CC BY
88
Инженерия/V
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА БЕЛКОВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ И РАЗРАБОТКА БИОАКТИВНОГО КОМПОНЕНТА ДЛЯ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ
Е. И. ПЕТРОВА, Й 644008, г. Омск,
ягтттлпянт ii Институтская пл., 2;
Н К Г Д RPT4 TTOR Д тел : 8 (3812> 65 И-46-
Н. Б. ГАВРИЛОВА, 8 (3812) 65_17_з5.
доктор технических наук, профессор, Омский государственный ^ e-mail: nauka@omgau.ru
аграрный университет имени П. А. Столыпина У
Положительная рецензия представлена О. В. Пасько, доктором технических наук, профессором кафедры технологии продуктов питания и сервиса, деканом технологического факультета Омского экономического института.
Развитие физической культуры и спорта является одним из приоритетных направлений социальной политики государства. Рацион питания спортсменов должен соответствовать их физическим и эмоциональным нагрузкам, видам спортивной деятельности, индивидуальным физиологическим особенностям каждого спортсмена, режимам спортивной подготовки [1].
Немаловажную роль в рационе спортсмена играют белки, основная роль которых заключается в использовании их как строительный материал в организме, необходимый для роста и поддержания структурной целостности активно функционирующих органов и тканей. Наиболее ценнейшими биологическими свойствами обладают сывороточные белки. Они содержат оптимальный набор жизненно необходимых аминокислот и с точки зрения физиологии питания приближаются к аминокислотной шкале «идеального» белка. Для ускорения обмена веществ в организме необходимо, чтобы белки поступали в виде короткоцепочных пептидов и аминокислот. Одним из перспективных направления получения свободных аминокислот и короткоцепочных пептидов является гидролиз белкового сырья с целью производства белковых гидролизатов — продуктов, содержащих ценные биологически активные соединения: полипептиды и свободные аминокислоты [3].
При ферментативном гидролизе белков сохраняются все аминокислоты, содержащиеся в сырье, в том числе такие дефицитные, как триптофан и лизин, которые разрушаются при кислотном гидролизе.
Таким образом, разработка новых полифункци-ональных добавок, изыскание путей их применения, совершенствование существующих технологий и расширение ассортимента пищевых продуктов, в том числе специального назначения, решат многие проблемы современных отраслей пищевой промышленности [2, 3]. Одним из путей решения этой проблемы является обогащение продуктов питания гидролизатами молочных белков. Исследования процесса гидролиза является перспективным направлением и активно изучается многими научными школами страны. Установлено, что перспективным направлением является неполный гидролиз белков. Исследования в указанной области являются важным звеном в решении фундаментальной проблемы обеспечения организма полноценным белковым питанием. Продукты, в состав которых будет входить гидролизаты молочных белков, позволят существенно повысить их пищевую и биологическую ценность, что особенно важно при организации спортивного питания
Цель и методика исследований.
Цель научной работы заключается в проведении исследования процесса ферментативного гидролиза белков сухой молочной сыворотки (СМС), определении его оптимальных параметров и разработке биоактивного компонента для спортивного питания.
В работе использованы следующие объекты исследований:
— молоко обезжиренное — сырье, не ниже 1-го сорта по ГОСТ Р 53503-2009;
— сухая молочная сыворотка по ГОСТ Р 53492-2009;
— ферментативный препарат «Панкреатин-ЛекТ» ОАО «Тюменский химико-фармацевтический завод».
Применялись стандартные методы исследования: активная кислотность по ГОСТ 26781, аминный азот по ГОСТ 29311, органолептическая оценка по ГОСТ 2293, степень гидролиза определяли путем нахождения соотношения количества общего азота к аминному.
Результаты исследований.
Для достижения цели исследования проведены три серии экспериментов по изучению процесса частичного гидролиза СМС, восстановленной обезжиренным молоком до массовой доли сухих веществ 30 % (опыт 1), 40 % (опыт 2), 50 % (опыт 3) при следующих условиях: серия 1 — количество фермента
0,1 % от массовой доли сухих веществ, серия 2 — количество фермента 0,5 % от массовой доли сухих веществ, серия 3 — количество фермента 1,0 % от массовой доли сухих веществ. Температура была постоянной и составляла 45-50 оС.
В опытных образцах контролировали активную кислотность, массовую долю общего и аминного азота, исходя из полученных данных, рассчитывали степень гидролиза. Шаг измерений составлял 1 час, результаты проведенных исследований представлены в табл. 1.
Анализ экспериментальных данных, приведенных в табл. 1, свидетельствуют о достаточной активности процесса гидролиза во всех опытных образцах в течение четырех часов с последующей его стабилизацией.
Графическое изображение расчетных данных, определения степени гидролиза опытных образцов, представлено на рис. 1, 2 и 3.
Анализ графических зависимостей, представленных на рис. 1, 2 и 3, позволяет видеть, что степень гидролиза при всех количественных дозировках фермента была выше в опытном образце 3 с массовой долей сухих веществ 50 %. Органолептические показатели полученных гидролизатов представлены в табл. 2.
________________________Инженерия
Таблица 1
Динамика активной кислотности и массовой доли аминного азота в опытных образцах
Образец Активная кислотность, ед. рН Массовая доля аминного азота, %
1 ч 2 ч 3 ч 4 ч 5 ч 1 ч 2 ч 3 ч 4 ч 5 ч
Се рия 1 — 0,1 % фермента
Опыт 1 6,19 5,98 5,95 5,90 5,83 0,08 0,12 0,19 0,23 0,23
Опыт 2 6,18 5,93 5,91 5,86 5,78 0,10 0,17 0,26 0,29 0,30
Опыт 3 6,16 5,86 5,82 5,80 5,76 0,15 0,26 0,34 0,40 0,41
Се рия 2 — 0,5 % фермента
Опыт 1 6,19 5,98 5,94 5,90 5,83 0,08 0,13 0,19 0,23 0,23
Опыт 2 6,17 5,93 5,91 5,83 5,78 0,11 0,18 0,26 0,30 0,30
Опыт 3 6,16 5,86 5,79 5,76 5,75 0,15 0,26 0,35 0,41 0,41
Се рия 3 — 1,0 % фермента
Опыт 1 6,19 5,98 5,94 5,88 5,82 0,08 0,14 0,20 0,24 0,24
Опыт 2 6,17 5,92 5,91 5,83 5,78 0,11 0,19 0,26 0,30 0,30
Опыт 3 6,16 5,83 5,76 5,73 5,73 0,15 0,28 0,36 0,42 0,42
Рисунок 1
Зависимость степени гидролиза опытных образцов от времени (0,1 % фермента)
1ч г ч 3 ч 4 ч 5 ч Продолжительность гидролиза, ч
■Опыі 1
■Опьп2
Опы і 3
Рисунок 3
Зависимость степени гидролиза опытных образцов от времени (1 % фермента)
На основании результатов исследования и оценки технических и экономических перспектив использования полученных гидролизатов, установлены параметры их производства (рис. 4).
Таким образом, получены образцы гидрозатов сухой молочной сыворотки следующего химического состава: белки (8,60 ± 0,05) %, жиры (0,90 ± 0,05) %, углеводы (40,0 ± 0,2) %, зола (1,08 ± 0,02) %, для использования в качестве биоактивных компонентов в спортивном питании.
п
о
Продолжительность ГМДрОЛТПЯ, ч
■Опьп 1
■Опыі 2
Опьп 3
Рисунок 2
Зависимость степени гидролиза опытных образцов от времени (0,5 % фермента)
Сухая молочная сыворотка (СМС)
Обезжиренное молоко
Восстановление СМС до массовой доли сухих веществ 50 % t = (50 ± 5) °С, т = (30,0 ± 5,0) мин
Пастеризация t = (95 ± 2) °С, т = (15-20) мин
Ферментативный гидролиз сывороточных белков t = (45-50) °С, т = (4,5 ± 0,5) ч
Охлаждение гидролизата t = (4-6) °С
Хранение до использования в спортивном питании
Рисунок 4
Блок-схема получения гидролизата для спортивного питания
Инженерия/V
Таблица 2
Органолептические показатели гидролизатов сухой молочной сыворотки
Наименование показателя Гидролизат СМС с массовой долей сухих веществ 30 % Гидролизат СМС с массовой долей сухих веществ 40 % Гидролизат СМС с массовой долей сухих веществ 50 %
Вкус Сывороточный, с легким привкусом горечи
Запах Сывороточный
Цвет Светло-кремовый Светло-кремовый Кремовый
Внешний вид Жидкость, состоящая из частиц сухой сыворотки
Выводы. Рекомендации. препарата 0,1 % от массы белкового продукта, под-
1. На основании экспериментальных данных вергаемого гидролизу. определены оптимальные параметры процесса ча- 2. Разработанная технология получения гидроли-
стичного ферментативного гидролиза сухой молоч- зата сывороточных белков — биоактивного компо-ной сыворотки: температура (45-50) °С, продолжи- нента для спортивного питания. тельность (4,5 ± 0,5) ч, дозировка ферментативного
Литература
1. Г аврилова Н. Б., Петрова Е. И. Технология продуктов для питания спортсменов на молочной основе. Молочная промышленность Сибири : сб. тезисов УШ-го Специализированного конгресса. Барнаул, 2012. С. 55-57.
2. Курбанова М. Г., Разумникова И. С., Просеков А. Ю. Белковые гидролизаты с биологически активными пептидами // Молочная промышленность. 2010. № 10. С. 73-76.
3. Курбанова М. Г., Бабич О. О., Просеков А. Ю. Направленный гидролиз белков молока // Молочная промышленность. 2010. № 9. С. 70-72.
4. Храмцов А. Г. Феномен молочной сыворотки. СПб. : Профессия, 2011. 802 с.
