CC BY
36
н пб-
f-\ ґ (■ pcjt-S :■ к і prrp-М.Г.и ■' :■ О Г
а:ла_ щп й-
К'.Л з!Л
; і ; і I vi.L.V. кег^-
.1**1 ч
|'1 Ьц‘
1«л! І.1
I ' ■- ■=
■■I ь-
+ Й і . киу.
I pi J1
25Ь. [
\ш
мкил-
Ьіфс
■ІІ7С
Еггг'С
HILUL Н е|С!К
ті"':пі-
їм f TJK-J HSSIi-:y ii;?.-
} ГТ.О-
пт 15
.n.aup-
■i.tn-i
4.1L3
щпью
h4 IIІГ-
koh-.-
Ьсфи
Таблица
Сок
Жирные КИСЛОТЫ. MSJJJi %
винограда С|1 в С,о.. (-1 .VI С і 8.1 С.8:2 С'ДН'1 Соо и Сп2:1
Белых сортов:
без пестици- дов 1.2 4,0 15,1 7,3 1.8 3.4 28,1 7.8 10,4 Не обнар. 11,3 9,2
фозалои Не обнар. Не обпар. Следы Следы Не обнар. 2.1 10.4 6,4 1.5 >> 31,8 16,9
ГХЦГ >> >> >> >> >> Следы Следа 14.3 >> ■(34.7 (6.3
метафос >> >> >> Не обнар. >> 1.3 11.7 >> Следы Следы 32,^ ■да,5
Красных сортов:
без пестици- дов 5,4 6.1 23.1 13,8 Не обнар 5.7 10,1 29.2 3.7 Не обнар. Не обнар. Не обнар.
фозалон 1.3 0.7 15,3 8.3 >> Следы 8.7 20,4 Сл еды 17.3 10,4 >>
ГХЦГ Ни обнар. Не обнар. 1.7 1.5 >> 1.2 1.4 19.5 Не обнар. lie обнар. 32.0 29.5
метафос С л иды Следы 19,7 m.i >> 6.1 13.7 17,5 3.3 10.3 8.9 Не обнар.
липидов. В соке у мицелл полярные головки фосфолипидов обращены в среду, а неполярные хвосты упрятаны внутрь мицеллы [6|. Возможно предположить проникновение пестицидов, особенно хлорорганической природы, через оболочку мицеллы, где они локализуются, ориентируясь неполярной частью молекулы внутри липида, а полярной
— в среду, что затрудняет их удаление известными методами.
Аналогичные результаты показали исследования жирнокислотного состава вин, полученных при сбраживании сусел, содержавших пестициды: значительно снизилась доля насыщенных кислот, особенно в присутствии ГХЦГ. Возможно, причина перераспределения насыщенности жирных кислот заключается в участии пестицидов в окислительных или массообменных процессах, связанных с деградацией липидов.
В ходе алкогольного брожения молодой винома-териал обогащается жироподобными веществами: в сравнении с суслом их концентрации в вине возрастают в 2-5 раз в зависимости от штамма дрожжей. При взаимодействии образующихся липидов с пестицидами возникает устойчивая коллоидная система, разрушить которую не удается термическим, электрофизическим'или сорбционными способами [6|. Стабильность этой системы обусловливается наличием эмульгатора, роль которого выполняют фосфолипиды и их комплексы с белками.
выводы
1. Пестициды фосфор- и хлорорганической природы влияют на количественный и качественный состав липидов, изменяя соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
2. При взаимодействии липидов и пестицидов
образуется устойчивая коллоидная система, способствующая длительному сохранению последних в среде. ,
ЛИТНРАТУРЛ
1. Гугучкина Т.И. Техноnf-m; производства виноградных »ии и соков бе;) остаточных количеств пестицидов: Дис. ... канд. техн. наук. — Ялта, 1992. — 173 с.
2. Кейтс М. Техника липидологии. Выделение, анализ и идентификация липидов. — М.: Мир. 1975.
3. Методы биохимического анализа растений / Под ред. В.В. Полевою. — М.: ЛГУ. 1978.
4. Ахрем А.А., Кузнецова А.М. Тонкослойная хроматография. — М.: Паука, 1969. — 196 с.
5. Федтке К. Биохимия и физиология действия гербицидов.
— М.: Лгронромиздаг, 1985. — 223 с.
6. Молочников А.М., Шумкова И.А. Остатки пестицидов в молочной и мясной продукции. — М.: Пищевая проч-сть. 1975. — 224 с.
Лаборатория переработки и хранения винограда
Поступила 19.11.94
665.117:663.266
ХАРАКТЕРИСТИКА БИОПОЛИМЕРОВ ЖМЫХА ВИНОГРАДНЫХ СЕМЯН
М.С. ДУДКИП, Л.Ф. ЩЕЛКУНОВ
Одесский технологический, институт пищевой промышленности им. М.В. Ломоносова
Качественный и количественный состав вторичного виноградного сырья описан в работах [1-51.
В основном оно состоит из полисахаридов (40,8— ■И,7%), лигнина (35,1 -;к:,5%), азотистых (содержание азота 1,4-1,8%) п зольных веществ (2,6— 2,7%). Достаточно изучена природа полисахаридов этого сырья [5-9].
Менее исследованы особенности биополимеров, формирующих состав семян винограда, в том чис-
ле их остаток — жмых, образующийся после удаления масла из семян методом прессования. Мы приводим характеристики биополимеров, выделенных из жмыха виноградных семян ЖВС.
Целлюлозу получали, удаляя ее спутники путем обработки исходного сырья разбавленным раствором азотной кислоты по Кюршнеру. Препарат целлюлозы промывали водой до нейтральной реакции, 96% -ным этанолом, эфиром, сушили и анализировали. Он содержал целлюлозы 90,5, лигнина 5,1, зольных веществ 3,6, азота 0,1%.
Для дальнейшей идентификации полученного препарата был проведен ацетолиз целлюлозы и получен октаацетат целлобиозы с температурой плавления 222°С, что соответствует литературным данным. Таким образом, целлюлоза ЖВС по первичной структуре идентична /^-глюкану высших растений и сформирована из остатков /?-0-глюко-пираноз, соединенных по месту /3 -* 1^4.
Представление о надмолекулярной структуре и структурной неоднородности полисахарида дает его алкоголиз безводным амиловым спиртом и содержащим 5% воды [10]. На рисунке приведена полулогарифмическая кривая растворения целлюлозы ЖВС в амиловом спирте, содержащем 5% воды, при 140°С (А — остаточная целлюлоза, %; г — время обработки, мин).
Кинетическая кривая имеет три участка, соответствующих различным скоростям реакции: первый — деструкции аморфной фракции целлюлозы, лежащей как на поверхности микрофибрилл, так и между кристаллами; второй — деструкции промежуточной (мезоморфной) фракции; третий — деструкции кристаллической фракции. Для всех участков было определено содержание фракций (табл. 1).
'Таблица I
Фракции целлюлозы Содержание фракции, %
Аморфная 13
Мезоморфная 18
Кристаллическая 67
В работе [7] изучена надмолекулярная структура целлюлозы виноградных выжимок ВВ, в частности показано, что содержание аморфной, мезоморфной и кристаллической фракций составляет 10, 14 и 76% соответственно. Это говорит о несколько большей степени упорядоченности целлюлозных
макромолекул ВВ в сравнении с макромолекулами
I I II ■ 1
ЖВС. Ранее получены данные [11, 12J, свидетельствующие о большей переваримости in vitro ВВ в целом в сравнении с ЖВС. Эго, вероятно, можно объяснить большим содержанием в ЖВС лигнино-
подобных веществ. iiiju^rj
По соотношению фракций целлюлоза ЖВС п
близка к древесной. Содержание аморфной фрак- jij;*.ii>
ции в хлопковой и древесной целлюлозах равно 7 ф Щй
и 17% соответственно, мезоморфной — 13 и 18% чдтолЗ
[10]. •
Среднюю степень полимеризации СП исследуе- НЯ
мой целлюлозы рассчитывали по вязкости раствора uy^j 1
ее в железовиннонатриевом комплексе [13]. СП мКлЭ
целлюлозы ЖВС 829 единиц, что в пересчете i mi!
соответствует молекулярному весу — 134298 единицам, Эти величины уступают СП и молекуляр- гЙ.йЯ
ному весу целлюлозы клеточных стенок винограда [7], равным 897 и 145314 единицам соответствен-но. В целом СП целлюлозы ЖВС ниже, чем хлоп-
ковой и древесной, и близка к СП некоторых трав n-nsin
[14]. РЩ |
Я/С-спектры в области 4000-400 см"' (таблетки с КВг) снимали на спектрофотометре марки гmc-TV
”Specord-75IR” при следующих условиях: щелевая 15^
программа — 3, усиление — 3, скорость регистра- пн дУ
ции — 120 см '/мин, постоянная времени — 3 с, кпигл
масштаб — 7,5 мм/ 100 см*1. Образцы полимеров дайш]
в твердом состоянии тщательно измельчали, гомо- zvi'r.}
генизировали В вибромельнице В соотношении LOLi.'.il
2:200 с оптически чистым сухим КВг. Смесь прес- ьи;и|:?
совали в вакуумной пресс-форме. Полученные таб- ла^ак
летки подвергали спектральному анализу [15]. Эл
Снятый-ЯЯ-спектр целлюлозы ЖВС имеет ха- uO ..i;
рактерные полосы поглощения. Полоса поглоще- IviM!
ния в области 800 см”1 соответствует колебаниям мт*к
/j-аномеров пиранозных звеньев, что подтверждает и* №
присутствие /У-связи между звеньями D-глюкопи- LU.:K -I
ранозных остатков в макромолекуле. Полосы по- иЦ н
глощения 1000-1200 см"1 характерны для валент- ■i-'Ofl
ных колебаний С—О -групп; 1200-1450 см 1 — гручи
для деформационных колебаний углов и связей .
С—О- и С—Н-групп; 3200-3350 см'1 — для вален- гРУ"|п
тных колебаний гидроксильных групп, участвующих ВО внутри- и межмолекулярных водородных СКШЛ
связях. Отсутствие полосы при 3650 см 1 свиде-тельствует, что все гидроксильные группы включены в водородную связь. flC&IHl
Поглощения в области 1630 см ', обусловленно- Е )
го адсорбционной влагой, для изучаемого образца такчи
целлюлозы не обнаружено. Полосу поглощения 2900 см 1 можно отнести на счет валентных коле-
баний групп СН„ОН [16], либо на счет метоксиль- i
ных групп О—СН3 ароматической природы [17], "
ВОЗМОЖНО ОТНОСЯЩИХСЯ К лигнину, сопутствующе- KlUlR'F
му изучаемой целлюлозе. Полоса при 2920 см 1 характерна для валентных колебаний групп СН9,
СН. ’ Ли»
Можно заключить, что для целлюлозы ЖВС характерна малая доступность макромолекул и вы-
сокая степень их упорядоченности, что, в свою \|:|'Эь.
очередь, является одной из причин низкой усвояемости исследуемого жмыха.
Получили две фракции гемицеллюлозы ЖВС. Обрабатывая жмых 10%-м водным раствором гидроксида калия и нейтрализуя его уксусной кислотой, выделили фракцию полисахаридов гемицеллюлоз ГМЦ А, а из супернатанта спиртом — фракцию ГМЦ В. Первая фракция содержит значительное количество белковых веществ, поэтому исследования проводили только с ГМЦ В.
Среди моносахаридов, формирующих суммарную фракцию ГМЦ В, присутствуют уроновые кислоты, следы глюкозы и галактозы и в преобладающих количествах ксилоза и арабиноза.
На основании мономерного состава можно предположить, что в ГМЦ ЖВС входит ксилан.
Из фракции ГМЦ В выделили водорастворимую часть обработкой горячей водой (нагревание проводили в течение 2 ч при 70-80°С). Гидролизат остатка после удаления водорастворимой части ГМЦ В содержал уроновые кислоты и ксилозу, что указывает на присутствие в исследуемых ГМЦ В глюкуроноксилана.
Водорастворимую часть ГМЦ В фракционировали дробным осаждением этанолом повышающихся концентраций (19,0; 32,0; 41,5; 80,0%). Преобладающей оказалась фракция И,.гидролизат которой содержал в своем составе арабинозу и ксилозу в соотношении 2:3, что говорит о присутствии в водорастворимой части ГМЦ В арабиноксилана, характерного для семян.
Эти интервалы частот для групп, включенных во внутреннюю связь, в углеводах соответствуют 3350-3560 см-1. Частоты, соответствующие меж-молекулярным водородным связям (что отмечается на примере суммарных ГМЦ и ГМЦ В, выделенных из ЖВС), лежат в пределах 3100-3450 см”1. Для изучаемых ГМЦ характерна полоса при 3400 см”1, показывающая наличие аксиальных групп ОН у С,, и не характерна при 3100-3200 см-1, что указывает на отсутствие аксиальных групп ОН у других углеродных атомов. Отсутствие полосы поглощения в области 3500-3700 см1 свидетельствует о том, что все ОН-группы включены в межмолекулярную водородную связь.
Полоса поглощения при 2900 см 1 отвечает колебаниям групп СН и СН2.
В Я/С-спектрах изучаемых ГМЦ обнаружены также [ 16 | полосы поглощения в области 1600-1400 см 1 (коле.бания ионизированного карбоксила) и 1000-1150 см 1 (валентные колебания пиранозного кольца). Полоса поглощения 1200-1450 см 1 характерна для деформационных колебаний углов и связей С—О- и С—Н-групп. Поглощение в области 1630 см”1 обусловлено адсорбционной влагой.
Анализ белковых веществ ЖВС показал, что содержание общего азота составляет 2,31%>. В состав суммарного белка ЖВС входят (% азота фракций от общего азота) нерастворимая (0,21) и
все известные растворимые фракции, преобладают спирто- (0,54) и щелочерастворимая (0,70).
Пониженное количество наиболее усвояемых водо- (0,19) и солерастворимой (0,41) фракций неблагоприятно для питания.
Результаты оценки аминокислотного состава гидролизата белка виноградных семян приведены в табл. 2. '
Таблица 2
Аминокислоты Массовая доля аминокислоты, % от СВ *> 1 Дефицит или избыток аминокислоты по сравнению с эталоном ФЛО/ВОЗ
в белке (эталон ФАО/ВОЗ) в белке в продукте
Триптофан 1,0 0,51 0,08 -0,49
Лизин 5,5 3,83 0,60 -1.67
Гистидин 1,96 0,30
Аргинин 7,44 1.17
Аспарагиновая 8,60 1,35
Треонин 4.0 3,31 0,52 -0,69
Серии 4,20 0,66
Глутаминовая 28,57 4,50
Пролин 6,31 0.99
Глицин 8,45 1,33
Аланин - 4,63 0,73
Валин ' 5,0 3,40 0,55 -1,51
Изолейцин 4,0 2.66 0,42 -[,34
Лейцин 7,0 5,74 0,90 -1,26
Тирозин 1,48 0,23
Фенилаланин 6,0 3,81 0,60 -2,19
Цистин ; Следы Следы
Метионин 3,5 0.44 0.06 -3,06
Итого: 36 : -23.79 14,99
По данным табл. 2 белок ЖВС содержит все незаменимые аминокислоты. При этом доли лизина, треонина значительны. В то же время в сравнении с эхалоном ФАО/ВОЗ очевиден недостаток целого ряда аминокислот.
Важное значение .имеет водоудерживающая способность ВУС сырь>;. Белок, как и крахмал, относится к гидрофильм iM компонентам в отличие, например, от липидов. ВУС изучаемого суммарного белка ЖВС окпзалась равной 3,6 г/г, что в 1,5-2 раза выше В^'С лигнина и целлюлозы данного сырья.
Переваримость in vitro суммарного белка ЖВС составила 58,8%, что выше переваримости, например, суммарного белка жмыха кукурузы (40-45%) ! 8j. Это можно объяснить различным соотноше-
нием в указанных белках растворимых и нерастворимых фракций.
При всех недостатках компонентов семян винограда очевидно, что после измельчения они могут использоваться в кормовой смеси с другими добавками.
Дальнейшая спектральная характеристика белка ЖВС показала, что в ИК-спектре исследуемого суммарного белка наблюдается ряд типичных полос, характерных для колебаний элементов пептидной группы: 1650-1660 см 1 — валентные колебания СО — амид I; 1540-1550 см1 — валентные колебания С—N, деформационные колебания NH
— амид II; 1200-1260 см”1 — плоскостные Н-де-формационные колебания с большой амплитудой [19]. Следует отметить характерную для глобулинов и глютелинов широкую полосу поглощения NH-групп белков в высокочастотной области 3300-3500 см”1 — амид А [20]. Отсутствие полосы поглощения при длине волны 1730 см”1, характеризующей колебания С — О в сложноэфирной группе, свидетельствует об отсутствии липидов в выделенном белке ЖВС. Полосу при 2920 см’1 можно отнести на счет валентных колебаний групп СН„, СН; при 2860 см"1 — на счет валентных колебаний групп ОСН.., что указывает на возможное присутствие в исследуемом белке лигнина. Полоса в области 1000-1200 см 1 может свидетельствовать о наличии неионизированного карбонильного конца (—СООН), что обусловлено колебанием с участием растяжения одинарной связи
С-0 [18].
ЛИТЕРАТУРА
!. Балтага С.В., Гаиковская Л.Т. Виноградные выжимки
— источник желирующею пектина // Садоводство, вино гр а дар сто о и виноделие Молдавии. — 1975, — Д» 4. —
2. Денщиков М.Т. Отходы нишевой промышленности и их использование. — М.: Иишепромиздат. 1963. — (1)5 с.
3. Ежов В.Н., Датунашвилн Е.Н,, Павленко Н.М. О химическом составе кожицы виноградной ягоды // Физиология и биохимия культурных растений. — 1973. — 5. — Вып. 2. — С. 202.
4. Горковлюк Н.П., Дудкин М.С. Биохимическая характеристика виноградных выжимок и получение из них экстрактов // Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии. — 1982. — .№ 4. ■— С. 33.
5. Зинченко В.И. Полисахариды винограда и вина. — М.: Пищевая пром-сть, 1978. — 152 с.
6. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Вторичные ресурсы переработки винограда (обзор). — Arpol 1ИИТЭИПП, пищевая пром-сть, серия 15. Винодельческая пром-сть. — М.. 1992.
— С. !.
7. Горковлюк Н.П., Дудкин М.С. Характеристика целлюлозы клеточных стенок винограда //' Изв. вузов. Пищевая технология. — 1983. — .N» 3. — С. 28.
8. Дудкин М.С., Величко Т.А., Безусов А.Т., Голивец Г.И. Сравнительная характеристика целлюлоз анатомических частей виноградной лозы // Химия древесины. — 1.976.
— .V. 3. — С. 36.
9. Дудкин М.С., Величко Т.А., Безусов А.Т., Голивец Г.И. Характеристика строения ксиланов виноградной лозы / / Химия древесины. — 1976. — ,V> 3. — С. 39.
10. Корольков И.И., Федоров A.JI. Исследование надмолекулярной структуры мерсеризованной и регенерированной целлюлозы методом алкоголиза амиловым спиртом // Химия древесины. — 1975. — .V? 6. — С. 3.
11. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Метод повышения кормовой ценности жмыха виноградных семян // Садоводство и виноградарство Молдовы. — 1991. — ,Vj 4. — С. 29.
12. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Обогащение побочных продуктов переработки винограда // Комбикормовая пром-сть. — 1990. — Л» 1. — С. 32.
13. Оболенская А.В., Щеголев В.П., Аким Г.П. и др. Практические работы по химии древесины и целлюлозы.
— М.: Лесная пром-егь. 1985. — 411 с.
14. Дудкин М.С., Лемле Н.А., Шкантова Н.Г. Выделение и характеристика целлюлозы трав / / Журн. прикл. химии, —- 1975, — X» 6. — С. 48.
15. Жбанков Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов. — М.: Паука и техн., 1972. — 456 с.
16. Дудкин М.С., Денисюк Н.А. Углеводы Symphytum Л.чрепіт / / Химия природных соединений. — 1984. — .V> і. — С. 15.
17. Наканисм К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений: Пер. с англ. / 11од ред. Л.А. Мальцева.
— М., 1965. — 209 с.
18. Исарова Л.Ю. Биохимическая характеристика белоксодержащих отходов кукурузокрахмального производства с целью рационального, их использовании о пищевой промышленности: Лис. ... канд. техн. наук. — Одесса. 198/.
19. ЭллиотА. Инфракрасные спектры и структура полимеров.
— М.: Мир. 1972. — 159 с.
20. Лазарев Ю.А. Влияние резонанса Ферми на положение и интенсивность полос амид А и амид В в //А'-спектрах полипептидов и белков // Виофизика. — 1974. — 14. — С. 622.
Кафедра органической химии
Поступило 10.03.93
663.542.011
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ПОДГОТОВКИ КОРНЕПЛОДОВ ТОПИНАМБУРА К СБРАЖИВАНИЮ
B.Н. ШВЕЦ, Л.А. ИВАНОВА, С.Д. ДВОРНИК,
C.Р. ТОДОСИЙЧУК
Украинский государственный университет. пищевых технологий
Одним из источников расширения сырьевой базы спиртовых заводов после проведения соответствующих технологических и экономических разработок может стать топинамбур, переработка которого в спирт видится более эффективной, чем получение его из традиционных видов сырья.
В 30-х гг. проведены обстоятельные исследования по разработке способа предварительной подго-
товки топинамбура к сбраживанию с целью наиболее полного гидролиза полисахаридов, в частности инулина, до сбраживаемых сахаров [ 1, 2|. Для этого были использованы способы кислотного и ферментативного гидролиза, а также гидролитическая обработка среды при повышенном давлении.
В последующие'десятилетия в нашей стране подобные исспедования не проводились.
Нами изучена эффективность традиционных способов гидролиза инулина с целью подготовки измельченных корнеплодов топинамбура к сбраживанию — - термического, кислотного и ферментативного.
Температура разиа-рипа-нич, 'С
Кон-
троль
(без
разва-
рива-
нии)
100
11»
120
130
140
150
160
В та по раз его сб[ шивал: при 10 В Р
входяи содер» но, ЭТ( и крах туры £ варені! значит среды.
Наи(
топинг
услови
достиг;
темпер
конце}
кислот
тельно
При
ВОЙ М!
ных уг стает г ние не перату
Для намбу! триров Смесь в течеі щелочі
Друг заклк> чески лучень электр ны пре
Топі
скому
С ВОДО!
