CC BY
30
УДК: 577.112.083
Д.А. Гущина*, А.А. Красноштанова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 *e-mail: dasha. gushchma@,mail.ru
ПОЛУЧЕНИЕ БЕЛКОВОЙ ФРАКЦИИ ИЗ РЫБНОЙ ИКРЫ
Подобраны оптимальные условия получения белкового экстракта из обезжиренной рыбной икры: тип ферментного препарата, соотношение фермент:субстрат, время экстракции. Показано, что максимальный выход белковых веществ в раствор (91%) достигается при использовании протосубтилина. Установлено, что полученный экстракт содержит преимущественно низкомолекулярную фракцию белка.
Ключевые слова: белковые вещества, протеолитические гидролизаты.
В условиях неблагоприятной экологической обстановки ухудшается качество питания населения планеты. В связи с этим увеличивается значимость функциональных пищевых продуктов, которые содержат ингредиенты, повышающие
сопротивляемость организма человека
заболеваниям, позволяя ему вести активный образ жизни в течение всей жизни.
В производстве функциональных продуктов используют сырье растительного и животного происхождения, с высоким содержанием биологически активных веществ.
Для улучшения функциональных свойств существующих продуктов питания в них дополнительно вводят белковые вещества различного происхождения. Примером источника белковых веществ может служить рыбная икра. Известно, что объем отходов при производстве икры достигает 24,9 %, а икра несортовой рыбы практически не используется в качестве пищевого продукта [1].
Рыбная икра содержит 14 - 31% белка, 0,3-15% жира, 1,5 - 2,0% минеральных веществ [2], поэтому может служить источником биологически активных веществ.
Пищевая ценность икры определяется наличием в ее составе белков, содержащих полный набор заменимых и незаменимых аминокислот, особенно богата икра лейцином, валином, лизином, фенилаланином, треонином, изолейцином, глутаминовой и аспарагиновой кислотам, аланином и триптофаном [3].
Липиды икры представлены фосфолипидами, триглицеридами, свободными жирными кислотами (в том числе, ценными омега-6 и омега-3 жирными кислотами). Поэтому липидные экстракты икры широко используют при изготовлении косметических средств.
Однако после извлечения липидов остаётся отход, содержащий значительное количество белка, который может быть использован в качестве субстанции для получения добавок, улучшающих функциональные свойства пищевых продуктов. Поэтому целью данной работы явился подбор условий извлечения белка из обезжиренной икры минтая.
ферменты, рыбная икра, белковые изоляты, белковые
В качестве объекта исследования в работе использовали предварительно обезжиренную в ранее подобранных условиях икру минтая [4], содержащую 23% сухих веществ и 11% сырого протеина.
Для извлечения белковых веществ использовали протеолитические ферментные препараты, представленные в табл.1.
Таблица 1. Ферментные препараты, использованные в
Ферментны й препарат Актив ность, ед/г Условия экстракции
Протосубти лин Г3х 219 рН 5,5 - 7,2,температура 30 - 50оС
Трипсин 225 рН 7,8 - 8,5 температура 37 - 40оС
Химотрипс ин 1319 рН 7,8 - 8,5 температура 37 - 40оС
Панкреатин 470 рН 6,5 - 8,5,температура 35 - 50оС
Protex 40E 393 рН 7,5 - 10,0, температура 45 - 65оС
Экстракцию проводили в оптимальных для каждого ферментного препарата условиях, активность ферментных препаратов составляла 3 ед/г субстрата.
На рис. 1 представлены кривые ферментативной экстракции белка из обезжиренной икры с использованием вышеперечисленных ферментов.
->Протосубтилин
*Трипсин
Панкреатин ■^"Химйтрипеин Protex 4DE
90 120 150
Время, мин
Рис. 1. Динамика ферментативной экстракции белковых веществ из обезжиренной рыбной икры
Из представленных данных следует, что максимальный выход белковых веществ в раствор (91%) достигается при использовании ферментного препарата протосубтилина. Поэтому дальнейшие исследования проводили именно с этим ферментным препаратом.
Поскольку себестоимость продуктов
ферментативного гидролиза в значительной степени определяется стоимостью ферментного препарата, на следующем этапе работы подбирали его оптимальное количество. Полученные результаты приведены на рис. 2.
Время, мин
Рис. 2. Зависимость степени экстракции белка из рыбной икры протосубтилином в зависимости от активности ферментного препарата в растворе
Было установлено, что уменьшение активности протосубтилина в реакционной среде с 3 ед/г до 1 ед/г субстрата приводит к уменьшению степени экстракции белка, поэтому проводить экстракцию при более низкой активности ферментного препарата нецелесообразно. Поэтому в качестве оптимальных условий экстракции белка из обезжиренной рыбной икры были выбраны:
концентрация субстрата — 100 г/л, активность протосубтилина - 3 ед/г субстрата, температура -45°С , рН — 6,3.
На функциональные свойства белковых пищевых добавок существенное влияние оказывает молекулярная масса содержащегося в них белка. Поэтому в полученном в оптимальных условиях гидролизате определили соотношение
высокомолекулярной (ВМФ) и низкомолекулярной фракций (НМФ) белка (соответственно, осаждаемого и неосаждаемого 50%-ной трихлоруксусной кислотой). Полученные результаты приведены в табл.2, из которой следует, что соотношение высокомолекулярной и низкомолекулярной фракции составляет 1:2. Таблица 2. Динамика изменения соотношения ВМФ:НМФ в ходе ферментативной экстракции белка из рыбной икры
Полученные ферментативные экстракты могут быть использованы для выделения глобулиновой и альбуминовой фракции белка. Каждая из этих фракций, а также ВМФ обладают различными функциональными свойствами, которые будут изучены при проведении дальнейших исследований.
^^"""--...^Фракция Время, мйн-^^ Концентрация, г/л Соотношение ВМФ:НМФ
ВМФ НМФ
30 2,7 5,2 1:1,9
60 3,1 5,5 1:1,8
90 3,7 8,0 1:2,2
120 3,9 8,5 1:2,2
Гущина Дарья Альбертовна, студентка 1 курса магистратуры факультета Биотехнологии и промышленной экологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Красноштанова Алла Альбертовна, д.х.н., профессор кафедры биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Литература
1. Авакимян, А. Б. Разработка технологии и исследование копченых сыров с чеддеризацией и термомеханической обработкой сырной массы : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.04 / Ануш Борисовна Авакимян. - Воронеж, 2010. - 22 с. 4
2. Биотехнология морепродуктов / под ред. О.Я. Мезеновой. - М.: Мир, 2006. - 560 с.
3. Iwasaki, M. and Harada, R. 1985 / Proximate and amino acid composition of the roe and muscle of selected marine species / J. Food Science. 50 (60):1585-1587.
4. Гущина Д.А., Красноштанова А.А. Получение липидной фракции из икры минтая. - Современные проблемы химической технологии биологически активных веществ: Сб. научных трудов. Вып. 188 - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2016 - с.177-180.
Darya Albernovna Gushina*, Alla Albertovna Krasnoshtanova
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: dasha. gushchina@mail.ru
PRODUCTION THE PROTEIN FRACTIONS OF FISH CAVIAR
Abstract. The optimum conditions for obtaining the protein extract from defatted fish caviar: the enzyme preparation, the ratio of enzyme: substrate, extraction time, were selected. It was shown that the maximum yield of proteins in solution (91%) was achieved when using protosubtilin. It was established that the extract contains mainly low molecular weight protein fraction.
Key words: proteins, proteolytic enzymes, fish caviar, protein isolates, protein hydrolysates.
