CC BY
56
Материалы XVII Всероссийского конгресса с международным участием «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Лечебное, профилактическое и спортивное питание» (Москва, 29-31 октября 2018 г.)
доступ пищеварительных ферментов к питательным компонентам. Во ВНИИПБТ проведены эксперименты по мутагенезу и селекции промышленного продуцента целлюлаз и гемицеллюлаз - штамма Т. гвввв'1. На основе нового мутантного штамма получен ферментный препарат (ФП) с увеличенной активностью ксиланазы и эндоглюканазы.
Цель работы - исследование эффективности применения ФП на основе нового мутантного штамма Т. гвввв/ при гидролизе НКП экструдированного подсолнечного шрота.
Материал и методы. В качестве субстрата использовали экструдированный шрот подсолнечника. Концентрация субстрата в реакционной смеси составляла 20, 25 и 30% сухих веществ, ФП вносили в дозировке 20, 25 и 30 ед. эндоглюканазы/г субстрата. Ферментативную обработку субстрата проводили в течение 5 ч при температуре 40 °С и постоянном перемешивании. Полученные гидролизаты центрифугировали при 10 750д в течение 5 мин. Эффективность действия ФП оценивали по выходу восстанавливающих сахаров (ВС), определяемых методом Шомоди-Нельсона. Контрольные варианты инкубировали в аналогичных условиях без внесения ФП. Активность ксиланазы и эндоглюканазы в препарате определяли по начальным скоростям образования ВС при гидролизе кси-лана из древесины березы и водорастворимой Na-соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), соответственно. Активность эндоглюканазы в исследуемом ФП составляла 6368 ед/г, активность ксиланазы - 6086 ед/г.
Результаты и обсуждение. Применение ФП на основе нового мутантного штамма Т. гвввв/ позволило существенно повысить концентрацию ВС в полученных гидролизатах экструдированного ПШ, что свидетельствует об интенсивном гидролизе НКП (см. рисунок). По сравнению с контрольными вариантами (без внесения ФП) выход ВС в среднем увеличился в 6-7 раз.
Следует отметить повышение выхода ВС не только при увеличении дозировки препарата, но и при увеличении концентрации сухих веществ в реакционной смеси, что показывает перспективность использования ФП на основе нового мутантного штамма Т. гвввв/ при гидролизе концентрированных растительных субстратов, что актуально при разработке ресурсосберегающих технологий производства кормовых добавок.
Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. (тема № 0529-2016-0045).
Кривова А.Ю., Серба Е.М., Оверченко М.Б., Мочалина П.Ю., Погоржельская Н.С., Римарева Л.В.
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЦЕЛЕВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ASPERGILLUS ORYZAE В ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
ВНИИПБТ - филиал ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Проблема формирования в России рынка здорового питания населения может быть решена на основе использования методов современной биотехнологии и пищевого инжиниринга, направленных на развитие производства функциональных ингредиентов, необходимых для повышения питательной ценности продуктов, из широкого спектра сырьевых продуктов и отходов пищевой промышленности. Основой интенсификации развития всех перерабатывающих отраслей может служить создание компактных по масштабам безотходных технологий производства ферментных препаратов (ФП), базирующихся на многоцелевом использовании микроорганизмов: метаболитов гриба - для получения целевых ферментов, и дополнительной продукции - из остаточной биомассы.
Цель работы - исследование мажорных составляющих ферментативного комплекса, синтезируемого глубинной культурой гриба Aspergillus oryzae, - продуцента амило- и протеолитических ферментов и оценка перспективности использования последних для получения гидролизатов остаточной биомассы, для последующего придания, корректирования биологической ценности продуктов питания на их основе.
Материал и методы. Объектом исследования являлась культуральная жидкость, полученная глубинным культивированием непатогенного гриба Aspergillus oryzae. Фильтрат культуральной жидкости концентрировали на ультрафильтрационной установке через мембраны с размером пор 5 и 13 кДа, затем ультраконцентрат был высушен на лиофильной установке LL3000 (Thermo Fisher Scientific, США) и получен концентрированный ФП (КФП). Фракционный состав белковых веществ КФП изучали с использованием метода электрофореза в полиакриламидном геле (12,5% ПААГ). Исследуемые белковые фракции вырезали из ПААГ, обрабатывали трипсином, гидролизат анализировали с использованием тандемного времяпролетного масс-спектрометра с лазерной десорбцией/ионизацией MALDI-TOF/TOF Ultrafle Xtreme (Bruker, Германия). Обработку полученных данных проводили с использованием программы Bruker Data Analysis (Bruker Corporation, США). Поиск исследуемого фермента по масс-спектрам в белковых базах данных NCBI и SWISS-PROTT осуществляли по программе Peptide Mass Fingerprint (Matrix Science Inc., США). Культуру тестировали по уровню накопления биомассы, белковых веществ, полисахаридов и гидролитических ферментов.
Результаты и обсуждение. Изучена возможность многоцелевого использования метаболитов непатогенного гриба Aspergillus oryzae и остаточной биомассы микромицета. Ультрафильтрацией и последующей лиофилизацией фильтрата культуральной жидкости получен КФП. Электрофоретическими исследованиями фракционного состава
Технологии пищевых продуктов
белковых веществ КФП определены пептидные фракции, проявляющие протеолитическую активность, с молекулярной массой (ММ) от 15 до 40 кДа. Идентифицированы 2 гена GN=glaA;GN=pgl, ответственные за синтезфракций ММ 57-60 кДа, которые проявлялир-глюканазную активность. Амилолитическую активность проявляли 4 пептидные фракции, синтезируемые GN=amy3 и GN=amy1,с ММ 20,9; 26,7; 35,0 и 51,4 кДа. КФП обладал протеолитической активностью 680 ед. ПС/г, р-глюканазной активностью 143 ГлА/г, амилазной активностью 764 АС/г.
Исследования биомассы микромицета показали, что в ней содержалось 20,8% сырого протеина, 31,0% полисахаридов (ОРВ), 3,3% редуцирующих углеводов, 0,4% аминного азота и 1,6% аминокислот в свободной форме. Остаточный уровень ферментативной активности в биомассе гриба составил около 15% и был представлен в основном протеазами, глюканазами и маннаназами. Предложена технология, включающая начальную обработку остаточной биомассы, собственными эндоферментами гриба и последующую деструкцию КФП. Получен биопре-паратс высоким содержанием растворимых низкомолекулярных веществ: аминокислот в свободной форме, в том числе триптофана и метионина (10,2и 18,0 г/100г белка), легкоусвояемых моно- и олигосахаридов, витаминов. Ферментолизат биомассы рекомендуется к использованию в качестве субстрата для получения пищевых ингредиентов.
Заключение. Комплекс растворимых низкомолекулярных веществ, содержащихся в ферментализатах грибной биомассы, может существенно повысить пищевую ценность продуктов, рецептуры которых разработаны с их включением, а наличие высокого количества триптофана и метионина открывает перспективы использования гидроли-затов для создания БАД функционального назначения.
Исследования проведены за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. (тема № 0529-2015-0108).
Кудряшов В.Л., Маликова Н.В., Погоржельская Н.С.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБОГАЩЕННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ К ПИЩЕ ИЗ БИОМАССЫ СЕЯНЫХ ТРАВ: ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ
ВНИИПБТ - филиал ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Актуальность. Необходимость увеличения производства белка обусловлена его дефицитом в продуктах питания населения РФ, который достигает млн т/год. При этом среди биологически активных добавок (БАД) основное место занимают добавки с повышенным содержанием именно белков, аминокислот и полипептидов (особенно коротких). Доказано, что эффективные добавки в зависимости от предназначения должны в оптимальном соотношении дополнительно содержать клетчатку, сложные углеводы, витамины, жиры, микроэлементы и другие биологически активные вещества (БАВ). Белки должны быть как животного, так и растительного происхождения.
Цель исследования - создание технологии крупнотоннажного производства и применения ультраконконцент-ратов недорогих обогащенных растительных белков как для массовых продуктов питания, так и их концентратов и изолятов для лечебного, профилактического, спортивного, детского и геродиетического питания.
Материал и методы. В качестве сырья выбрана биомасса клевера, люцерны и коровяка как широко распространенных на всей территории РФ неприхотливых высокоурожайных (например, клевера до 500 ц/га, что значительно выше урожайности бобов сои)высокобелковых сеяных трав. Выход по протеину люцерны составляет 15 ц/га, клевера - 10,5, а сои - только 9 ц/га. Отжатый из люцерны и клевера сок (называемый зеленым) в период бутонизации содержит высокое количество белка (до 45%), а также витамины группы С, Е, К, В, D, р-каротин, углеводы, жиры и микроэлементы. БАВ люцерны обладают антиаллергическими, антистрессовыми и противовоспо-лительными свойствами, нейтрализуют гепатотоксическое и побочное действие лекарств и могут использоваться в качестве общеукрепляющего средства, для повышения умственной работоспособности и концентрации внимания. Особенно ценными БАВ красного клевера являются флавоноиды, обладающие спазмолитическим, капилляро-укрепляющим, противовоспалительным, противоопухолевым, противоязвенным и другими лечебными свойствами. Целым рядом НИР доказана их высокая эффективность для лечения и профилактики болезни века - атеросклероза. Коровяк известен как антивирусное растение противодействующее размножению чужеродных клеток и, по-видимому, имеет перспективу использования при лечении и профилактике различных заболеваний, в том числе онкологических.
В качестве основного метода переработки зеленого сока выбраны баромембранные процессы (БМП): ультрафильтрация (УФ); нанофильтрация (НФ), обратный осмос (ОО) и диафильтрация (ДФ).БМП основаны на применении полупроницаемых(в зависимости отмолекулярной массы) мембран. Их производство основано на нанотехнологиях, входящих в Перечень критических технологий РФ: п.8: «Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии»(утв. Указом Президента РФ от 07.07.2011 № 899». Основные преимущества БМП - низкие энергозатрататы и отсутствие необходимости нагревания обрабатываемых растворов. Поэтому они исключают тепловую денатурацию, а следовательно, сохраняют в биологически активном состоянии белки, витамины, ферменты и др. БАВ, чем обеспечивают производство продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности.
