Современный подход к трансформации биополимеров продуктов переработки зерна тритикале

Введение:
Применение мультэнзимных композиций (МЭК) в процессе биотехнологического воздействия на растительное сырье представляет собой один из современных подходов в модификации биополимеров и других компонентов сырья в различных пищевых технологиях с целью интенсификации технологических процессов, ресурсо- и энергосбережения, а также получения продуктов с заданными свойствами.

Ферменты   целлюлолитического комплекса   в композиции   с   амилолитическими   и протеолитическим ферментами могут быть использованы для комплексной глубокой переработки зернового сырья и вторичных продуктов переработки зерна; получения продуктов повышенной пищевой ценности с заданными технологическими и функциональными свойствами [1].

Данная работа посвящена характеристике вторичных продуктов переработки зерна тритикале и изучению эффективности воздействия ферментных препаратов целлюлолитического и протеолитического действия на их биополимеры, с целью модификации и дальнейшего использования в производстве обогащенных пищевых продуктов.

Объекты и методы исследования:
В работе использовали зерно озимого тритикале и продукты его переработки (отруби, мука с высоким содержанием периферийных частей) следующих сортов Топаз, Сколот, Донслав, Вокализ, выращенное в Ростовской области, урожая 2013 г. Анализ исследуемых образцов муки проводили в соответствии с действующими ГОСТами: влажность - по ГОСТ 13586.5-93; зольность - по ГОСТ 10847-64; белизна - по ГОСТ 26361-2013; содержание белка по Къельдалю - по ГОСТ 10846-91; массовая доля и качество сырой клейковины - по ГОСТ 27839-88; содержание крахмала - по ГОСТ 10845- 98; жира - по Сокслету; клетчатки по Кюшнеру и Ганеку. Содержание растворимого белка определяли методом Лоури, фракционный состав растворимых белков - по Осборну, редуцирующие вещества (РВ) - по методу Бертрана.

В качестве ферментных препаратов протеолитического и целлюлолитического действия использовали следующие препараты: «Нейтраза» - бактериальная металлопротеиназа (Zn), продуцируемая Bacillus amyloliquefaciens; «Дистицим Протацид Экстра» - грибная протеаза, продуцируемая Aspergillus niger; «Шеразим 500L» - очищенная кслиланаза, продуцируемая Aspergillus oryzae и Aspergillus aculeatus; «Вискоферм L» - сбалансированная смесь ксиланазы, 0-глюканазы, целлюлазы и а-амилазы, продуцируемая Aspergillus aculeatus.

Результаты исследований:
На первом этапе работы были изучены основные технологические и биохимические характеристики объектов исследования, а именно, тритикалевых отрубей и образцов муки, сформированных на основе кумулятивных кривых зольности (Т-1200; Т-2000) и представляющих вымол оболочек с измельченными частями алейронового слоя и зародыша [2].

Сравнительный анализ основных компонентов зерна отрубей тритикале свидетельствует о закономерном увеличении в отрубях содержании общего белка, клетчатки; снижении содержания крахмала. Значительное увеличение Сахаров во фракциях отрубей по сравнению с целым зерном обусловлено, вероятнее всего, присутствием измельченного зародыша. Следует учитывать, что углеводный комплекс зерна тритикале содержит значительное количество гемицеллюлоз (до 30%) [3].
Образцы муки с высоким содержанием периферийных частей были проанализированы по технологическим показателям и химическому составу (табл. 2).
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют, что исследуемые образцы, особенно образец Т-2000, несмотря на высокое содержание белка характеризуются низкими хлебопекарными качествами, что подтверждается пробными лабораторными выпечками [2], но может быть использован как источник ценных пищевых ингредиентов.

Исследования фракционного состава растворимых белков (табл. 3) показало, что белки отрубей из зерна тритикале отличаются относительно высоким суммарным содержанием альбуминов и глобулинов, что в целом характерно для белков зерна тритикале, при этом количество глобулинов в 3 - 3,5 раза выше, чем в целом зерне (7-8% от общего содержания белка). Содержание проламинов в 2-2,5 раза ниже, чем в целом зерне (23,6-25,0%).
Для оценки эффективности действия ферментных препаратов целлюлолитического и протеолитического действия и МЭК на их основе при модификации биополимеров тритикалевых отрубей ферментативный гидролиз проводили при оптимальных условиях, которые были подобраны экспериментально. Эффективность гидролиза оценивали по накоплению РВ и растворимого белка. Результаты представлены на рисунках 1 и 2.
Применение ферментного препарата «Шеразим 500 L» увеличивает количество РВ и растворимого белка в 2 раза; препарата «Вискоферм L» - РВ в 1,5 раза, а растворимого белка в 2,5 раза.

С целью интенсификации процесса ферментативного гидролиза применяют комплексную обработку субстрата несколькими ферментными препаратами, так называемыми, мультэнзимными композициями (МЭК) с широким спектром действия.
  Выводы:
В результате модификации белковых компонентов тритикалевых отрубей с применением ферментных препаратов целлюлолитического и протеолитического действия и МЭК на их основе могут быть получены гидролизаты из вторичных продуктов переработки зернового сырья с определенным профилем пептидов и набором аминокислот, обладающие специфическими свойствами. Они могут быть использованы при производстве широкого спектра продуктов питания общего, функционального и лечебно-профилактического назначения. Это позволяет получать продукты различного состава, обладающие определенными технологическими и функциональными свойствами, повысить пищевую ценность конечного продукта, улучшить его усвоение.

Список использованных источников
1. Мелешкина Е.П. Модификация растительного белка зерна тритикале с помощью биотехнологических методов / Е.П. Мелешкина, И.С. Витол, Г.П. Карпиленко // Хлебопродукты. -2016.-№5.-С. 62-64.
2. Панкратов Г.Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г.Н. Панкратов, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков, И.С Витол, // Хлебопродукты. - 2015. - № 1. - С. 60-62.
3. Козьмина Н.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. - М.: «Колос» -1976. -375 с.
 

---