmezí 5 - 9 g. Povrch vaječné skořápky tvoří kutikula, hlenovitý obal, který svojí kluzkostí usnadňuje snesení vejce. U čerstvě sneseného vejce se kutikula stírá, neboť ucpává póry skořápky. Její průměrná tloušťka je kolem 10 µm, obsahuje z 90 % peptidy s galaktózou, manózou a hexózoaminem a přispívá k pevnosti skořápky (Veselovský et al., 2001).
Obr. 2 Hnědá skořápka slepičího vejce (Steinhauserová, 2003)
15
Snesení vejce
3.2
Jednotlivý počet snesených vajec se liší jak mezi ptačími druhy, tak i v rámci jednoho druhu v závislosti na přírodních podmínkách. Roli hraje i genetika, roční období a stáří ptáka (Sung et al., 2001). Snáškový cyklus začíná snůškou prvního vejce po dosažení pohlavní dospělosti samice a končí tzv. pelicháním, což je fyziologický, hormonálně řízený proces, kdy ptákům vypadá staré peří a na jeho místě vyrůstá peří nové. Tento proces je pravidelný a odehrává se jednou, u některých druhů ptáků až třikrát do roka. Slepice snáší vejce v sériích. Snáškový cyklus u slepic v intenzivních chovech trvá jeden rok. Roční snáška u různých druhů drůbeže bývá rozdílná. U slepice je tomu 240 - 360 vajec/rok, u kachen 150 - 290 vajec/rok, u krůt 100 - 150 vajec/rok, u hus 50 - 70 vajec/rok a u perliček 100 - 150 vajec/rok (Sung et al., 2001). Vejce zpravidla projde vejcovodem ostrým koncem dopředu. V době, kdy je hotové, se svalovina uteru vychlípí přes svalnatou vaginu a kloakou je nesené. Slepice je schopna za nepříznivých podmínek svalovinu pochvy ovládat, vejce tak v sobě zadrží a snůšku oddálí (Hejlová et al., 2001).
3.2.1
Změny vejce po snesení
Z biologického hlediska je vejce sterilní pouze v okamžiku snášky, hned potom začínají ve vaječné hmotě probíhat změny, měnící vlastnosti vaječného obsahu. Rychlost a rozsah změn probíhajících ve vejcích, závisí na teplotě a vlhkosti prostředí. Vliv má i rychlost proudícího vzduchu a konečně i doba, po kterou jsou vejce v tomto prostředí uložena (Cabadaj et al., 1992). Změny se týkají oblasti fyzikální, chemické, fyzikálně chemické a mikrobiální. Příkladem nežádoucích změn, je změna vůně a chuti vejce, kdy vejce přijímá pach z vnějšku, a to buď z jiných látek nebo z obalového materiálu. Další změnou může být např. změna barvy skořápky, její fluorescence vyvolaná působením UV paprsků přirozeného světla, řídnutí bílku, změny ve žloutku nebo např. vysychání vejce vlivem teploty či vlhkosti prostředí (Cabadaj et al., 1992). 16
Mikrobiální změny vyvolávají různé druhy druhy bakterií, způsobující především různé typy hnilob a plesnivost vajec (Cabadaj et al., 1992). Chemické změny jsou vyvolány činností enzymů vaječných obsahů, ale i činností enzymů mikrobů, které vaječný obsah infikují (Cabadaj et al., 1992).
3.3 Chemické složení vajec různých druhů drůbeže
3.3.1
Chemické složení vajec japonských křepelek
Japonská křepelka (Coturnix coturnix) je domestikovaný pták poměrně malého vzrůstu. Dříve sloužil jako laboratorní zvíře, dnes se využívá pro výrobu masa a vajec. Křepelka ve srovnání s kuřetem roste rychleji, dříve pohlavně dospívá a má i vyšší snášku vajec, která začíná už kolem 6. týdne věku. Malá velikost, rychlý růst a časný začátek snášky, umožňuje jejich chov s malým počátečním kapitálem a jeho rychlou návratností (Hejlová et al., 2001). Křepelčí vejce jsou cca 5x menší než slepičí, jejich hmotnost se pohybuje okolo 6 - 16 g. Skořápku mají různě zbarvenou, od hnědé po modrou nebo skvrnitou. Tloušťka skořápky je cca 0,19 mm (Hejlová et al., 2001). Chemické složení tohoto vejce se tomu slepičímu poměrně podobá. Křepelčí vejce má snad jen výrazněji vyšší obsah vitaminů A a B2. Křepelčí vejce obsahují asi 67,4 % neutrálních lipidů, 32,5 % fosfolipidů a obsah cholesterolu kolísá v rozmezí 12 mg.g-1 žloutku, z čehož vyplývá, že neobsahují nižší množství tohoto sterolu než vejce slepičí, jak se dříve tvrdilo (Hejlová et al., 2001). Kropenaté vejce křepelky japonské ve srovnání s vejcem slepičím je na obr. 3.
17
Obr. 3 Vejce křepelky japonské ve srovnání s vejcem slepičím (www.chovzvirat.com, 2007)
3.3.2
Chemické složení vajec perliček domácích
U nás je perlička nejméně rozšířeným druhem drůbeže, snášku začíná cca ve 28. týdnu svého života (Hejlová et al., 2001). Vejce této drůbeže se od slepičích liší tím, že mají výrazněji tvrdší skořápku a lepší chuťové vlastnosti. Váží asi 40 g a jejich žloutek je několikanásobně větší a tmavší, vejcím dodává typické jemné aróma a nachází se v nich v množství tvořící přibližně 31,4 %. Obsah bílku je ve vejcích perličky asi z 0,60 %. Perličí vejce mají na rozdíl od slepičích vajec vyšší výživovou hodnotu, dále charakteristický špičatý tvar a kropenatou barvu skořápky tvořící asi 16,6 % celkové hmotnosti vajec (Hejlová et al., 2001). Běžná velikost vajec perličky a miniaturní velikost vejce perličky je na obr. 4.
18
Obr. 4 Miniaturní vejce perličky domácí spolu s běžnou velikostí vajec perličky (www.topzine.cz, 2010) 3.3.3
Chemické složení pštrosích vajec
Ve světě se používají tři způsoby chovů: párový, skupinový a triády, neboli chovné hejno jednoho pštrosa a dvou pštrosic (Hejlová et al., 2001). Jejich snáškové období začíná od jara a trvá do konce srpna. Snáška je různá, pohybuje se od 30 do 80 vajec, samice snese 12 - 18 vajec v jednom cyklu. Teoreticky samice pštrosa snáší každý druhý den (Hejlová et al., 2001). Tato vejce váží 1,4 - 1,8 kg, skořápka je silná 2 - 3 mm. Svým složením a výživovou hodnotou se podobají spíše vejcím křepelčím, mají velmi nízký obsah tuku i cholesterolu. Ve srovnání s vejci kura domácího mají pštrosí vejce větší žloutek a hustší bílek, který se pak lépe šlehá do pěny. Skořápka pštrosích vajec je bílá až krémově lesklá a využívá se i pro výrobu ozdobných předmětů (Hejlová et al., 2001). Srovnání velikostí vajec pštrosa dvouprstého s vejcem slepičím je na obr. 5.
19
Obr. 5 Srovnání velikostí vajec pštrosa dvouprstého s vejcem slepičím (wiki.rvp.cz, 2010)
3.4
Stavba a chemické složení vaječného žloutku
Žloutek slepičího vejce je tvořen žloutkovou vitelinní membránou, žloutkovou hmotou, latebrou, neboli zárodečným vakem, Panderovým jádrem, sloužícím jako rozšíření krčku zárodečného vaku a vlastní samičí zárodečnou buňkou, tedy zárodečným terčíkem. Z chemického hlediska je žloutková hmota nejsložitější částí vejce a platí, že vejce všech druhů hrabavé drůbeže mají chemické složení přibližně stejné. Jen nepatrný rozdíl může být v obsahu sušiny a tuků. Vodní drůbež, hlavně kachny, mají obsah sušiny a tuků vyšší (Hejlová et al., 2001). Chemické složení vajec je uvedeno v tabulce 1.
20
Tabulka 1 Chemické složení vajec různých druhů drůbeže (Hejlová et al., 2001) Druh vajec Voda Sušina Dusíkaté látky Popel Slepičí
72,5
27,5
13,3
1,1
Krůtí
72,6
26,3
13,2
0,8
Perličí
72,8
27,2
13,5
0,9
Kachní
70,1
29,9
13,0
1,0
Husí
70,4
29,6
13,9
1,1
Žloutková vitelinní blána je pevná, elastická membrána, propustná pro vodu a plyny a nepropustná pro tuky a bílkoviny. Tvořena je až z 90 % vodou, ze 6 - 8 % bílkovinami a ze 3 % je tvořena tuky. Cukry jsou v ní jen ve stopovém množství (Elkin et al., 2003). Tato membrána obaluje žloutkovou hmotu a pod ní se nachází tenká vrstva světlého žloutku. Ten je složen ze čtyř vrstev. Jedná se o dvě vnitřní vrstvy produkované ve vaječníku, obsahující protein podobající se kolagenu a o dvě vnější vrstvy, zakládají se ve vejcovodu, obalující bílkoviny a připomínající směs ovotransferinu a lysozymu (bílkoviny bílku) (Elkin et al., 2003). Tato pevná a elastická membrána může být nevhodným či dlouhodobým skladováním vajec narušena. Žloutková koule se zploští a vitelinní membrána se pod jejím tlakem začne trhat (Elkin et al., 2003). Žloutková hmota je tvořena střídáním se koncentrických vrstev světlého a tmavého žloutku, z nichž má každý několik dalších vrstev. Světlý žloutek se od tmavého chemicky odlišuje. Tvoří jen 13 % sušiny, má méně lipidů a více proteinů. Dělá až 5 % celkové hmotnosti žloutku. Odlišná barva těchto koncentrických vrstev světlého a tmavého žloutku, je dána nerovnoměrným ukládáním barviv a lipidů v posledních šesti dnech tvorby žloutkové koule ve vaječníku. Přes den, kdy slepice přijímá krmivo, se tvoří tmavý žloutek a přes noc, kdy je nosnice v klidu, se utváří vrstvy světlého žloutku. Struktura vaječné hmoty je složena ze dvou částí-plazmy a granulí. Plazma obsahuje až 75 % lipidů, zbytkem jsou proteiny. U granulí je tomu naopak, ze 64 % převažují proteiny, zbytek jsou lipidy. Proteiny se zde vyskytují ve formě lipo-, fosfor- a glykoproteinů. Lipidy jsou pak ve formě jednoduchých tuků - fosfolipidů a lipoproteinů. 21
Skladba lipidů a jejich značná emulgace u žloutku zabezpečují jeho vysokou stravitelnost. Výživová hodnota je dána skladbou mastných kyselin. Nenasycené mastné kyseliny se ve žloutkové hmotě vyskytují ze 66 % a jsou tvořeny kyselinou olejovou, linolovou a linoleovou. Nasycené mastné kyseliny jsou zastoupeny kyselinou stearovou a palmitovou. Ve žloutkové hmotě se nachází v množství 34 % (Elkin et al., 2003). Nedílnou součástí hmoty jsou minerální látky, volné cukry ve formě D - glukózy, vitamíny a další (Elkin et al., 2003). Velmi významnou složku tvoří cholesterol, nezbytný pro normální vývoj zárodku. Ve vaječné hmotě se vyskytuje jako volný, zbytek je ve formě esterů. Jeho obsah je poměrně stálý (Elkin et al., 2003). Barva žloutkové koule je podmíněna přítomností pigmentů, dávající kouli žluté až oranžové zabarvení. Tyto pigmenty (tzv. karotenoidní barviva) se přirozeně vyskytují v krmné dávce drůbeže. Jedná se o xantofyly (zeaxantin, lutein, kryptoxantin a karoten). V některých zemích mohou být tyto přirozené pigmenty nahrazeny syntetickými barvivy, pigmentolem a nebo papricolorem (Elkin et al., 2003). Další, tentokrát stopovou složkou žloutkové koule, jsou enzymy z cytoplazmy vajíčka nebo ze stěny folikulů. Do žloutkové koule se dostávají až v pozdější části embryogeneze. Jedná se hlavně o enzymy peptidázy, amylázy, fosfatázy a proteinázy. Z hormonů byly ve hmotě prokázány především estrogeny. Syntéza látek, která žloutek tvoří, probíhá v játrech - ty jsou prostřednictvím estrogenů stimulovány po dosažení pohlavní dospělosti nosnice. Odtud jsou pak krevním řečištěm deponovány do folikulů ovaria. Latebra, neboli zárodečný vak, je kulovitým prostorem ve středu žloutku s průměrem cca 6 mm. Je vyplněn protoplasmou vaječné buňky a světlým žloutkem (Šatava et al., 1984). Panderovo jádro je těsně pod vitelinní membránou. Nad jádrem je zárodečný terčík, jímž rozumíme vlastní samičí zárodečnou buňku, neboli vajíčko (ovum) o průměru 3 4 mm. Neoplozený nese název blastodisk, což je degenerovaná samčí gameta, oplozený se nazývá blastoderm, ten obsahuje vyvíjející se embryo. Celé je tvořeno původní cytoplasmou oocytu (Šatava et al., 1984). Detailní složení žloutku je uvedeno v tabulce 2.
22
Tabulka 2 Průměrný obsah látek ve žloutku (Šatava et al., 1984) Složka
Množství ve 100 g
Voda
51,0
Bílkoviny
16,1
Tuky
30,5
Cholesterol
1 120
Cukry
stopy
Celkový dusík
2,58
Mastné kyseliny
25,3
Vláknina
0
Energie
1 402
Minerální látky: P
500
Ca
130
K
120
Na
50
Vitamíny: E
3,11
D
0,0049
B6
0,30
B12
0,0009
Pigment karoten
stopy
Voda vaječného žloutku se spolu s bílkovinami, lipidy, sacharidy, vitamíny a minerálními látkami v chemii potravin řadí mezi živiny. Je nezbytnou součástí živých organismů, slouží k zajištění jejich normálního chodu. Vodu vznikající oxidací hlavních živin, tedy bílkovin, sacharidů a lipidů označujeme jako endogenní - metabolickou. 23
Např. oxidací 1 g bílkovin vzniká asi 0,37 g vody, 1 g tuků asi 0,4 g vody a oxidací 1 g sacharidů vznikne přibližně 0,6 g této látky. Množství endogenní vody je ale pro lidský organismus nedostačující, proto jí doplňuje pomocí potravin a to zejména nápoji. Tuto vodu pak nazýváme vodou exogenní. Její množství - vodní aktivita - u potravin ovlivňuje jejich organoleptické vlastnosti (texturu, vůni, chuť, barvu). Má vliv na údržnost potravin a na odolnost vůči mikrobiálnímu ataku. Během zpracování potravin má pak vliv i na chemické a biochemické reakce (Velíšek et al., 1999). Celé vejce obsahuje cca 74 % vody. Obsah v něm je poměrně konstantní - více vody obsahuje bílek, asi 88 %, vaječný žloutek jí má okolo 49 %. Skořápka a vaječné blány obsahují cca 1,6 % této látky (Velíšek et al., 1999). Voda má vliv na stárnutí vejce. Od okamžiku jeho snesení dochází k jejímu postupnému odpařování, to se projeví úbytkem hmotnosti. Rychlost odpaření závisí na teplotě, relativní vlhkosti prostředí, na velikosti vejce a na propustnosti skořápky a velikosti jejich pórů. Různými technologickými procesy, například sušením, údržnost vajec prodloužíme. Odstranění volné vody se zamezí růstu mikroorganismů a zpomalí se i průběh chemických reakcí (Veselovský et al., 2009).
3.4.1
Proteiny a aminokyseliny žloutku
Bílkoviny
vaječného
žloutku
tvoří
celou
řadu
proteinů,
glykoproteinů,
glykofosfoproteinů a glykofosfolipoproteinů, z nichž největší význam nesou tři skupiny - ovoviteliny, ovolivetiny a fosvitiny. V plasmě se nachází livetin a lipovitelenin, v granulích fosvitin a lipovitellin (Simeonovová et al., 2001). Protein plasmy, lipovitellenin, patří k LDL lipoproteidu a jeho lipidový podíl je tvořen ze 74 % TAG (triacylglyceroly), z 26 % jej tvoří fosfolipidy a jeho celkový lipidový podíl činí 90 %. Livetin plasmy je ve vodě rozpustná frakce globulárních bílkovin α - livetinu (albuminu), β - livetinu (glykoproteinu), γ - livetinu (globulinu) a δ - livetinu (Velíšek et al., 1999). Imunoglobulin IgY se podílí na tvorbě imunity kuřete v jeho raných stádiích vývoje a je přenášen z krve nosnice do vaječného žloutku (Velíšek et al., 1999).
24
Nejvýznamnější protein granulí, lipoprotein HDL lipovitellin, tvoří ve žloutku komplexy s fosvitinem (glykofosfoproteinem), obsahujícího až 10 % kyseliny fosforečné, vázané ve formě fosfoserinu a z 5 % cholesterol (Velíšek et al., 1999).
Tabulka 3 Zastoupení proteinů a granulí v plasmě (Velíšek et al., 1999) Granule
Plasma
Fosvitin
Livetin
Alfa-jednotka
Alfa-livetin
Beta-jednotka
Beta-livetin
1-fosvitin
Gama-livetin
2-fosvitin
Delta-livetin
Lipoproteiny
IgY
VLDL (lipoprotein s velmi nízkou hustotou)
Apovitelenin
LDL (lipoprotein s nízkou hustotou)
LDL
HDL (lipoprotein s vysokou hustotou) Alfa-podjednotka
VLDL COB (kobalamin vážící protein), RBP (riboflavin vážící protein), BBP (biotin vážící protein), SGP (sialylglykopeptid)
Beta-podjednotka
Vejce obsahuje vysoké množství proteinů v koncentrovaném podílu (kolem 13 % je jich obsaženo v jedlém podílu) (Mohan et al., 1995). Vaječný žloutek je tvořen asi z 1/3 bílkovinami, ty tvoří komplexy s lipidy a sacharidy. Čistým proteinem je livetin, tvořený frakcemi o různé molekulární hmotnosti. Fosfovitin je glykoprotein obsahující 10 % kyseliny fosforečné vázané na renin. Tvoří jej vysokomolekulární frakce (alfa, beta). Je odolný vůči vysokému působení teploty - denaturuje až při 110 °C, váže na sebe železo (Mohan et al., 1995).
25
Vitelin a vitellenin patří též mezi glykoproteiny obsahující fosfor v nižší míře. Pokud tvoří komplexy s fosfolipidy, řadí se potom mezi lipoproteiny (Mohan et al., 1995). Lipoproteiny vznikají díky frakcím o rozdílné teplotě (LDL, HDL, VLDL). Snadno podléhají denaturaci. Po rozpadu protein-lipidového komplexu, ztrácí proteinová část schopnost rozpouštět se v roztoku neutrálních solí a lipidová část tak snadno podléhá procesům oxidace (Mohan et al., 1995). RBP a COB mají shodné aminokyselinové složení. RBP dává typickou žlutou barvu. BBP je tvořen dvěma frakcemi - monomerem BBP I a tetrametrem BBP II. SGP je tvořený dvěma podjednotkami A I, které obsahují 0,82 molů kyseliny sialové a A II, obsahující 1,7 molů sialové kyseliny. A I a A II se od sebe liší zastoupením amk a cukrů. Aminokyseliny žloutku jsou poměrně stálé (Mohan et al., 1995). Množství aminokyselin ve žloutkové hmotě je obsahem tabulky 4.
Tabulka 4 Obsah aminokyselin ve žloutkové hmotě (Simeonovová et al., 2001) Aminokyselina
Obsah sušiny [µmol/g]
Kyselina asparagová
3,67
Serin
5,39
Kyselina glutamová
8,19
Alanin
3,45
Leucin
5,26
Lysin
5,33
Treonin
4,57
Glutamin
3,79
Valin
4,05
Tyrosin
3,59
Arginin
4,20
Problémem týkajících se konzumace vaječných proteinů mohou být různé alergie. Alergie na vejce je hned po arašídech druhá nejrozšířenější. Největší riziko představuje 26
konzumace dětmi ve věku mezi 5. a 7. rokem. Častější bývají alergie, které způsobují bílkoviny bílku. U bílkovin žloutku bývá nejčastějším alergenem apovitellenin I, VI a fosvitin. Spouštěčem těchto alergických reakcí na bílkoviny žloutku je obvykle inhalace ptačích antigenů. Vzhledem k tomu, že je alergenní účinek bílkovin vajec odolný vůči různým způsobům ošetření, je nutné, aby se postižené osoby vyhýbaly konzumaci vajec a výrobků z nich. Vědci se i nadále snaží o snížení alergenních účinků vajec prostřednictvím metod modifikace struktury bílkovin na molekulární úrovni (Bulková et al., 1999).
3.4.2
Lipidy žloutku
Lipidy patří mezi nejvíce diskutovanou složku vajec. Ve žloutku jsou zastoupeny acylglyceroly, fosfolipidy, steroly a cerebrosidy. Tvoří asi 30 % sušiny žloutkové hmoty (Hejlová et al., 2001). Vaječný žloutek obsahuje tuky pravé a tuky vázané na fosfor, které spolu s bílkovinami a sacharidy tvoří tzv. komplexy. Souhrně se nazývají lipidy žloutku. K pravým tukům řadíme estery glycerolu a TAG - estery vyšších mastných kyselin, které jsou tvořeny kyselinou olejovou (50 %), palmitovou (27 %), linolovou (11 %) a kyselinou stearovou (6 %) (Hejlová et al., 2001). Důležitou složkou lipidů jsou mastné kyseliny. Nenasycené mastné kyseliny dávají žloutku kapalný charakter, tvoří tzv. žloutkový olej a ve žloutkové hmotě se vyskytují v množství přesahující 60 %. Poměr nenasycených a nasycených mastných kyselin je ve žloutku velmi příznivý. Nasycené mastné kyseliny tvoří asi 30 % žloutku. PUFA, neboli polynenasycené mastné kyseliny jsou ve žloutkové kouli v množství asi 12 % (Hejlová et al., 2001). V poslední době se věnuje pozornost nejen obsahu nenasycených mastných kyselin, ale především zastoupení PUFA řady n - 3 a n - 6. PUFA n - 6 tvoří vyšší podíl nenasycených mastných kyselin a nevykazují žádné mimořádné pozitivní zdravotní účinky. Naopak u PUFA n - 3 byly prokázány antirevmatické, antisklerotické a protizánětlivé
účinky
a
jejich
zvýšená
konzumace
působí
jako
prevence
kardiovaskulárních onemocnění, zlepšují vidění a mají i další pozitivní účinky. U dětí do tří let jsou nezbytné pro vývoj mozku a očí. U starších lidí přispívají k vybalancování 27
hladiny hormonů, která se během stárnutí mění. Obsah PUFA n - 3 a n - 6 lze ovlivnit krmnou dávkou a závisí i na plemeni. Vejce obsahující vysoké množství PUFA n - 3 nazýváme Omega vejce. Ideálním poměrem ve vaječném žloutku PUFA n - 3, n - 6 = 1 až 10:1 (Hejlová et al., 2001). Vejce nosnic krmených směsí obohacené o zdroje PUFA n - 3, mají příznivější poměr n - 3 : n - 6. Obsah PUFA n - 3 se zvyšuje, tím roste koncentrace kyselin alfa - linolenové, eikosapentaenové (EPA), dokosapentaenové (DPA) a kyseliny dokosahexanové (DHA) (Hejlová et al., 2001). Konzumací Omega vajec zvyšujeme hladinu PUFA n - 3 v krevní plazmě, tím se vyvolá nárust frakce HDL a pokles LDL frakce v krvi a tím se tak reguluje hladina sérového cholesterolu a snižuje se krevní tlak (Simeonovová et al., 2001). Navíc zahrnutím omega - 3 mastných kyselin do krmiva drůbeže snižujeme riziko ischemické choroby srdeční s důsledkem náhlé smrti ptáků (Wilcox et al., 1945). K nutričně nejvýznamnějším lipidům patří fosfolipidy. Podílí se na tvorbě emulzí (heterogenní disperzní soustava, vznikající dispergováním vzájemně nemísitelných kapalin) a díky své emulgované formě se začínají trávit až v žaludku. Tím se využitelnost fosfolipidů značně zvyšuje, pohybuje se až kolem 96 %. Fosfolipidy hrají důležitou roli pro funkci mozku a nervové tkáně. Jsou nezbytnou součástí stravy, neboť se v těle mohou syntetizovat jen ze základních stavebních jednotek přijímaných z potravy. Vaječný žloutek obsahuje až 28 % fosfolipidů, jejich hlavní složkou je lecitin, neboli fosfatidylcholin, jehož molekula je tvořena kyselinou fosforečnou a cholinem, ve žloutkové hmotě se nachází v množství 1,6 g. Lecitin má schopnost se částečně vázat na bílkovinu žloutku – ovovitelin, se kterým vytváří tzv. lecivitelinový komplex. Lecitin je tvořen homolipidy (30 - 50 %), volnými mastnými kyselinami, steroly, barvivy a dalšími látkami. Jeho tmavohnědá barva se využívá pro potravinářské účely, hlavně pak v pekárenství (Wilcox et al., 1945). Dalším významným fosfolipidem je ovokefalin, podobající se lecithinu. Na rozdíl od něj ve své molekule má místo cholinu etanolamin, organickou sloučeninu, skládající se z primárního aminu a z primárního alkoholu. Ve žloutku je ho přibližně 0,4 g. V alkoholu je ovokefalin nerozpustný (Wilcox et al., 1945). Fosfolipid ovosfingomyelin jako jediný z těchto lipidů neobsahuje ve své molekule glycerol, ale N - analog glycerolu, tzv. sfingosin (Wilcox et al., 1945). Ze sterolů žloutku má největší význam cholesterol. Jedno slepičí vejce obsahuje přibližně 210 - 230 mg tohoto sterolu. Jeho převážná část se ve žloutku vyskytuje ve 28
volné formě, zbytek je esterifikován (reakcí alkoholu a kyseliny nebo jejich derivátů, vznikne ester a voda). Jeho obsah ve vejci se u různých druhů ptáků liší, roli v jeho množství hraje i plemeno a linie. Nejvíce je obsažen ve vejcích vodní drůbeže (kachny). Nižší obsah cholesterolu byl zaznamenán u vajec s bílou barvou skořápky. Vliv na množství tohoto sterolu má dále věk nosnice a průběh snáškového cyklu. Vejce z velkochovů obsahují cholesterolu méně, obsah cholesterolu je popsán v následující kapitole (Sturkie et al., 1999). K cerebrosidům žloutku patří ovokerasin a ovofrenosin, oba ve své molekule mají galaktózu. Ve žloutku jsou jen ve stopovém množství (Sturkie et al., 1999).
3.4.3
Cholesterol
Cholesterol patří mezi steroly tvořící nezmýditelnou část žloutkového oleje. Svým chemickým složením je blízký žlučovým kyselinám a pohlavním hormonům. Jeho převážná část se ve vejci nachází ve volné formě (85 %), zbytek se váže na bílkoviny a na sacharidy. Jeho obsah ve žloutkovém oleji je poměrně stálý, celé vejce obsahuje asi 0,3 g tohoto sterolu (Sedlák et al., 2009). Cholesterol je jedním z důvodů, proč bývají vejce odmítána konzumenty a lékaři. Je však esenciálním (nepostradatelným) nutrientem pro vývoj kuřecího zárodku i pro normální vývoj funkcí lidského organismu. Jeho hladina v krvi je závislá na individuálním metabolismu jedince. Stravou je hladina cholesterolu ovlivněna jen v malé míře, maximálně ze 30 %. Jeho vysoká hladina patří k rizikovým, z důvodů způsobujících celou řadu onemocnění, z nichž je nejčastějším onemocnění srdce a krevního oběhu (Mohan et al., 1995). Na tvorbě sérového cholesterolu se podílí vysoký přívod celkové energie ve stravě, především pak vysoký příjem tuků s vyšším obsahem nasycených mastných kyselin. K jeho zvýšené hladině vede i konzumace vysoce energetické stravy, která cholesterol neobsahuje (Mohan et al., 1995). Studie prokázala, že dlouhodobá konzumace (6 měsíců), dvou vajec denně naopak vedla k mírnému snížení krevního cholesterolu. Významnou roli hraje způsob transportu cholesterolu ve formě komplexů s lipoproteiny LDL a HDL.
29
LDL - lipoprotein s nízkou hustotou (low density lipoprorein), podporuje usazování cholesterolu v cévách (Mohan et al., 1995). HDL - lipoprotein s vysokou hustotou (high density lipoprotein), transportuje cholesterol do jater, tam se přemění na žlučové kyseliny, které jsou z organismu postupně vyloučeny (Mohan et al., 1995). Klinická studie tedy dokazují, že vejce mají jen malý a klinicky nevýznamný vliv na hladinu sérového cholesterolu a nezvyšuje tak riziko kardiovaskulárních chorob, neboť má kladný vliv na poměr LDL a HDL cholesterolu. Případný negativní vliv je vyvážen dalšími složkami vaječných lipidů, hlavně PUFA řady n - 3, fosfolipidy a nízkým obsahem nasycených mastných kyselin. Ke snížení obsahu cholesterolu ve vejcích v posledních letech přispěly nově vyšlechtěné linie nosnic. Vliv má i způsob chovu (tab. 5.), stáří nosnice atd. (Mohan et al., 1995). Z praxe bylo prokázáno, že hladinu cholesterolu ve vaječném žloutku snižují steroidní alkoholy, které se vyskytují v rostlinách. Již v 80. letech byl sledován vliv rostlinných sterolů na hladinu cholesterolu, které byly přidávány do krmiva drůbeže. Koncentrace cholesterolu se ve vaječné plazmě i ve žloutkové hmotě snížila o 16 až 33 % (Mohan et al., 1995). Dále bylo prokázáno, že na hladinu cholesterolu mají pozitivní vliv některé vitamíny (vit. A, kyselina askorbová a niacin) a některé minerály (měď, zinek, vanad, chróm a jód). Měď například snižuje biosyntézu cholesterolu a stimuluje konverzi cholesterolu na žlučové kyseliny (Elkin et al., 2003). Optimální hladina cholesterolu u dospělého člověka by neměla přesahovat 5,2 mmol/l. Denní doporučená dávka příjmu cholesterolu je 300 mg, pro děti a pro ohrožené osoby 100 mg (Míková et al., 2006).
30
Tabulka 5 Obsah cholesterolu ve vaječné hmotě (Elkin et al., 2003) Způsob chovu
Linie/plemeno
Cholesterol mg/100g
velkochov klece
Hisex hnědý
946
malochov
Hisex hnědý
1 196
velkochov klece
Lohman brown
1 208
malochov
Lohman brown
1 720
malochov
Aracuana (plemeno s nižší produkcí cholesterolu)
970
3.4.4
Sacharidy žloutku
Obsah sacharidů v sušině vajec činí asi 10 g.kg-1, z toho jen 1 g.kg-1 připadá na vaječný žloutek. 0,2 g.kg-1 je ve žloutku sacharidů vázaných na bílkoviny ve formě glykoproteinů - hexosa galaktosa (minosacharid se 6i uhlíky a aldehydovou skupinou), mannosa, glukosamin, galaktosamin a laktoaminová kyselina. Zbytek sacharidů žloutku tvoří volné monosacharidy. 98 % těchto volných monosacharidů je tvořena glukosou, mannosou, galaktosou, arabinosou, xylosou, ribosou a 2 - deoxyribosou (Velíšek et al., 1999). U čerstvých vajec se v malé míře nachází glykogen - živočišný škrob, který plní funkci zásobního polysacharidu v těle živočichů. Svým složením je glykogen vysoce rozvětvený polymer, tvořený navzájem propojenými glukózami (Bulková et al., 1999).
31
3.4.5
Minerální látky obsažené ve žloutku
Minerální látky potravin obvykle definujeme jako prvky obsažené v popelu, neboli jako prvky, které zůstanou ve vzorku potraviny po úplné oxidaci organického podílu na oxid uhličitý, vodu aj. Obsah minerálních látek se mezi jednotlivými potravinami liší. U živočišných materiálů obsah těchto látek ovlivňuje výživa, stáří a zdravotní stav zvířete. Obecně se dělí na prvky majoritní (esenciální), minoritní nebo stopové, ty se v potravině vyskytují jen v malé míře. Dělí se dle fyziologického významu (Coutts et al., 2007).
3.4.5.1
Esenciální minerální látky obsažené ve žloutku
Esenciální - nezbytné minerální látky, se musejí přijímat v potravě, aby byly zajištěny důležité biologické funkce, například stavba biologických struktur, ochranné funkce aj. K esenciálním prvkům řadíme všechny majoritní prvky - Na, K, Mg, Ca, Cl, P a S (Coutts et al., 2007).
3.4.5.2
Neesenciální minerální látky obsažené ve žloutku
Neesenciální - fyziologicky indiferentní minerální látky (neboli prvky, u kterých není doposud znám jejich biologický význam a zároveň nejsou ani výrazně toxické) jsou Li, Rb, Cs, Ti, Au, Sn, B, Te a Br. Tyto prvky jsou obsaženy v potravinách ve stopovém množství. Obvykle doprovází prvky esenciální. Ve vaječném žloutku je jejich obsah poměrně nestálý. U nosnice kolísá vlivem krmné dávky, prostředí a vlivem ročního období. Nejvíce je ve žloutku obsažen fosfor vázaný ve fosfolipidech, dále pak Fe, Mn, Se, Ko, Ni, Cr, Cu, I, Zn a S. Zastoupení minerálu Na je ve hmotě žloutku poměrně nízké. Ca, Fe a Mg jsou vázány fosvitinem, Zn lipovitellinem a S fosfoproteidy a fosfolipidy (Saif et al., 2003).
32
3.4.6
Vitamíny obsažené ve žloutku
Vitamíny dělíme na hydrofilní - rozpustné ve vodě a na lipofilní - rozpustné v tucích (A, D, E, K) (Velíšek et al., 1999). Hydrofilní vitamíny mají katalytický účinek, uplatňují se jako kofaktory enzymů metabolismu nukleových kyselin, bílkovin, sacharidů, tuků a jiných látek. V tucích rozpustné vitamíny mají celou řadu funkcí, např. vitamín A1 (retinol) se uplatňuje v biochemických reakcích zrakového vjemu, provitamín A - beta - karoten funguje jako antioxidant (Velíšek et al., 1999). Obecně jsou vitaminy nejvýznamnější skupinou organických látek, nezbytných pro normální růst, vývoj a zdravotní stav drůbeže. Krmné směsi jsou obvykle doplňovány syntetickými preparáty vitaminů (Velíšek et al., 1999). Jejich nedostatek se nazývá hypovitaminóza, k ní dochází vlivem nízkého obsahu vitamínů v krmivu či při poruchách resorpce a při jejich zvýšené potřebě, například při stresu organismu. Projevem nedostatku vitamínů bývá narušení funkce jednotlivých orgánů, snižuje se stupeň využívání živin, dochází k infekčním nemocem a vyvíjí se další řada patologických procesů. Avitaminóza je úplný nedostatek těchto látek. Hypervitaminóza je naopak způsobena jejich předávkováním, pro nosnice může být tento stav až toxický. Hypervitaminóza se nejčastěji objevuje u vitamínů řady A a D (Stadelman et al., 1986). Vaječný žloutek je bohatý jak na vitamíny rozpustné ve vodě, tak na vitamíny rozpustné v tucích. Výjimku u hydrofilních vitamínů dělá kyselina askorbová - vitamín C, který žloutek neobsahuje (Velíšek et al., 1999).Obsah vitamínů ve vaječné hmotě je uveden v tabulce 6.
33
Tabulka 6 Obsah vitaminů ve vaječné hmotě (Simeonovová et al., 2001) Lipofilní vitamíny
Hydrofilní vitamíny
Obsah v Vitamín
Vitamín mg/100g
Obsah v mg/100g
A - retinol
0,55
B1 - thiamin
0,79
Beta - karoten
Stopy
B2 - riboflavin
0,40
D3 - cholekalciferol
0,05
B6 - pyridoxin
0,30
E-alfa-tokoferol
3,10
B12 - kobalamin
0,007
K
0,045
Nikotinamid
0,065
Biotin
0,018
Kyselina pantothenová
3,72
Obsah vitamínů v tabulce je pouze průměrný a může kolísat v závislosti na výživě. Hydrofilní vitamíny migrují mezi žloutkem a bílkem přes žloutkovou membránu.Lipofilní vitamíny jsou nerovnoměrně rozloženy mezi plazmou a granulemi. Granule obsahují hlavně vitamín A a K, obsah vitamín D2 a D3 je v obouch částech žloutkové koule srovnatelný. Vejce jsou po rybích játrech druhým přírodním zdrojem vitaminu D (Bell a Weaver et al., 2002). K vitamínům řadíme i cholin - aminoalkohol nacházející se v molekule lecithinu. Hraje důležitou úlohu pro přenos nervového vzruchu a slouží jako zásobárna methylových skupin. Žloutek je jeho bohatým zdrojem, cholinu obsahuje kolem 700 mg/100g (Simeonovová et al., 2001).
3.4.7
Pigmenty obsažené ve žloutku
Nejvyšší koncentrace pigmentů barviva, se nachází v tmavé části žloutkové koule. Barva žloutku je dána karotenoidními barvivy přijímaných z krmiva drůbeže. Jedná se o barviva rozpustná v tucích, dávající žloutku žluté až červené zabarvení. Jejich bohatým 34
zdrojem je kukuřice, mořské řasy (chlorella), glutemová moučka nebo vojtěška, tzv. zelené krmivo. Ke karotenoidům patří 2 skupiny barviv, a to karoteny a xantofyly, které mají asi dvojnásobně vyšší barevnou mohutnost než karoteny. Ke xantofylům řadíme lutein a jeho deriváty, kapsantin, zeaxantin, kryptoxantin, flavoxantin a řadu dalších. Konzumenti vyžadují intenzivní zabarvení žloutkové koule. K ostatním pigmentům žloutku patří ovoflavin, neboli vázaný vitamín riboflavin a protoporfyrin (Simeonovová et al., 2001).
3.4.8
Organické látky obsažené ve žloutku
Tyto
látky
vznikají
během
metabolických
pochodů
popř.
při
různých
biochemických reakcích. Do této skupiny patří volné aminokyseliny, vznikající rozkladem bílkovin, kyselinu močovou, purinové báze, amoniak, organické kyseliny (pyrohroznová, mléčná, jablečná a citronová) vznikající ze sacharidů (Steinhauserová et al., 2003). Reakcí aminokysekin vzniká kyselina pyroglutamová, která se vyskytuje hlavně v peptidech a furosin. K organickým látkám patří i přirozeně se vyskytující enzymy (amylasy, lipasy, fosfatasy a proteasy) (Steinhauserová et al., 2003). Na chuti, vůni a dalších organoleptických vlastnostech, se podílí celá řada nízkomolekulárních látek, jako jsou aldehydy (organické karbonylové sloučeniny běžně se vyskytující v přírodě), sulfidy (sloučeniny síry), aminy (odvozené od amoniaku) a alifatické uhlovodíky (nearomatické sloučeniny z atomu C a H) (Steinhauserová et al., 2003).
3.5 Chemické složení bílku
Bílek (albumen) je stavební součástí vejce. Jeho převažující složkou je voda, její obsah v bílkové hmotě značně kolísá v rozmezí od 85,5 - 91,5 %, především v jednotlivých vrstvách bílku se její množství liší. Nejvíce jí obsahuje vnitřní (hustý) chalázový bílek, a to asi 84 %. Sušina bílku se pohybuje v rozmezí 8 - 16 % a její vyšší obsah je ve vejci na počátku snášky a klesá s věkem nosnice (Sturkie et al., 1999). 35
Z organických látek v bílku převládají proteiny, ty jsou plnohodnotné především pro obsah esenciálních aminokyselin, jejich stravitelnost je až 98 %. Svojí skladbou i obsahem jsou bílkové aminokyseliny plnohodnotnější než v jiných potravinách živočišného původu jako je maso nebo mléko (Sturkie et al., 1999). Lipidy bílku se váží ve formě glykolipoproteinů, v bílku se nachází ve stopovém množství. Sacharidy jsou v bílku vázané ve formě glykoproteinů. Dále se v něm nachází vitaminy, minerální látky a organické kyseliny (Sturkie et al., 1999).
3.5.1
Proteiny bílku
Obecně proteiny - bílkoviny, patří k polymerům aminokyselin vzniklé procesem proteosyntézy. V molekule obsahují více než 100 aminokyselin vázaných peptidovou vazbou do nerozvětvených (lineárních) řetězců. Jsou nezbytnou součástí stravy, jelikož jsou hlavním zdrojem dusíku v potravě. Do organismu přinášejí hmotu, nutnou k výstavbě a obnově tkání, jsou zdrojem energie. Bílek obsahuje přes 40 druhů těchto proteinů, které se svým složením řadí mezi globuliny, glykoproteiny a fosfoproteiny. Některé z nich fungují jako enzymy nebo inhibitory proteas. Glykoproteiny obsahují oligosacharidy
složené
z galaktosy,
mannosy,
glukosaminu,
galaktosaminu
a
neuraminové kyseliny. Hlavním proteinem bílku je ovoalbumin A (Velíšek et al., 1999). Složení proteinů bílku slepičího vejce je uvedeno v tabulce 7.
36
Tabulka 7 Složení proteinů bílku slepičího vejce (Velíšek et al., 1999) Proteiny
Podíl v %
Proteiny
Podíl v %
Ovoalbumin
54
Ovomucin
1,5-3,5
Ovotransferin
12
Flavoprotein
Ovomukoid
11
Lysozym (globulin G1) Globulin G2, G3
3,5
4
Ovoglykoprotein, Ovomakroglobulin
0,8
0,5
Ovoinhibitor
1-1,5
Avidin, Cystatin
0,05
3.5.1.1 Ovoalbumin A
Tento protein se získává v krystalické formě. Je rozpustný ve vodě a bílek jej obsahuje nejvíce ze všech proteinů. Svým složením patří k nejhodnotnější bílkovině, jelikož obsahuje veškeré esenciální aminokyseliny. Jedná se o fosfoglykoprotein tvořený třemi frakcemi A1, A2, A3, lišícími se od sebe obsahem fosfátových skupin. Frakce A1 obsahuje dvě fosfátové skupiny, A2 jednu a frakce A3 žádnou (Lazar et al., 1990). Ovoalbumin A se jako jediný z proteinů bílku skládá ze čtyř volných sulfhydrylových skupin, které se podílejí na struktuře molekuly a na prostorovém uspořádání peptidového řetězce. Dále obsahuje jednu disulfidovou vazbu. Tvoří ho celkem 385 aminokyselin, na které se vážou kationy kovů Zn, Mn, Cu (Lazar et al., 1990). Ovlivňuje koagulaci bílku při vaření, denaturuje při 64 °C. Jeho izoelektrický bod leží mezi pH 4,5 - 4,8 a jeho relativní molekulová hmotnost je 44,5 kDa. Normální forma N - ovoalbuminu se během skladování mění na S - ovoalbumin, který je teplotně stabilnější (Lazar et al., 1990). Koagulace pak probíhá až při 92,5 °C při pH 7, ale relativně snadno denaturuje při šlehání bílku. Má hlavní podíl na struktuře pěny. Její tvorba patří k nejdůležitějším vlastnostem vaječného bílku. Ta se 37
v potravinářství uplatňuje při výrobě pekařských a cukrářských výrobků. Pěna je dvoufázový disperzní systém, její dispergovanou fází je vzduch a tou povrchovou tenká vrstva denaturovaných proteinů. K jejich denaturaci dochází mechanicky šleháním. Proteiny typu ovoalbuminu mají nejlepší schopnost tvořit pěnu v blízkosti izoelektrického bodu. Na tvorbě pěny se podílí i protein ovotransferin a ovomukoid, v menší míře pak lysozym a ovomucin tvořící agregáty s ostatními bílkovinami bílku. Ovoalbumin A má také schopnost reagovat s glukózou za tvorby zplodin Maillardovy reakce (Simeonovová et al., 2001).
3.5.1.2 Ovotransferin
Tento bílkovinný protein vázající železo se hojně vyskytuje v krvi a ve vejcích drůbeže. Je totožný se sérovým transferinem. Váže na sebe ionty dvoj - a trojmocných kovů, se kterými tvoří komplexy, ty jsou pak v bílku nedostupné pro mikroorganismy. Komplexy s ionty železa mohou způsobovat růžové zabarvení bílku (Steinhauserová et al., 2003). Ovotransferin se skládá z několika podjednotek, ty se od sebe liší obsahem sacharidů. Tento protein vykazuje antimikrobiální účinky. Jeho relativní molekulová hmotnost se pohybuje okolo 76 kDa a hodnota pI je 6,1. Ze všech proteinů bílku je nejvíce citlivý vůči záhřevu, jeho denaturace probíhá již při 53 °C (Steinhauserová et al., 2003). Jeho koncentrace v krvi se u kuřat zvyšuje při infekcích a je nejdůležitějším proteinem akutní fáze u kuřat. Jeho antimikrobiální aktivity jsou pravděpodobně spojeny s jeho schopností blokovat dostupnost železa. Úloha proteinů akutní fáze v séru by podle výzkumníků mohla vést k novým přístupům ve zlepšování přirozené odolnosti drůbeže vůči nemocem. Např. vyvinutím genetických markerů, které chovatelé mohou využít
ke
šlechtění
drůbeže,
schopné
(Vondrášková et al., 2002).
38
účiněji
odolávat
různým
nemocem
3.5.1.3 Ovomukoid
Je termostabilní fosfoglykoprotein složený ze tří komponent, lišícím se od sebe složením sacharidů na N - konci molekuly. Tvoří jej glukosoamin, manosa, galaktosa a kyselina sialová. V bílku se nachází z cca 11 %. Díky svému poměrně vysokému obsahu sacharidů, celkem až 30 %, je v roztoku bílkovin silně hydratován a jeho molekuly tak zaujímají veliký objem. Patří k prvním objeveným proteinům bílku vůbec. Hodnota kDa je 28, pI = 4,4 - 4,6. Je schopný inhibovat trypsin i jiné proteolytické enzymy. Sacharidický řetězec ovomukoidu je zdrojem alergických reakcí a tento alergenní účinek nelze snížit ani působením tepla (Elkin et al., 2003). Jeho vysoká termostabilita je způsobena vysokým obsahem sacharidů a 9ti disulfidickými můstky. Je důkazem, že tepelná denaturace proteinů nevede ke koagulaci (Mohan et al., 1995).
3.5.1.4 Ovomucin
Je nerozpustným kyselým glykoproteinem obsahujícím 19 % sacharidů, z toho asi 11 % tvoří glukosamin. Z celkové sušiny bílku zaujímá 1,5 - 2,9 %, má vysoký obsah cystinu, kyseliny sialové a v molekule se váže na zbytky kyseliny sírové. Kyselina sialová je příčinou vzájemného působení uvnitř molekul vedoucích k polymeraci, jedná se o spojení molekul obsahujících alespoň jednu dvojnou nebo trojnou vazbu. Jejím odštěpením se zvyšuje šlehatelnost, snižuje se stabilita pěny a zhoršují se emulgační vlastnosti (Elkin et al., 2003). Ovomucin existuje ve dvouch formách, liší se obsahem N - acetylneuraminové kyseliny. Αlfa - forma má molekulovou hmotnost 220 kDa, β - forma 720 kDa, pI = 4,5 - 5,0. Mucinová vlákna tohoto proteinu jsou zodpovědná za jeho gelovitou strukturu. Z bílku se vysráží po přidání až trojnásobku vody, sražený se rozpouští v roztoku solí nebo zásad. V kyselinách je nerozpustný, jeho koagulace probíhá při 75 °C (Simeonovová et al., 2001).
39
3.5.1.5 Lysozym
Lysozym, patří k nejznámějším bazickým (pI = 10,5) proteinům, nazývá se také enzym muramidasa. V bílku se nachází v množství asi 3,5 %, je značně termostabilní, snese až 1 minutový záhřev na 100 °C. Tvoří ho polypeptidový řetězec složený ze 129 aminokyselin a na jeho globulární molekulové struktuře se podílí čtyři disulfidové můstky. Vykazuje enzymatické a antibakteriální vlastnosti. Ty již v roce 1922 rozpoznal skotský lékař Alexander Fleming. Antibakteriální vlastnosti lysozymu narušují základní strukturu buněčné stěny bakterie tak, že hydrolyzuje beta - (1 - 4) - D - glykosidickou vazbu mezi N - acetylmuramovou kyselinou a N - acetylglukosaminem. K některým mikroorganismům se chová baktericidně (zabíjí je), k jiným bakteriostaticky (zabraňuje jejich růstu). Citlivé na působení lysozymu jsou především G + bakterie, méně citlivé jsou pak plísně a kvasinky. Působí např. proti bakteriím Pseudomonas (G - bakterie), Clostridium (G + tyčinkovitá bakterie) nebo Bacillus (G + sporulující tyčinkovitá bakterie) (Šatava et al., 1984). Své antimikrobiální vlastnosti v závislosti na teplotě lysozym ztrácí dlouhodobým skladováním. Díky své enzymatické aktivitě je ochranným faktorem bránícím průniku mikroorganismů od skořápky směrem ke žloutku. Lysozym se nachází nejen v bílku, ale také v celé řadě živočišných sekretů, např. v slzách, slinách, mateřském mléce, v krevním séru nebo ve slezině či ledvinách. Stálý je pouze při kyselém pH, v alkalickém se chová nestabilně. Inaktivace u něj probíhá při teplotě 62,5 °C o pH nižším než 7 zhruba za 10 minut. Inaktivizuje se i při smíchání se žloutkem, proto vaječná směs podléhá snadněji mikrobiálnímu rozkladu než samotný bílek. Jeho obsah je ve vejci určen geneticky (Roček et al., 2002). V ptačích vejcích jsou dva typy lysozymu - C a G. C lysozym se nachází hlavně ve slepičích vejcích a svým složením je shodný se savčím lysozymem. G typ lysozymu je ve vejcích hus (Wilcox et al., 1956).
3.5.1.6 Ovoglobulin
Patří mezi glykoproteiny obsahující tři rozdílně se chovající složky, označené jako globulin G1, G2 a G3. Všechny poměrně rychle podléhají denaturaci. G1 je totožný s lysozymem. G2, G3 globuliny mají velmi dobré pěnotvorné vlastnosti. Denaturují při 40
80 °C. Vůči proteolytickým enzymům nevykazují žádnou inhibiční aktivitu (Steinhauserová et al., 2003).
3.5.1.7 Avidin
Tento bazický glykopolypeptid tvoří 4 identické podjednotky, které jsou vázané disulfidovými můstky. V bílku se nachází v koncentraci 0,05 %. Váže vitamin biotin ve stabilní komplex, čímž zabraňuje jeho biologickému využití. Protein avidin obsahuje 8 % sacharidů, zamezuje růstu mikroorganismů a jejich množení. Patří k ochranným složkám bílku (Abrahamson et al., 2003).
3.5.1.8 Cystatin
Inhibuje cysteinové proteasy papin, ficin, katepsin. Je poměrně termostabilní, vydrží záhřev až na 100 °C. Je tvořen cca 115 velmi kyselými aminokyselinami, v bílku je v množství asi 0,05 % (Abrahamson et al., 2003). 3.5.1.9 Ovoinhibitor
Inhibitor je schopen inhibovat trávicí enzymy pankreatu trypsin a chymotrypsin, též některé proteasy bakterií a hub. Je poměrně termostabilní, denaturuje při neutrálním pH až při t 100 °C. Bílek jej obsahuje v množství 1 % (Elkin et al., 2003). Ovoinhibitor tvoří pevnou vazbu s trypsinem a chymotrypsinem. Na jednu molekulu inhibitoru se váží dvě molekuly těchto proteze. Jeho inhibiční aktivita se nemění až do pH 8, při 30ti minutovém záhřevu na 100 °C (Steinhauserová et al., 2003).
3.5.1.10 Ovomakroglobulin
Inhibuje řadu proteas, jako je trypsin, trávicí enzym pepsin, enzym papáji papain, enzym kůry ledvin renin aj. V bílku je ho 0,5 %. Má odlišný mechanismus inhibice než jiné nízkomolekulární inhibitory. Vykazuje široké spektrum imunologických křížových 41
reakcí mezi různými ptačími druhy. Denaturuje při cca 60 °C (Simeonovová et al., 2001).
3.5.1.11 Ovoflavoprotein
Ovoflavoprotein, nebo - li RBP - riboflavin vážící protein váže v bílku vitamín B2 riboflavin a zajišťuje jeho transport z krve do bílkové hmoty (Steinhauserová et al., 2003).
3.5.1.12 Ovoglykoprotein
Obsahuje až 16 % vázaných sacharidů, především hexosu mannosu a galaktosu, glukosamin a kyselinu sialovou. Jeho fyzikální vlastnosti připomínají ovomukoid. Nevykazuje žádnou biologickou aktivitu (Ingr et al., 1993).
3.5.2
Sacharidy bílku
V bílku se sacharidy vyskytují vázané v glykoproteinech. Jde o D - galaktosu, D mannosu, D - glukosamin, D - galaktosamin a kyselinu sialovou. Ve volné formě se pak v bílkové hmotě vyskytuje glukosa v množství cca 0,4 %.
42
-
-
1,7-2,0
-
Ovotransferin
1,7
-
-
0,9
-
9,5-17,7
-
0,5-4,0
6,4-8,6
0,3-2,2
Alfa-ovomucin
5,4
0,5
1,8
4,6
1,0
Beta-ovomucin
8,8
7,0
19,2
4,1
13,8
Globuliny
13,8
-
4,5
9,0
3,0
Ovoflavoprotein
8,7
-
1,1
3,9
0,86
Ovomakroglobulin
5,5
-
0,3
0,3
-
2,8-5,6
-
-
2,1-3,7
0,1-0,3
Avidin
4,1
-
-
4,6
-
Ovoglykoprotein
13,8
-
4,5
9,1
3,0
Ovomukoid
Ovoinhibitor
Kys. sialová
1,2
Glykoprotein
Mannosa
Galaktosa
Ovoalbumin
Glukosamin
Galaktosamin
Tabulka 8 Zastoupení a podíl sacharidů (v %) v glykoproteinech bílku (Simeonovová et al., 2001)
Obecně se sacharidy v živočišných tkáních vyskytují jen z několika málo %. V buňkách plní různé funkce, slouží především jako zdroj energie, jsou základními stavebními jednotkami řady buněk, ty chrání před působením vnějších vlivů, dále plní funkci biologicky aktivních látek. Tedy látek, které jsou schopny vyvolat změny ve struktuře nebo ve fungování organismu. Sacharidy jsou v jednotlivých složkách potravin značně reaktivní, při skladování nebo během zpracování potravin jsou transformovány na různé produkty, a to i bez spolupráce s jinými reakčními partnery (Velíšek et al., 1999). Dělíme je dle počtu cukerných jednotek vázaných v molekule (Velíšek et al., 1999): •
Monosacharidy - mající jednu cukernou jednotku,
•
Oligosacharidy - mající 2 - 10 cukerných jednotek,
43
•
Polysacharidy - obsahujících více než 10 stejných nebo různých monosacharidů,
•
Konjugované, složené, neboli komplexní sacharidy - obsahující i jiné sloučeniny, např. peptidy, lipidy aj.
Sacharidy obsažené ve vaječném bílku: D - galaktosa vaječného bílku patří k nejběžnějším složkám polysacharidů. Jedná se o hexosu, tedy šestičlenný nerozvětvený bílkovinný řetězec s aldehydovou skupinou. D - mannosa - je aldohexosa, epimer glukosy, a součást řady polysacharidů, je běžnou součástí složek glykoproteinů. D - glukosamin - je aminocukr (chitin) a je součástí buněčných stěn některých mikroorganismů. Jeho minomerní jednotky N - acetylglukosaminu jsou propojeny glykosidovými vazbami (Velíšek et al., 1999). D - galaktosamin - je též aminocukr, vyskytující se v glykoproteinech. Kyselina sialová - ester N - neuraminové kyseliny, N - acetylneuraminová kyselina NANA, patří biologicky k velmi významným cukrům (Elkin et al., 2003).
3.5.3
Vitamíny bílku
Jedná se o látky s různou chemickou strukturou. Jsou to organické nízkomolekulární
sloučeniny,
syntetizované
hlavně
autotrofními
organismy.
Heterotrofní organismy - tedy člověk, je syntetizuje jen v omezené míře. Zastávají celou řadu funkcí, proto se též nazývají exogenní esenciální biokatalisatory. Vaječný bílek obsahuje pouze hydrofilní vitamíny řady B, neobsahuje kyselinu askorbovou. Jejich obsah ve vejci je opět ovlivněn řadou faktorů, např. věkem nosnice, kolísá též v závislosti na krmivu, plemeni a na ročním období. Jejich obsah je o něco vyšší ve žloutkové hmotě (Elkin et al., 2003).
3.5.3.1
Vitamín B1
Vitamín B1 - thiamin, bílek obsahuje v množství 0,015 - 0,030 mg/100g. Vyskytuje se hlavně jako volná látka, ve formě fosforečných esterů mono -, di - a trifosfátů. Je 44
kofaktorem enzymů účastnících se energetického metabolismu. Souvisí s množstvím využitelných sacharidů přijímaných potravou (Elkin et al., 2003).
3.5.3.2
Vitamín B6
B6 - pyridoxin, je v bílku ze 0,012 mg/100g. Více tohoto vitamínu obsahuje vaječný žloutek. Svým složením se jedná o tři strukturně příbuzné biologicky aktivní deriváty 3 - hydroxyl - 5 - hydroxymethyl - 2 - methyl pyridin lišící se od sebe substitucí v poloze 4, pyridinového kruhu a třemi příslušnými 5´fosfáty (Elkin et al., 2003).
3.5.3.3
Kyselina listová
Kyselina listová, neboli folacin, je biologicky aktivní derivát kyseliny folové, dříve značený jako vitamín B9, neboli vitamín M. Bílek jej má okolo 0,016 mg/100g (Elkin et al., 2003).
3.5.3.4
Vitamín B2
B2 - riboflavin (0,250 - 0,450 mg/100g), je oxidovanou formou vit. flavochinonu. Jeho základní strukturu tvoří isoalloxazinové jádro na které se váže alditol ribstol odvozený od D - ribosy (Elkin et al., 2003).
3.5.3.5
Biotin
Biotin je složen z ureidového kruhu spojeného se tetrahydrothiofenolovým kruhem, substituovaným pentanovou kyselinou, v molekule má tři asymetrické atomy uhlíku. V bílku je ho okolo 0,007 mg/100g (Elkin et al., 2003).
45
3.5.3.6
Vitamín B12
B12 - kobalamin (0,0001 mg/100g), má nejsložitější strukturu, více jej je ve vaječném žloutku, kde se nachází ve formě methylkobalaminu. (Elkin et al., 2003).
3.5.4
Minerální látky bílku
V bílku jsou zastoupeny Na, Mg, Fe, P, Se, Br, K, Ca, Mn, Zn, S, Cl a I v celkovém množství od 0,6 do 0,95 %. Bílek na rozdíl od žloutku obsahuje více Na, K a S. Naopak méně P, Ca a Fe (Steinhauserová et al., 2003).
3.5.5
Organické kyseliny bílku
Jejich zastoupení v bílkové hmotě je obdobné, jako je tomu ve žloutku. Jde především o kys. mléčnou, citronovou a jablečnou. Stárnutím vejce difundují organické kyseliny ze žloutkové hmoty do bílkové, tam se pak jejich koncentrace zvyšuje (Simeonovová et al., 2001).
3.5.6
Alergie na bílkové proteiny
Bílkoviny bílku patří k nejvýznamnějším alergenům vůbec. K těm nejagresivnějším patří ovomukoid, alergenní účinky vykazuje jeho sacharidický řetězec. Poněkud nižší alergenní účinky pak vykazují bílkoviny ovoalbumin, lysozym (způsobující astma) a ovotransferin (Elkin et al., 2003). Tyto alergie se označují jako potravinové, vyvolávají reakci mezi molekulami potraviny a imunitním systémem člověka. Nejsou štěpeny vařením, trávicími enzymy ani kyselinami (Elkin et al., 2003). Přecitlivělost může být také vyvolána imunoglobulinem E nebo bývá buněčná, ta je méně častá (Elkin et al., 2003). 46
3.6 Chemické složení skořápky vejce
Vaječná skořápka, včetně kutikuly, se skládá z 93,7 % z uhličitanu vápenatého, ze 4,5 % organických látek, z 1,39 % uhličitanu hořečnatého a necelé % skořápky tvoří fosfor (P2O5). Je tedy zřejmé, že se svým složením od ostatních částí vejce zcela odlišuje. Obsah vody je ve skořápce zcela nepatrný a kolísá mezi 1 a 2 %. Její obsah se dá zjistit metodou prosvětlování, pokud je vody ve skořápce až dvojnásobek, projeví se to její skvrnitostí. Organickými látkami se rozumí matrix kolagenních vláken a hlenovitý povlak kutikuly tvořený mucinem. Základem organické matrix jsou proteiny ovokleidin, osteopontin a ovoalbumin. Ovokleidin se nachází v maxilární vrstvě a v palisádách. Je poměrně dobře rozpustný. Glykoprotein osteopontin se objevuje ve vyšším množství především v době kalcifikace skořápky. Ovoalbumin se nachází v krystalizačních jádrech mamilární vrstvy a je totožný s ovoalbuminem A bílku. Skořápka, hlavně kutikula, obsahuje asi 0,045 % lipidů. Jde především o neutrální lipidy mono -, di - a triacylglycerolů, cholesterol, jeho estery a volné mastné kyseliny. Z nasycených mastných kyselin skořápku tvoří kyselina palmitová a stearová, z nenasycených mastných kyselin kyselina olejová (MZe ČR et al., 2002). Hmota skořápky obsahuje hnědé a zelenomodré barvivo, ve stopách se pak objevuje i barvivo bílé a žlutohnědé. Tyto barviva jsou viditelná i při obyčejném denním světle. Pouze ovoporfyrin je barvivem, které vynikne při filtrovaném UV světle, je obsaženo hlavně ve vrchních vrstvách skořápky a kutikuly. Čerstvá vejce s bílou skořápkou při UV světle fluoreskují fialově červeně, vejce s hnědou skořápkou fluoreskují tmavěji (MZe ČR et al., 2002). Skořápka slouží jako přirozená ochrana vejce tvořící první bariéru proti pronikání mikroorganismů, kutikula překrývá póry. Během stárnutí vejce ale vysychá a stává se porézní. Hmota skořápky chrání vejce jak mechanicky svojí strukturou a tloušťkou, tak chemicky proteiny matrix (MZe ČR et al., 2002).
3.6.1
Chemické složení vaječných blan
47
Tvoří významnou bariéru vejce, jejich vláknitá struktura působí jako filtr. K ochranným vlastnostem přispívá i chemické složení blan, lysozym a ovotransferin. Vaječné blány tvoří organické kyseliny (80 %), vodu a stopy minerálních látek. Bílkoviny blan jsou zastoupeny vlákny keratinu, ten obsahuje až trojnásobné množství síry, vedle keratinu je přítomen dermatan sulfát a mucin. Minerální látky bílku jsou zastoupeny sloučeninami síry a vápníku. Lipidů blány obsahují kolem 1,35 %. Z nasycených mastných kyselin je zastoupena kyselina linolová (Cabadaj et al., 1992).
48
4
ZÁVĚR
Vejce jsou dnes nepostradatelnou konzumní surovinou. Konzumují se vejce slepičí, křepelčí, perličí i pštrosí. Kromě přímé konzumní suroviny, se vejce využívají i pro různá potravinářská odvětví, například pro pekařství, cukrářství, pro výrobu těstovin a celou řadu masných výrobků. Dále jsou součástí nepotravinářského průmyslu, farmaceutického, chemického, sklářského nebo fotografického. Cílem této bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši týkající se problematiky chemického složení vajec se zaměřením na, u nás nejkonzumovanější, vejce slepičí. Slepičí vejce obsahuje poměrně vysoké množství vody. Jejím hlavním zdrojem je bílek - albumen, tvořící asi 2/3 celkové hmotnosti slepičího vejce. Vaječný bílek obsahuje asi 12 % sušiny, tu tvoří až z 90 % bílkoviny, poměr mezi vodou a bílkovinami vaječného bílku je asi 8:1, lze jej tedy pokládat za vodný roztok bílkovin. Bílková hmota je stavební složkou vejce, chrání a zároveň zabraňuje poškození vajíčka, kterému také dodává živiny. Jeho nejdůležitější složkou jsou proteiny - např. ovoalbumin, ovotransferin, avidin, ovomucin a nebo lysozym, vykazující enzymatické i antibakteriální vlastnosti. Dále bílek obsahuje volné sacharidy ve formě glukosy a sacharidy vázané v glykoproteinech – D - galaktosu, D - mannosu, D - glukosamin, D galaktosamin a kyselinu sialovou. Jeho další složkou jsou hydrofilní vitamíny řady B. Neobsahuje žádný tuk ani cholesterol. Žloutek slepičího vejce vyživuje vyvíjející se zárodek, obsahuje humorální protilátky, které chrání mládě v prvních týdnech života po vylíhnutí. Je jedním ze zdrojů vitamínu D, který je nezbytný pro tvorbu vápníku. Zároveň je žloutková hmota zdrojem lipidů ve formě acylglycerolů, fosfolipidů, sterolů a cerebrosidů, tvořících asi 30 % sušiny vaječného žloutku. Dále je žloutek tvořen sterolem – cholesterolem a to v poměrně stálé formě, v množství 0,3 g. Žloutek obsahuje stopy sacharidů, které jsou zdrojem energie a plní zásobní a stavební funkce, též jsou součástí některých složitějších látek, například hormonů. Pigmenty žloutku, neboli karotenoidní barviva – karoteny a xantofyly, přijímá nosnice z krmiva. Vaječný žloutek je též bohatý na obsah lipofilních a hydrofilních vitamínů (výjimku tvoří kyselina askorbová). 49
Minerální látky se vyskytují ve vyšším množství ve vaječné skořápce, neboli ve vápenitém obale ptačího vejce, která spolu s bílkem a žloutkem tvoří základní strukturální složky vejce. Skládá se z 93,7 % z uhličitanu vápenatého, ze 4,5 % organických látek, asi z 1 % uhličitanu hořečnatého a z necelého procenta fosforu. Svým složením se tedy od ostatních částí vejce zcela liší. Rozdíly v chemickém složení vajec jednotlivých druhů drůbeže nejsou velké. Bývají ovlivněny kvalitou krmení, plemenem, věkem drůbeže nebo jejím zdravotním stavem. Celkově lze říci, že slepičí vejce svým chemickým složením patří k potravinám s nejvyváženějším obsahem živin s vysokou stravitelností.
50
5
POUŽITÁ LITERATURA
ABRAHAMSON M., ALVAREZ - FERNANDEZ M., NATHANSON C. M., 2003: Cystatins. Biochemical society symposia, 70 (7): 179 – 199.
BULKOVÁ V., 1999: Nauka o poživatinách. Idvpz :Brno, 204 s. ISBN 80-7013-293-0.
CABADAJ R., TUREK P., 1992: Hygiena a technológia hydiny a vajec. Magnus, Košice, 177 - 285. ISBN 80-85569-08-6.
BELL D. D., WEAVER W. D., 2001: Commercial chicken meat and egg production (eds Bell D. D., Weaver W. D.), Springer: USA Kluwer, 1123 s. ISBN 07-9237-200-X.
COUTTS J. A., WILSON G. C., 2007: Optimum egg duality - A proctical Approach. Databáze online [cit. 2010-09-09]. Dostupné na: http://www.thepoultrysite.com/publications/1/egg-quality-hanbook.
ELKIN R.G., FUROMOKO E.J., THOMAS C.R., 2003: Assessment of egg nutrient compositional
changes and residue in eggs, tissues and excreta folowing oral
administration of atorvastatin to laying hens. Journal Agricultural and Food Chemistry, (61) 2: 3473 - 3481.
HEJLOVÁ Š., 2001: Hygiena a technologie vajec a vaječných výrobků. Straka: Újezd u Brna, 72 s. ISBN 80-9027758-6.
HUANG Z.B., LEIBOVITZ H., LEE C.M., MILER R., 1990: Effect o dietary fish oil, on omega - 3 fatty acid levels in chicken eggs and thigh flesh. Journal Agricultural and Food Chemistry, 22 (1): 743-747.
HVÍZDALOVÁ I., 2006: Potravinářská revue. Databáze online [cit. 2010-03-31]. Dostupné na:
INGR I., BURYŠKA J., SIMEONOVOVÁ J., 1993: Hodnocení živočišných výrobků. MZLU: Brno, 128 s. ISBN 80-7157-088-5.
INGR I., 2003: Zpracování zemědělských produktů. MZLU: Brno, 235 - 239. ISBN 807157-520-8.
KŘÍŽ L., 1995: Přirozené a umělé líhnutí drůbeže. Institut výchovy a vzdělávání Ministerstva zemědělství ČR v Praze: Praha, 32 s. ISBN 80-7105-102-0.
LAZAR V., 1990: Chov drůbeže. Vysoká škola zemědělská v Brně: Brno, 210 s. ISBN 00-0156651.
LEDVINKA Z., KLESALOVÁ L., 2003: Faktory vnějšího prostředí ovlivňující kvalitu vajec. Náš chov, 25 (2): 9 s. ISSN 0027-80-68.
MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ ČESKÉ REPUBLIKY, 2002: Drůbež a vejce. Situační a výhledová zpráva, 30 s. ISBN 80-7084-209-1.
MÍKOVÁ K., 2004: Výživová hodnota vajec. Databáze online [cit. 2010-02-16]. Dostupné na:
MOHAN B., KADIRVEL R., BACCARAT M., NATARAJAN A., 1995: Effect of probiotic supplementation on serum/yolk cholesterol and on egg shell thickness in layers. British Poultry Science, 36 (1): 799 - 803.
POKORNÝ, Z., 2008: Evidence v chovu drůbeže [online]. 2008 [cit. 2010-05-20]. Dostupné z WWW: < http://drubez.chovzvirat.com/clanky/evidence v chovudrubeze.html.
ROČEK Z., 2002: Historie obratlovců, evoluce, fytogeneze, systém. Academia: Praha, 512 s. ISBN 80-200-0858-6.
52
SAIF I.M., 2003: Diseases of poultry. (eds. Saif, I.M.). Blackwell Publishers Competition: USA Iowa State Press, 1231 s. ISBN 0-81-38-0423-X.
SEDLÁK A., 2009: Vejce a cholesterol. Databáze online [cit. 2010-05-24]. Dostupné na:
SIMEONOVOVÁ J., MÍKOVÁ K., NÁPRAVNÍKOVÁ E., TREMLOVÁ B., 2003: Produkce a zpracování drůbeže, vajec a medu. Veterinární a farmaceutická univerzita: Brno, 82 s. ISBN 80-73-05462-0.
STADELMAN W.J., COTTERILL O.J., 1986: Egg science and technology (eds. Stadelman, W.J. and Cotterill, O.J.) Columbia: University of Missouri, 449 s. ISBN 156022-003-1.
STURKIE P.D. (ed.), 1999: Avian physicology. Academia press: London, 978 s. ISBN 978-0-12-747605-6.
SUNG I., MOLINA M., 2001: Why eggs dont contribute much cholesterol to diet. Databáze online [cit. 2011-03-20]. Dostupné na: http://www.unisci.com/stories/20014/1029013.htm.
ŠATAVA M., 1984: Chov drůbeže. Státní zemědělské nakladatelství: Praha, 505 s. ISBN 2-0877-127.
UNIVERSITY SCIENCE ARTICLE, 2001: On eggs and cholesterol. Databáze online [cit. 2011-01-29]. Dostupné na: http://unisci.com/stories/20014/1029013.htm.
VELÍŠEK J., 1999: Chemie potravin I. Ossis: Tábor, 49 s. ISBN 80-90-2391.
VESELOVSKÝ Z., 2005: Etiologie: biologie chování zvířat. Academia: Praha, 407 s. ISBN 80-200-1331-8.
VESELOVSKÝ Z., 2001: Obecná ornitologie. Academia: Praha, 250 - 254. ISBN 80200-0857-8. 53
VONDRÁŠKOVÁ Š., 2000: Technologie ochrany životního prostředí před negativními vlivy živočišné výroby. Ústav zemědělských a potravinářských informací: Praha, 43 s. ISBN 80-7271-059-1.
WILCOX K., VERNON E., 1945: Modern farmers cyclopedia of agriculture. Judd Publishing Company: New York, 497 s. ISBN 71-060596-X.
54
6
SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ
Seznam tabulek
Tabulka 1 Chemické složení vajec různých druhů drůbeže (Hejlová et al., 2001) ........ 21 Tabulka 2 Průměrný obsah látek ve žloutku (Šatava et al., 1984) ................................. 23 Tabulka 3 Zastoupení proteinů a granulí v plasmě (Velíšek et al., 1999) ...................... 25 Tabulka 4 Obsah aminokyselin ve žloutkové hmotě (Simeonovová et al., 2001) ......... 26 Tabulka 5 Obsah cholesterolu ve vaječné hmotě (Elkin et al., 2003) ............................ 31 Tabulka 6 Obsah vitaminů ve vaječné hmotě (Simeonovová et al., 2001) .................... 34 Tabulka 7 Složení proteinů bílku slepičího vejce (Velíšek et al., 1999) ........................ 37 Tabulka 8 Zastoupení a podíl sacharidů (v %) v glykoproteinech bílku (Simeonovová et al., 2001) ................................................................................................................... 43
Seznam obrázků
Obr. 1 Stavba slepičího skořápkového vejce (Skřivanová, 2009) .................................. 10 Obr. 2 Hnědá skořápka slepičího vejce (Steinhauserová, 2003) .................................... 15 Obr. 3 Vejce křepelky japonské ve srovnání s vejcem slepičím .................................... 18 Obr. 4 Miniaturní vejce perličky domácí spolu s běžnou velikostí vajec perličky (www.topzine.cz, 2010).................................................................................................. 19 Obr. 5 Srovnání velikostí vajec pštrosa dvouprstého s vejcem slepičím........................ 20
55
56
