Совершенствование технологии получения белковых изолятов из подсолнечного жмыха и их использование для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий (стр. 2 )

Таблица 3 – Функционально – технологические свойства белковых изолятов гибридных семян и подсолнечного жмыха

Функциональные свойства, %	Белковый изолят:
Брио	Ферти	Подсолнечный жмых
ЖУС ВУС ЖЭС ПОС СП	320 176 75 29 41	280 246 70 24 46	150 189 48 22 43

Белковый изолят подсолнечного жмыха по функциональным свойствам и относительной биологической ценности уступает изолятам из нативных семян. У белковых изолятов семян гибридного подсолнечника ЖУС более чем в 2 раза, а ЖЭС в 1,5 раза больше, чем у белкового изолята подсолнечного жмыха. В то же время, получение и модификация белковых изолятов из подсолнечного жмыха более технологически целесообразно и экономически выгодны, по сравнению с использованием для этих целей масличных семян. Поэтому в дальнейших исследованиях использовать подсолнечный жмых для получения белковых изолятов и направленного регулирования их свойств.

3.3 Обоснование выбора ферментных препаратов и исследование их протеолитической активности. Ферментативная модификация растительных белковых изолятов применяется для регулирования их функциональных свойств и биологической ценности.

На основании проведенного анализа научной и технической литературы по использованию протеолитических ферментов для модификации белковых веществ, нами были выбраны протеазы пророщенных семян подсолнечника – РП и протеолитические ферменты подсырной молочной сыворотки - ПМС. Для получения препарата растительных протеаз использовали водную вытяжку из пророщенных гибридных семян подсолнечника.

В результате проведенных исследований установлены оптимальные условия для проращивания гибридных семян подсолнечника и получения ферментной вытяжки с максимальной протеиназной активностью (ПА). Время выдержки семян при проращивании - 72 часа, температура - 270C.

2

1

1 – гибрид НК Брио; 2 – гибрид НК Ферти

Рисунок 2 - Динамика изменения протеолитической активности пророщенных семян подсолнечника

Изучение динамики протеолитической активности пророщенных семян исследуемых гибридов подсолнечника с различным жирнокислотным составом НК Ферти и НК Брио (рисунок 2) показало, что максимальной активностью - 10,64 ед. ПА, обладает гибрид НК Ферти (высокоолениновый). Полученной ферментной вытяжкой проводили обработку белкового изолята исследуемого подсолнечного жмыха.

Использование ПМС, содержащей протеолитически активные молочнокислые бактерии и сычужный фермент, представляется обоснованным и целесообразным и может являться альтернативой использованию дорогостоящих промышленных ферментных препаратов. Используемая в работе сыворотка имела протеолитическую активность - 10,12 ед. ПА.

3.4 Оптимизация условий гидролиза и разработка технологической схемы получения белкового изолята подсолнечного жмыха.Поиск оптимальных параметров проведения гидролиза белкового изолята подсолнечного жмыха ПМС и РП осуществляли по 3х факторному эксперименту (рисунки 3, 4).

Рисунок 3 – Зависимость глубины гидролиза сывороточными протеазами от времени, гидромодуля и температуры

Рисунок 4 – Зависимость глубины гидролиза растительными протеазами от времени, гидромодуля и температуры

Факторами, оказывающими наибольшее влияние на выход небелкового азота (У, %) при гидролизе белкового изолята ПМС являются: температура, оС (фактор Х1), время, мин (фактор Х2) и гидромодуль (соотношения белкового изолята и ферментного препарата) (фактор Х3).

Анализ, полученных частных зависимостей (рисунки 3 и 4) показал, что наибольшее значение функции получено в следующих параметрах проведения процесса при использовании: ПМС температура – 35-37оС, время 40-42 минут, гидромодуль 8:1 (небелковый азот 9,09 – 9,07%); и РП температура – 25-27 оС, время 45-47 минут, гидромодуль 3:1 (небелковый азот 8,60– 8,62 %).

Классическая схема получения белкового изолята из подсолнечного жмыха заключается в экстракции белка диспергирующим агентом с последующим осаждением его в изоэлектрической точке соляной кислотой. Усовершенствованная схема получения белковых изолятов по предлагаемой технологии (рисунок 5) дополнительно включает последовательную обработку сывороточными и растительными протеазами с последующей термообработкой для остановки гидролиза и сушкой модифицированного белкового изолята.

Жмых подсолнечный

Модифицированный белковый изолят

Рисунок 5 - Схема получения модифицированных белковых изолятов

3.5 Влияние ферментативной модификации белковых изолятов на биологическую ценность и функционально-технологические свойства. Ограниченный протеолиз белковых биополимеров, по мнению исследователей, приводит к «разукрупнению» исходных субъединиц белков (вследствие деструкции четвертичной структуры) и «гидрофобизации», т. е. образуются белковые ассоциаты с новыми технологическими свойствами.

Растворимость белка – одно из наиболее важных функциональных свойств растительных белковых продуктов. Из приведенных данных в таблице 4 видно, что все виды модификаций приводят к изменению соотношений растворимого и нерастворимого белка. Наиболее существенные изменения, в сторону увеличения растворимости белка, наблюдаются при последовательной модификации сывороточными и растительными протеазами (СРП).

Таблица 4 – Изменение растворимости белка при различной модификации

Белок (а. с.в.), %	До модифи-кации	Виды модификации протеазами
ПМС	РП	СРП
- суммарный - нерастворимый - растворимый	84,38 28,19 56,19	89,50 31,69 57,81	87,63 30,19 57,44	90,62 32,56 58,06

Электрофоретические исследования модифицированных белков показали, что ферментативная модификация сопровождается определенной деструкцией белковых глобул: происходит их «разрыхление» и деполимеризация протеазами, что подтверждается появлением ряда новых низкомолекулярных белковых компонентов. В исходных белках выделяется 11 фракций белковых компонентов. В белках модифицированных отдельно РП и ПМС имеются соответственно 17 и 19 электрофоретически разнородных компонентов, имеющих меньшую молекулярную массу. Белки при последовательной комплексной модификации характеризуются еще большей неоднородностью и включают 21 белковый компонент. Общая площадь электрофоретических спектров увеличивается от 20,89 mAU•сек в исходных белках до: 24,20; 28,73 и 39,65 mAU•сек в модифицированных белках (соответственно РП, ПМС и СиРП), что можно объяснить добавлением белков модифицирующих агентов (ферментов). В целом, обработка белковых изолятов подсолнечного жмыха СиРП позволяет получить большее количество новых белковых компонентов по сравнению с использованием отдельно сывороточных и растительных протеаз. Очевидно, проявляется суммарный протеолитический эффект действия протеаз (растительных, сычужных и микробных), обладающих различной субстратной специфичностью по отношению к пептидным связям между определенными аминокислотами в белковых молекулах.

Анализируя результаты жидкостной хроматографии по аминокислотному составу исследуемых модифицированных белковых изолятов, таблица 5, следует отметить некоторое возрастание относительной доли незаменимых аминокислот в исследуемых образцах модифицированных белковых изолятов по сравнению с исходным белком подсолнечного жмыха.

Так содержание лизина возрастает во всех вариантах модификации, а при обработке последовательно сывороточными и растительными препаратами – практически вдвое по сравнению с исходным образцом. Комплексная модификация приводит и к увеличению доли метионина, лейцина и изолейцина (в 1,3, 1,4 и 1,5 раза соответственно). Одновременно происходят изменения и в содержании заменимых аминокислот: уменьшается относительная доля глютаминовой аминокислоты в 1,3 раза и несколько снижается доля аспарагиновой; в то же время доля пролина и аланина пропорционально увеличивается, что можно объяснить взаимным превращением этих аминокислот (глютамат служит предшественником пролина, аспарагиновая кислота - аланина).

Увеличение массовой доли незаменимых аминокислот в модифицированных образцах можно объяснить за счет добавления белковых веществ самих модифицирующих препаратов: растительная ферментная вытяжка. Кроме ферментативных аминокислот могут дополнительно содержаться и синтезируемые аминокислоты проростков семян. Используемая для модификации подсырная сыворотка наряду с ферментами содержит и казеиновую пыль (в среднем 0,5%) - частицы белка казеина размером менее 1мм.

Таблица 5 – Изменения аминокислотного состава белковых изолятов при различной модификации

Аминокислоты	Содержание аминокислот, мг/г белка
до модифи-кации	Виды модификаций
ПМС	РП	СРП
Незаменимые аминокислоты В том числе: лизин фенилаланин лейцин изолейцин метионин валин гистидин аргинин треонин	252,72 11,95 32,42 18,42 16,18 18,71 42,76 24,83 43,03 44,42	276,04 21,68 20,32 25,17 23,13 22,75 30,58 31,49 47,03 53,89	272,99 18,33 28,13 24,53 20,23 13,62 38,51 26,76 48,93 49,95	282,00 23,57 27,51 23,48 24,63 23,93 40,91 30,81 44,44 33,72
Заменимые аминокислоты В том числе: аланин пролин глицин серин глютаминовая кислота аспарагиновая кислота тирозин	456,04 42,44 46,17 51,26 42,73 148,70 97,12 27,62	442,29 50,14 47,02 42,59 50,13 138,13 78,14 26,14	445,47 50,49 48,43 48,74 50,48 136,72 77,34 35,27	442,14 50,87 49,35 44,53 49,51 137,38 76,72 33, 78

Отмеченные взаимные превращения аминокислот могут быть объяснены наличием в составе используемых модифицирующих реагентов не только протеолитических ферментов. Ферментная вытяжка из семян подсолнечника представляет комплекс различных ферментов образующихся при прорастании, в том числе, вероятно, синтетаз и трансфераз аминокислот. Сыворотка наряду с сычужным ферментом (смесь химозина и пепсина) содержит и различные ферментные комплексы молочнокислых бактерий.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3