CC BY
15
ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКОЙ И ПИЩЕВОЙ _ПРОМЫШЛЕННОСТИ_
УДК 664.83/.85:[577.12:547.466]
А.Т. Безусов, К.В. Зубкова КЛ1ТКОВИЙ МЕТАБОЛ1ЗМ ФРУКТ1В ТА ОВОЧ1В
Запропоновано cnoci6 пiдвищення eMicmy у-амтомасляно'1' кислоти у харчових продуктах за рахунок пiдвищення ii eMicmy в сировит, що досягаеться змтою умов зберiгання сировини перед вилученням соку. Запропоновано технологт, за якою у-амтомасляну кислоту отримують ферментативним гiдролiзом глymамiновоi кислоти безпосередньо з рослинног сировини, що забезпечуе зниження cобiварmоcmi цшьового продукту, та не мае аналогу на украгнському ринку.
Вступ. Отримання бюлопчно активних речовин з природних джерел рослинного походження е одшею з актуальних задач сучасно! бютехнологп. Аналiз бiохiмiчного складу плодiв та овочiв показуе, що вони можуть бути джерелом збагачення продукпв харчування такими бiологiчно активними речовинами, як харчовi волокна, вггамши, вуглеводи, органiчнi кислоти i мшеральш речовини.
На сьогоднiшнiй день при розробщ технологiй харчових продуктiв враховуються новi тенденцп харчування людини, створюються продукти з певним напрямом !х бюлопчно1 та фiзiолоriчноl дп, вiдомi як функцiональнi продукти. Вони в^^зняються вiд традицiйних вмiстом фiзiологiчно-активних речовин. Серед асортименту функцюнальних продуктiв найбшьш прийнятними е продукти на основi фруктових та овочевих сок1в, так як в них одночасно можуть функцюнувати багато рiзних за класами функцiональних добавок. Функцiональною складовою розроблених продукпв е y-амiномасляна кислота (ГАМК).
Ва процеси у живому органiзмi вiдбуваються пiд дiею ферментiв. Регулящя клiткового метаболiзму рослинно! сировини вщбуваеться на 2-х рiвнях: на рiвнi синтезу ферментiв та на рiвнi змiни 1'х активностi.
Регуляцiя на рiвнi активностi ферментiв властива, як правило, лише ключовим ферментам кликового метаболiзму. Каталiтична активнiсть ферментiв, що приймають участь у тому чи шшому шляху бiосинтезу, може шддаватись змiнам. Вона може пвдвищуватись тд дiею позитивних ефектiв, або знижуватись пвд дiею негативних. Гальмування глiколiза дихання ( ефект Пастера) можна пояснити тим, що мiж системами фосфолювання в дихальному ланцюзi i на рiвнi субстрата iснуе конкуренщя за АДР i фосфат. Розщеплення гексоз по фруктозобiфосфатному шляху контролюеться, у першу чергу, регуляцiею активносп фосфофруктокiнази. Те, що у живш клiтинi вiдбуваеться регуляцiя процесiв, щдтверджуеться змiнами концентрацп глютамшово1 кислоти i у-амшомасляно1 кислоти до та шсля переходу вiд аеробних умов до анаеробних [1,4]. Цi процеси реалiзованi у технологи зберiгання фруктiв i овочiв у регульованiй газовiй атмосферi i заснованi на зменшеннi штенсивносп дихання за рахунок позитивних низьких температур 3-10 °С i низького вмюту кисню (1-5%) та вуглекислого газу (1-5%). У таких умовах плоди продовжують дихати, але з меншою iнтенсивнiстю. При вiдсутностi кисню та помiрних температурах (20-25 °С) плоди iз процесу аеробного дихання переходять до анаеробного -бродшня. У цих умовах змiнюеться метаболiзм компонентiв сировини. 1з вуглеводiв утворюються спирт. Вшьш амiнокислоти пiддаються процесам дезамiнування та декарбоксилування. При декарбоксилуванш амiнокислоти утворюють амiни i вуглекислий газ. Продукти, що утворюються при декарбоксилуванш амшокислот часто мають фiзiологiчну дю, а у випадку з декарбоксилуванням дикарбонових кислот утворюються новi амiнокислоти. Особливо iнтенсивно процеси декарбоксилування ввдбуваються у рослинн1й тканинi. Так з аспарагшово1 кислоти утворюеться а-аланш, з глютамiновоl - y-амiномасляна кислота [1, 3].
Дiя y-амiномасляноl кислоти була класифжована як нейромедiаторна, яка потрiбна для передачi нервового iмпульсу синапсам, завдяки чому покращуеться iмпульсний зв'язок м1ж ними i робота центрально1 нервово1 системи в цшому, а також стабiлiзацiя кров'яного тиску. Добова потреба в у-амшомаслянш кислотi складае 2 г.
При порушенш балансу глутамiновоl i ГАМК в органiзмi спостерiгаються так1 явища як:
> дефицит уваги i гiперактивностi дiтей (СДВГ);
> пвдвищена нервовiсть i тривога у дорослих;
> порушення сну, безсоння;
> епiлепсiя (вроджена патологiя у 0,5% населення);
> судиннi захворювання головного мозку (атеросклерози i гiпертонiчна хвороба);
> головнi болi, запаморочення;
У динамiчнi порушення мозкового кровообку;
У вiдсталiсть розумового розвитку дiтей [2].
Постановка проблеми. За наведеними аналггачними дослвдженнями запропоновано наступну гшотезу, яка пiдлягаe подальшому науковому обгрунтуванню: пiдвищення вмiсту у-амшомасляно1 кислоти у харчових продуктах за рахунок щдвищення И вмiсту в сировинi, що досягаеться змiною умов зберiгання сировини перед вилученням соку.
Мета дослщжень: встановлення механiзму, умов та парамет^в проходження ферментативного перетворення глутамшово1 кислоти до у-амшомасляно1 кислоти, розробка технологи виробництва сошв та нектарiв з пвдвищеним вмiстом у-амшомасляно1 кислоти на основi фруктових та овочевих сошв.
Задач1 дослiджень:
У встановити вплив та значущiсть факторiв, як1 обумовлюють проходження ферментативного перетворення глутамшово1 кислоти, зокрема вплив попередньо! обробки на швидшсть та глибину перетворення глутамшово! кислоти;
У дослвдити кинетику розпаду глутамшово1 кислоти до ГАМК пвд дiею ферменту глутаматдекарбоксилази;
У розробити технолопю, нормативну та технологiчну документацiю з виробництва сошв та напо1в функцюнального призначення.
Результата дослiдження. Сировиною для дослвдження були обранi морква, буряк, томати та гарбуз. Сировину в лабораторних умовах витримували почергово в аеробних та анаеробних умовах ввд 15 хвилин до 24 годин при температурi 20-27°С. Завдяки витримщ сировини у таких умовах вдалося збшьшити к1льк1сть у-амшомасляно1 кислоти у 4-5 разiв (рис. 1-4), у залежносп ввд сировини.
Рис.1.
Змша вмiсту глутамшово1 кислоти i ГАМК в томатному сощ при витримщ тд пульсуючим вакуумом протягом 24 годин: 1 - глутамшова кислота; 2 - ГАМК
Рис.2.
Змша вмюту глутамшово1 кислоти i ГАМК в
гарбузовому соцi при витримщ пвд пульсуючим вакуумом протягом 24 годин: 1- глутамiнова кислота; 2 - ГАМК
Рис.3.
Змша вмюту глутамшово1 кислоти i ГАМК в
морковному сощ при витримщ тд пульсуючим вакуумом протягом 24 годин: 1 - глутамшова кислота; 2 - ГАМК
Рис.4.
Змша вмюту глутамшово1 кислоти i ГАМК в буряковому сощ при витримщ тд пульсуючим вакуумом протягом 24 годин: 1 - глутамшова кислота; 2 - ГАМК
При витримуванш сировини лише в анаеробних умовах шлькють утворено! ГАМК була не значна та почався процес бродiння. Отже, даний метод не е доситъ ефективним, порiвняно з чергуванням анаеробних i аеробних умов (рис.5).
600
0 Н—I—I—I—I——I—I—I—I——I—I—I—I——I—I—I—I—
О 6 12 1S 24
Годинп
Рис.5.
Змша вмюту глутамшово! кислоти i ГАМК в гарбузi при витримщ в анаеробних умовах протягом 24 годин: 1- глутамшова кислота; 2 - ГАМК
Методика витримування сировини шляхом чергування аеробних i анаеробних умов дозволяе отримати соки та напо! функцюнального призначення, у яких к1лък1стъ ГАМК становитъ 0,13-0,22 г на 100 г готового продукту. Так як добова потреба в ГАМК становитъ 2 г на добу, то для здорово! людини у цшях профшактики достатнъо вживати лише склянку даного продукту на добу.
Технолопя виробництва даних продукпв функцiоналъного призначення вiдрiзняеться вiд традицiйних технологiй лише умовами попередньо! обробки сировини перед вилученням соку, а саме витримування сировини тд дiею пулъсуючого вакууму.
Готовi продукти вiдповiдаютъ усiм нормативним органолептичним та фiзико-хiмiчним показникам.
Висновки. Аналiз результата експерименталъних дослiдженъ проввдних вiтчизняних та шоземних вчених, проведених за останш десятилiття, дозволяе зробити висновок про важливе значення у-амшомасляно! кислоти. Запропонована технологiя, за якою ГАМК отримують ферментативним перетворенням глутамшово! кислоти безпосереднъо з рослинно!' сировини, що забезпечуе зниження собiвартостi цiлъового продукту, не мае аналогу на укра!нському ринку.
Л1ТЕРАТУРА:
1. Шлегель Г. Общая микробиология: Пер. с нем. - М.: Мир, 1987. - 567 с., ил.
2. Melius P. // Canad. J. Biochem. 1966.Vol. 44. P. 145-147.
3. Методы биохимических ииследований растений / А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош
и др.; Под ред. А.И. Ермакова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Агропромиздат. Ленингр.
Отделение, 1987. - 430 с.
4. Б. С. Сухарева, Е. Л. Дарий, Р. Р. Христофоров / Успехи биологической химии. т. 41, 2001. -
С. 131-162.
БЕЗУСОВ Анатолш Тимофшович - д.т.н., професор кафедри бютехнологп, консервованих продукпв i наио1в Одесько! нацюнально! академi! харчових технологiй.
Науковi штереси:
- науковi основи бiотехнологi! консервованих продукпв з рослинно! сировини i гiдробiонтiв;
- проблеми створення нових технологш харчових продуктiв.
ЗУБКОВА Катерина Вггалпвна - аспiрант кафедри бютехнологп, консервованих продукпв i напо!в Одесько! нацюнально! академи харчових технологiй.
Науковi iнтереси:
- створення нових технологш харчових продукпв.
