Ферментные препараты в биотрансформации продуктов переработки зерновых и бобовых культур
Аннотация. Представлена сравнительная оценка эффективности действия ферментных препаратов целлюлолитического и протеолитического действия на биополимеры продуктов переработки зерна зерновых (тритикалевые и ржаные отруби) и бобовых (соевый шрот, оболочки белого люпина, цельносмолотые семена нута) культур. Выявлены различия в эффективности их действия на различные природные субстраты.
Abstract. A comparative assessment of the effectiveness of the enzyme preparations of cellulolytic and proteolytic action on the biopolymers of the processed products of grain (triticale and rye bran) and legumes (soybean meal, white lupine shells, milled seeds of chickpea) crops is presented. Revealed differences in the effectiveness of their actions on various natural substrates.
Инновации в сфере переработки растительного сырья, в том числе зерновых и бобовых культур, направлены на создание новых технологий, обеспечивающих эффективное и рациональное использование биоресурсов, получения широкого спектра натуральных ингредиентов со специфическими свойствами и функциями, и ориентированы на создание пищевых продуктов нового поколения, призванных улучшить структуру питания и способствующих сохранению и укреплению здоровья, что отвечает
Основам государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года. В настоящее время общепризнано, что ферментативная модификация растительного сырья, которую можно рассматривать как этап глубокой переработки, является более предпочтительной, по сравнению с другими типами за счет мягких условий проведения модификации и направленного (специфичного) воздействия на растительное сырье.
Такая модификация целесообразна для создания нового ассортимента продуктов, технологические и функциональные свойства которых могут быть заранее определены за счет применения направленного биокатализа [1,4,7,8,9]. В частности, применение направленного биокатализа с использованием целлюлолитических ферментных препаратов, гидролизующих структурные полисахариды: целлюлозу, гемицеллюлозы и др. сосредоточенные в периферийных частях зерна, способствует повышению экстрактивности, переходу комплекса веществ из связанного состояния в растворимое, то есть в биодоступную форму.
В результате модификации белковых компонентов зерна и продуктов его переработки с применением ферментных препаратов протеолитического действия могут быть получены продукты гидролиза с определенным профилем пептидов и набором аминокислот, обладающие специфическими свойствами [1,2,7,11].
Установлено, что для применения белковых гидролизатов необязательно получать их с высокой глубиной гидролиза, так как пептиды также хорошо усваиваются организмом [4,7]. Гидролизаты белков делятся на 2 большие группы: частично гидролизованные белки, полностью гидролизованные белки. Каждый из гидролизатов обладает определенными свойствами, которые обусловливают область их применения. Полностью гидролизованные белки обладают низкой антигенной активностью, что дает возможность использовать их в гипоаллергенных детских диетах. Такие гидролизаты содержат свободные аминокислоты и короткие пептиды. Частично гидролизованные белки включают в себя широкий спектр продуктов гидролиза. В их состав входят: фракция свободных аминокислот и коротких пептидов; достаточно большое количество олигопептидов; существенное количество высокомолекулярных продуктов гидролиза. Их характеризуют как слабо- и средне- гидролизованные белки. Они существенно не различаются между собой, их используют в качестве легкоусвояемого источника аминного азота в специализированных диетах [7].
Из всего спектра производимых в мире ферментных препаратов, лидерами мирового рынка являются протеолитические и амилолитические ферментные препараты на их долю приходится 25%. Однако российский рынок остается ненасыщенным, несмотря на то, что производство отечественных ферментных препаратов начинает возрождаться. после долгого забвения. Наиболее значимыми предприятиями в области производства ферментных препаратов в России являются ООО «ПО «Сиббиофарм», НПЦ «АгроСистема», ООО «Агрофермент». При этом следует подчеркнуть, что отечественные ферментные препараты пользуются спросом в кормопроизводстве, промышленные предприятия пищевых отраслей отдают предпочтение импортной продукции [10].
Целью исследования являлась оценка эффективности целлюлолитических и протеолитических ферментных препаратов при действии на различные природные субстраты. тритикалевые и ржаные отруби, соевый шрот, цельносмолотые семена нута, оболочки белого люпина.
Материалы и методы исследования. В работе использовали тритикалевые и ржаные отруби, соевый шрот, цельносмолотые семена нута, оболочки белого люпина.
В качестве ферменных препаратов (ФП) использовали:
«Нейтраза MG1,5» и «Алкалаза FG» – бактериальные протеиназы (Novozymes, Дания). «Протеаза GC -106» (Döhler, Германия) и «Дистицим Протацид Экстра» (Genencor, США) – грибные протеазы. «Шеарзим 500 L» и «Вискоферм L» (Novozymes, Дания); «Целловиридин Г20Х» (Бердский завод биопрепаратов, Россия) и «Дистицим GL» (Erbslön, Германия.
Активность протеаз модифицированным методом Ансона. Содержание растворимого белка по методу Лоури. Фракционный состав простых белков по Осборну [5].
Молекулярную массу продуктов протеолиза определяли методом гель-хроматографии [6] на колонке с TSK gel Toyopearl HW-55F, гель этой марки позволяет разделять белки с молекулярной массой от 1000 до 700000 Да. Параметры колонки: свободный объем – 44 мл. Общий объем – 140 мл. Для определения молекулярной массы белков графическим методом колонку маркировали стандартными метчиками с известной молекулярной массой фирмы «Merck» (Германия).
Результаты исследования и их обсуждение. На первом этапе работы изучали общее содержание белка и фракционный состав растворимых белков, основные составляющие углеводного комплекса тритикалевых и ржаных отрубей, а также соевого шрота и цельносмолотого нута, и оболочек белого люпина – как объектов ферментативной биотрансформации под действием микробных ферментных препаратов (табл. 1-3).
Содержание общего белка в тритикалевых и ржаных отрубях закономерно больше, чем его содержание в целом зерне. Следует отметить, что в целом количество белка в отрубях с драных систем превышает содержание белка с размольных систем на 1,5 – 2,0%. Основные показатели углеводного комплекса тритикалевых и ржаных отрубях представлены в таблице 2.
Таблица 1
Содержание белка в тритикалевых и ржаных отрубях с различных
технологических систем
| Отруби, год урожая | Содержание белка (N×6,25), % | |
| с драных систем | с размольных систем | |
| тритикалевые отруби | ||
| сорт Топаз, 2016 | 20,45 | 18,11 |
| сорт Сколот, 2016 | 18,84 | 16,71 |
| ржаные отруби | ||
| Московская 12, 2016 | 16,88 | 15,34 |
| Валдай, 2016 | 17,86 | 16,27 |
Таблица 2
Углеводный комплекс тритикалевых отрубей
| № пп | Образец* | Крахмал, % |
Восстанавливающие сахара, % |
Клетчатка, % |
| Сорт тритикале Сколот, 2016 | ||||
| 3 | Отруби I | 24,42 | 0,64 | 12,84 |
| 4 | Отруби II | 25,25 | 0,74 | 14,85 |
| Сорт тритикале Вокализ, 2016 | ||||
| 7 | Отруби I | 32,46 | 0,75 | 14,64 |
| 8 | Отруби II | 32,72 | 0,80 | 14,68 |
Анализ данных, представленных в таблицах 2 и 3, свидетельствует о незначительных отклонениях в содержании крахмала, восстанавливающих сахаров, клетчатки в зависимости от сорта. Различия в биохимическом составе тритикалевых отрубей более выражены по содержанию крахмала, клетчатки. При этом нет четкой зависимости от типа отрубей (образец I и II).
Таблица 3
Углеводный комплекс ржаных отрубей
| № пп | Образец* |
Крахмал, % |
Восстанавливающие сахара, % | Клетчатка, % |
| сорт ржи Московская 12, 2016 | ||||
| 1 | Отруби I | 21,20 | 0,30 | 12,82 |
| 2 | Отруби II | 24,34 | 0,32 | 10,56 |
| сорт ржи Валдай, 2016 | ||||
| 3 | Отруби I | 20,25 | 0,30 | 13,05 |
| 4 | Отруби II | 23,88 | 0,35 | 11,64 |
Изучение количественного соотношения и свойств различных фракций растворимых белковых веществ зерна и продуктов его переработки представляет наряду с теоретическим интересом и большой практический интерес для технологий, использующих зерно в качестве основного сырья.
Таблица 4
Фракционный состав белков отрубей из зерна тритикале и ржи,
% от общего содержания белка
| Сорт, год урожая |
Альбумины | Глобулины | Проламины | Глютелины | Нерастворимый остаток |
| тритикалевые отруби | |||||
| Топаз, 2016 | 36,8 | 24,0 | 9,6 | 14,0 | 20,4 |
| Сколот, 2016 | 38,6 | 22,2 | 10,2 | 14,6 | 19,8 |
| ржаные отруби | |||||
| Московская 12, 2016 | 36,2 | 20,4 | 11,0 | 12,9 | 19,5 |
| Валдай, 2016 | 36,0 | 20,8 | 11,3 | 12,2 | 19,7 |
Для тритикалевых и ржаных отрубей (табл.4) характерно преобладание альбумино-глобулиновой фракции на долю которой приходится в среднем 58,8%. Следует отметить высокое содержание белка в нерастворимом остатке, как для тритикалевых, так и для ржаных отрубей (около 20%). Это свидетельствует о том, что ржаные и тритикалевые отруби могут служить дополнительным источником белка.
Аналогичные исследования, проведенные на соевом шроте и цельносолотом нуте показали, что общее содержание белка в соевом шроте составило 38,2%, в семенах нута – 23,7% (табл. 5).
Таблица 5
Фракционный состав белков соевого шрота и семян нута, % от общего
содержания белка
| Образец | Альбумины | Глобулины | Проламины | Глютелины | Нерастворимый остаток |
| Соевый шрот | 11,3 | 62,8 | 4,3 | 8,7 | 12,9 |
| Цельносмолотые семена нута | 10,6 |
67,2 |
2,2 |
6,8 |
13,2 |
Приведенные данные свидетельствуют о высоком содержании глобулиновой фракции, при этом если общее содержание белка в соевом шроте выше, чем в семенах нута, но количество глобулинов наоборот больше в семенах нута – примерно на 5,5%. Содержание белка в нерастворимом остатке находится на достаточно высоком уровне в 13%.
На следующем этапе изучали основные кинетические характеристики реакций гидролиза исследуемых ФП и их эффективность при действии на различные природные субстраты. Состав зернового субстрата, который представляет сложную гетерогенную систему, может оказывать влияние на характер протекания ферментативного процесса, и изменять кинетические параметры ферментативной реакции, которые были определены при действии на стандартный субстрат, заявленные фирмами-производителями.
Температурные оптимумы и оптимумы рН действия ФП изучали в диапазоне от 20 до 70ºС, рН от 3,0 до 8,5 с использованием 0,1 М цитратно-фосфатного и фосфатного буферов. Для выявления оптимальной дозировки фермента использовали диапазон конечных концентраций в инкубационной смеси от 0,25 до 1,25 ед. ПС/ г отрубей (шрота, зерна). Насыщающую концентрацию субстрата – в диапазоне от 20 до 120 мг/мл.
В таблице 6 представлены основные кинетические параметры ферментативной реакции гидролиза некрахмальных полисахаридов оболочек белого люпина при действии микробных ФП.
Таблица 6
Характеристика целлюлолитических ферментных препаратов при действии
на некрахмальные полисахариды оболочек белого люпина
Показатель |
Ферментные препараты | |||
| Шеарзим 500 L |
Вискоферм L | Целловиридин Г20Х |
Дистицим GL | |
| Начальная скорость, V0 (мин) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Оптимум температуры, ºС | 50 | 50 | 50 | 60-65 |
| Оптимум рН | 5.5 | 3.5 | 5,5 | 6,0 |
| Оптимальное количество ферментного препарата, ед./г оболочек | 0,3 ед. КС/г отрубей |
0,4 ед. ЦС/г отрубей |
0,5 ед. ЦС/г отрубей |
0,4 ед. КС/г отрубей |
Для сравнительной оценки эффективности действия исследуемых ФП ферментативный гидролиз проводили при оптимальных условиях, которые были подобраны экспериментально.
Инкубационная смесь состояла из оболочек, воды (гидромодуль 1:10), соответствующего буфера (20% от объема) и ферментного препарата из расчета конечной концентрации соответствующей оптимальной. Отбор проб проводили через каждые 30 мин в течении 2-х часов, переносили в центрифужные стаканчики и центрифугировали при 6000 об/мин в течение 10 мин. Надосадочную жидкость использовали для определения восстанавливающих сахаров (редуцирующих веществ, РВ) по методу Бертрана и количества растворимого белка по методу Лоури (рис. 1, 2).
Анализ данных диаграмм, представленных на рисунках 2 и 3, свидетельствуют о том, что наибольшую эффективность при гидролизе некрахмальных полисахаридов оболочек белого люпина проявляют ФП «Дистицим GL» и «Шеарзим 500L» – количество восстанавливающих сахаров увеличилось в 3,20 и 2,85 раза соответственно. ФП «Вискоферм L» и «Целловиридин Г20X» в 1,2…1,6 раз менее эффективны. При этом следует отметить, что для всех исследуемых ФП максимальная эффективность достигается при 1,5 часовом гидролизе.
Рисунок 1 – Накопление РВ при гидролизе некрахмальных полисахаридов
оболочек белого люпина ФП целлюлолитического действия
Рисунок 2 – Накопление растворимого белка при гидролизе некрахмальных
полисахаридов оболочек белого люпина ФП целлюлолитического действия
Максимальное накопление растворимого белка закономерно наблюдается при использовании ФП «Дистицим GL» уже при 60 минутном гидролизе, при этом количество растворимого белка превосходит исходное содержание в оболочках белого люпина в 11 раз; эффективность ФП «Вискоферм L» и «Шеарзим 500L» несколько уступает первому – увеличение составляет 9 и 8 раз соответственно, но уже при 2-х часовом гидролизе. Наименьшую эффективность при накоплении растворимого белка из всех исследуемых ФП, как и в случае с восстанавливающими сахарами проявляет «Целловиридин Г20X», тем не менее при 2-часовом гидролизе количество растворимого белка увеличилось в 5 раз.
Аналогичные исследования были проведены с использованием в качестве субстрата тритикалевых и ржаных отрубей. Установлено, что оптимальной дозировкой ФП «Шеарзим 500L» является 0,30 ед. КС/г отрубей, а ферментного препарата «Вискоферм L» – 0,40 ед. ЦС/г тритикалевых отрубей. Оптимальной дозировкой ФП «Целловиридин Г20Х» является 0,40 ед. ЦС/г отрубей, а ФП «Дистицима GL» – 0,30 ед. ЦС/г ржаных отрубей.
Сравнительный анализ эффективности действия ФП представлен на рисунках 3-6.
Показано, что использование ферментного препарата «Шеарзим 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.
Применение ферментных препаратов «Целловиридина Г20Х» и «Дистицима GL» при гидролизе некрахмальных полисахаридов ржаных отрубей позволило увеличить количество РВ в 1,5 и 2,0 раза и растворимого белка в 2,0 – 3,0 раза соответственно.
Полученные данные свидетельствуют о возможности использования исследуемых ФП при ферментативной модификации как по отдельности, так и в составе композиций на основе протеолитических и целлюлолитических ферментных препаратов, что позволит существенно увеличить пищевую ценность вторичных продуктов переработки зерна при их использовании в кормах и пищевых продуктах.
Рисунок 3 – Накопление РВ при гидролизе препаратами «Шеарзим 500L» и «Вискоферм L» некрахмальных полисахаридов тритикалевых отрубей
Рисунок 4 – Накопление растворимого белка при гидролизе препаратами «Шеарзим 500L» и «Вискоферм L» некрахмальных полисахаридов
тритикалевых отрубей
Рисунок 5 – Накопление РВ при гидролизе препаратами «Целловиридин Г20Х» и «Дистицим GL» некрахмальных полисахаридов ржаных отрубей
Рисунок 6 – Накопление растворимого белка при гидролизе препаратами «Целловиридин Г20Х» и «Дистицим GL» некрахмальных полисахаридов
ржаных отрубей
Изучение основных кинетические характеристик ферментативных реакции гидролиза белков исследуемых природных субстратов показало, что при действии всех исследуемых ФП на тритикалевые и ржаные отруби начальная скорость ферментативной реакции (V0) составила 30 мин. Оптимумы температуры и рН при действии Нейтразы 1,5МG – 50ºС и 5,5; Алкалазы FG – 45ºС и 6,5; Протеазы GC-106 – 50ºС и 5,5-6,0; Дистицим Протацид Экстра – 40ºС и 3,5 соответственно. Оптимальной дозировкой ферментного препарата для Нейтразы 1,5МG и Алкалазы FG – 0,5 ед. ПС/г отрубей; для Протеазы GC-106 и Дистицим Протацид Экстра – 0,75 ед. ПС/г отрубей.
При аналогичных исследованиях, когда в качестве субстрата выступали соевый шрот, оболочки белого люпина и цельносмолотые семена нута, начальная скорость ферментативной реакции (V0) также составила 30 мин. Оптимумы температуры и рН для всех ферментных препаратов лежат в диапазоне 40-50ºС и 5,0-6,5 соответственно, за исключением Дистицим Протацид Экстра, для которого оптимум рН составил 3,5 для все трех субстратов. Оптимальной дозировкой ферментного препарата для Нейтразы 1,5МG и Алкалазы FG – 0,8 ед. ПС/г соевого шрота и оболочек белого люпина; и 1,0 ед. ПС/г семян нута; для Протеазы GC-106 и Дистицим Протацид Экстра – 0,6 ед. ПС/г соевого шрота и оболочек белого люпина; и 0,8 ед. ПС/г семян нута соответственно. Насыщающая концентрация субстрата во всех вариантах составила 100 мг/мл.
На заключительном этапе работы ферментативный гидролиз природных субстратов под действием исследуемых ФП проводили при оптимальных условиях в течении 2-х часов. Оценку степени гидролиза и молекулярную массу продуктов протеолиза осуществляли методом гель-хроматографии. Для этого на колонку, заполненную гелем TSK gel Toyopearl HW-55F, наносили 5 мл супернатанта. Элюцию проводили дистиллированной водой. Фракционирование проб осуществляли на коллекторе фракций при 4°С в холодильной камере «Colora». Объем собираемых фракций – 4 мл. Регистрацию оптической плотности элюата во всех фракциях осуществляли при длине волны 280 нм на спектрофотометре.
В качестве контроля использовали водную вытяжку из исходного субстрата (тритикалевые и ржаные отруби; соевый шрот, цельносмолотый нут и оболочки белого люпина – гидромодуль 1:10). Результаты фракционирования продуктов протеолиза методом гель-хроматографии на колонке с Toyopearl gel HW- 55F и соотношение фракций с различной молекулярной массой представлены в таблице 7.
Анализ полученных данных (табл. 7) показывает, что все анализируемые ФП активно гидролизуют белки, при этом образуются продукты протеолиза различной молекулярной массы, варьируемой от 700000 до 1000 Дальтон. Изучение картины элюции позволило выявить семь основных пиков, которые характерны для белков с определенной молекулярной массой. Значительную часть анализируемых белков составляют агломераты белков с молекулярной массой 700000 ÷ 350000 для всех вариантов.
Необходимо также отметить, что соотношения различных фракций в разных вариантах сильно отличаются и зависят как от используемого ФП, его специфичности действия, так и от типа субстрата, то есть от природы белкового комплекса, его доступности для протеолитических ферментов. Однако выявлена общая тенденция, связанная с тем, что во всех гидролизатах, полученных с использованием ферментных препаратов на основе бактериальных протеаз, преобладают высоко- и средне- молекулярные продукты протеолиза; а при использовании микробных ферментных препаратов грибных протеаз, преобладают низкомолекулярные пептиды и аминокислоты.
Так, например, прирост низкомолекулярных фракций при действии ферментных препаратов бактериальных протеаз практически отсутствует, тогда как применение ферментных препаратов грибного происхождения увеличивает количество низкомолекулярных фракций в среднем в 1,5 -2,5 раза по сравнению с контролем.
Таблица 7
Распределение продуктов протеолиза белков растительного сырья по фракциям
Фракция |
Молекулярная масса, Дальтон | % от общего количества | ||||
| Контроль | Нейтраза 1,5МG |
Алкалаза FG |
Протеаза GC-106 |
Дистицим Протацид Экстра | ||
| тритикалевые отруби | ||||||
| I пик 6 – 13 | ≥ 700000 | 35,81 | 24,60 | 25,08 | 23,10 | 21,83 |
| II пик 14 – 15 | 450000 ÷ 350000 | 13,26 | 10,08 | 8,50 | 10,00 | 11,54 |
| III пик 16 – 19 | 300000 ÷ 100000 | 9,95 | 17,02 | 29,05 | 9,24 | 2,35 |
| IV пик 20 – 22 | 100000 ÷ 50000 | 13,26 | 21,58 | 12,98 | 0 | 2,78 |
| V пик 23 – 26 | 50000 ÷ 25000 | 10,08 | 3,02 | 4,03 | 12,57 | 15,62 |
| VI пик 27 – 30 | 25000 ÷ 1500 | 5,31 | 2,42 | 2,48 | 10,07 | 16,01 |
| VII пик 31 – 36 | ≤ 1000 | 12,33 | 21,46 | 18,06 | 35,02 | 29,87 |
| ржаные отруби | ||||||
| I пик 6 – 13 | ≥ 700000 | 30,26 | 22,54 | 23,02 | 20,48 | 20,81 |
| II пик 14 – 15 | 450000 ÷ 350000 | 12,68 | 11,35 | 10,08 | 11,24 | 12,05 |
| III пик 16 – 19 | 300000 ÷ 100000 | 10,20 | 15,62 | 25,88 | 10,00 | 0 |
| IV пик 20 – 22 | 100000 ÷ 50000 | 11,58 | 19,45 | 14,01 | 0 | 5,55 |
| V пик 23 – 26 | 50000 ÷ 25000 | 6,87 | 3,82 | 4,05 | 12,70 | 14,87 |
| VI пик 27 – 30 | 25000 ÷ 1500 | 10,20 | 6,74 | 3,42 | 15,16 | 16,20 |
| VII пик 31 – 36 | ≤ 1000 | 18,21 | 20,48 | 19,54 | 30,42 | 30,52 |
| соевый шрот | ||||||
| I пик 6 – 13 | ≥ 700000 | 32,32 | 25,60 | 22,48 | 23,52 | 24,00 |
| II пик 14 – 15 | 450000 ÷ 350000 | 17,34 | 14,63 | 16,54 | 11,84 | 13,42 |
| III пик 16 –1 9 | 300000 ÷ 100000 | 10,22 | 14,86 | 15,84 | 10,58 | 11,32 |
| IV пик 20 – 22 | 100000 ÷ 50000 | 6,87 | 20,68 | 22,46 | 3,36 | 6,47 |
| V пик 23 – 26 | 50000 ÷ 25000 | 7,74 | 0 | 2,88 | 2,02 | 0 |
| VI пик 27 – 30 | 25000 ÷ 1500 | 11,45 | 8,45 | 5,44 | 18,46 | 16,24 |
| VII пик 31 – 36 | ≤ 1000 | 14,06 | 15,78 | 14,36 | 30,22 | 28,55 |
| цельносмолотые семена нута | ||||||
| I пик 6 – 13 | ≥ 700000 | 27,12 | 20,45 | 24,22 | 22,20 | 22,87 |
| II пик 14 – 15 | 450000 ÷ 350000 | 25,22 | 22,10 | 20,20 | 12,62 | 12,13 |
| III пик 16 – 19 | 300000 ÷ 100000 | 15,04 | 26,20 | 25,10 | 9,35 | 10,30 |
| IV пик 20 – 22 | 100000 ÷ 50000 | 10,59 | 15,56 | 13,86 | 0 | 4,86 |
| V пик 23 – 26 | 50000 ÷ 25000 | 8,94 | 3,05 | 0 | 15,00 | 13,68 |
| VI пик 27 – 30 | 25000 ÷ 1500 | 5,06 | 0 | 6,42 | 12,88 | 12,04 |
| VII пик 31 – 36 | ≤ 1000 | 8,03 | 12,64 | 10,20 | 30,84 | 24,12 |
| оболочки белого люпина | ||||||
| I пик 6 – 13 | ≥ 700000 | 29,06 | 23,48 | 23,22 | 24,00 | 24,52 |
| II пик 14 – 15 | 450000 ÷ 350000 | 15,02 | 12,58 | 11,08 | 12,02 | 12,10 |
| III пик 16 – 19 | 300000 ÷ 100000 | 11,62 | 14,84 | 15,49 | 10,50 | 9,98 |
| IV пик 20 – 22 | 100000 ÷ 50000 | 9,60 | 20,04 | 22,26 | 2,86 | 5,86 |
| V пик 23 – 26 | 50000 ÷ 25000 | 7,04 | 3,26 | 4,02 | 3,36 | 2,02 |
| VI пик 27 – 30 | 25000 ÷ 1500 | 11,18 | 8,17 | 4,10 | 17,02 | 15,54 |
| VII пик 31 – 36 | ≤ 1000 | 16,48 | 17,63 | 19,83 | 30,24 | 29,96 |
Проведенные исследования показали, что ферментные препараты бактериального происхождения – «Нейтраза MG1,5» и «Алкалаза FG» имеют примерно одинаковую эффективность при гидролизе белков продуктов переработки зерновых и бобовых культур, при этом преимущественно (около 40% от общего количества) образуются продукты протеолиза с молекулярной массой 300000 ÷ 50000 Да. Накопление низкомолекулярных продуктов протеолиза с молекулярной массой менее 25000 Да в наибольшей степени характерно для «Нейтраза MG1,5» при действии на белки ржаных отрубей; менее 1000 Да на белки тритикалевых отрубей.
Ферментные препараты грибного происхождения – «Протеаза GC-106» и «Дистицим Протацид Экстра», как отмечалось выше, проявляют высокую эффективность при гидролизе белков всех исследуемых зерновых субстратов с образованием большого количества низкомолекулярных продуктов протеолиза: с молекулярной массой менее 25000 Да – от 36% для «Дистицим Протацид Экстра» при гидролизе белков нута и до 48,5% для «Протеаза GC-106» при гидролизе белков соевого шрота.
Заключение
Анализ полученных данных показывает, что можно выделить общую тенденцию, связанную с тем, что во всех гидролизатах, полученных с использованием ферментных препаратов на основе бактериальных протеаз, преобладают высоко- и среднемолекулярные продукты протеолиза; а при использовании микробных ферментных препаратов грибных протеаз, преобладают низкомолекулярные пептиды и аминокислоты.
Таким образом, исследуемые ферментные препараты могут быть использованы для направленной ферментативной модификации продуктов переработки зерновых и бобовых культур с целью получения белковых гидролизатов с определенным соотношением высоко-, средне-, низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Они могут быть использованы при производстве широкого спектра продуктов питания общего, функционального и лечебно-профилактичес-кого назначения.
Литература
1. Витол, И.С. Ферменты и их применение в пищевой промышленности / И.С. Витол, И.Б. Кобелева, С.Е. Траубенберг. – М.: ИК МГУПП, 2000. – 82 с.
2. Витол, И.С. Ферментативная модификация муки тритикале с использованием протеолитических ферментных препаратов / И.С. Витол, Г.П. Карпиленко // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2015. – № 9. – С. 17–22.
3. Мелешкина, Е.П. Тритикале (технологии переработки): Монография / Е.П. Мелешкина, Г.Н. Панкратов, И.А. Панкратьева, Л.В. Чиркова, Р.Х. Кандроков, И.С. Витол, Н.А. Игорянова, О.В. Политуха, Д.Г.Туляков; под ред. Е.П. Мелешкиной. – М.: Изд-во ФЛИНТА, 2018. – 188 с. ISBN 978-5-9765-3813-9.
4. Милорадова, Е.В. Некоторые аспекты создания импортозамещающих технологий продуктов переработки сои / Е.В. Милорадова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. – № 11. – С. 65-67.
5. Нечаев, А.П. Пищевая химия. Лабораторный практикум / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева, С.М. Северененко, И.В. Вяльцева. – СПб.: ГИОРД, 2006. – 304 с.
6. Остерман, Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот / Л.А. Остерман. – М.: Наука, 1985. – 536 с.
7. Римарева, Л.В. Ферментные препараты и биокаталитические процессы в пищевой промышленности / Л.В. Римарева, Е.М. Серба, Е.Н. Соколова, Ю.А. Борщева, Н.И. Игнатова // Вопросы питания. – 2017. – Т. 86. – № 5. – С. 63-74.
8. Румянцева, Г.Н. Влияние ферментных препаратов протеолитического действия на белоксодержащее сырье / Г.Н. Румянцева, М.Н. Евсеичева // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2005. –№ 2. – С. 48.
9. Телишевская, Л.Я. Белковые гидролизаты: получение, состав, применение и их применение / Л.Я. Телишевская. – М.: Аграрная наука, 2000. – 259 с. ISBN 5-94129-001-2.
10. Толкачева, А.А. Ферменты промышленного назначения – обзор рынка ферментных препаратов и перспективы его развития / А.А. Толкачева, Д.А. Черенков, О.С. Корнеева, П.Г. Пономарев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2017. – Т. 79. – № 4. – С. 197-203. DOI: 10.20914/2310-1202-2017-4-197-203.
11. Meleshkina, E.P. Innovative Trends in the Development of Advanced Triticale Grain Processing Technology / E.P. Meleshkina, G.N. Pankratov, I.S. Vitol, R.H. Kandrokov, D.G. Tulyakov // Foods and Raw Materials. – 2017. – Vol. 5. – Issue 2. – РР. 70-82. DOI: 10.21179/2308-4057-2017-2-70-82.
Витол И.С., канд. биол. наук, доцент; Мелешкина Е.П., д-р техн. наук
ВНИИЗ – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт используя свою учетную запись