Получение и применение ингибитора созревания при производстве рыбной продукции Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ГОЛЬКО

рлица 2

юкоза + +

- + + + +

Ь + +

[- + + + + + + + +

виде-

сутсх-

)в

1СНОГО поль-и для

ИЙ и их Пище-

цуктов.

ИЯ про-981.

о детва: 1енихи-

миздат,

уковод-- М.:

664.951.2:577.156

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ИНГИБИТОРА СОЗРЕВАНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РЫБНОЙ ПРОДУКЦИИ

В.А. ПЕТРОВ, Т.Н. СЛУЦКАЯ, Н.И. МИЛЕНИНА,

Н.Г. АНДРЕЕВ, О.В. ЛОГАЧЕВА

Владивостокский государственный медицинский институт

Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии

В производстве соленой продукции из рыбы используются некоторые ее виды, обладающие высокой активностью протеаз мышечной ткани и внутренностей. Такое сырье требует особого технологического подхода при обработке, в частности замораживания или разделки, что сопровождается значительными энергетическими затратами.

Наиболее перспективным в этом отношении является применение специфических ингибиторов протеаз. Поскольку в технологии пищевых продуктов могут быть использованы ингибиторы, не оказывающие вредного воздействия на организм человека, большое значение имеет изучение возможности их получения из растительного сырья.

В лаборатории технологии посола и копчения рыб ТИНРО ведутся работы по. получению ингибитора протеаз из сои. Выбор этого сырья как источника ингибиторов для применения в рыбной промышленности обусловлен его исключительной доступностью.

Сырьем для исследований, служили соя-сырец, соевый материал, взятый на разных стадиях получения соевого масла (дробленка, лепесток), и отходы производства соевого масла (шрот, полова). Метод получения ингибитора основан на извлечении ингибитора из картофеля и отходов его переработки [1].

.Чтобы установить необходимые технологические параметры получения ингибитора, испытывали различные экстрагенты, исследовали влияние значения гидромодуля на полноту извлечения ингибитора, варьировали продолжительность экстракции и концентрацию осадителя.

Для характеристики полученного ингибитора определяли его выход, антитрипсиновую активность, а также показатель общей активности как произведение выхода на активность препарата (табл. 1).

Таблица 1

Степень насыщения осадителя, % Выход ингибитора, г/100 г Активность, АТЕ/мг , Общая активность У.Е.А.

20 39,00 0,90 35100

40 45,90 1,57 72062

60 53,60 1,27 68072

80 60,35 1,06 63971

В опытах варьировали соотношение материала с экстрагентом (гидромодуль) от 1:1 до 1:10. При соотношении 1:1 исходный материал разбухает, извлечения белка-ингибитора не происходит. Установлено, что минимальное соотношение, необходимое для извлечения ингибитора, — 1:2.

С увеличением гидромодуля прямо пропорционально возрастает выход ингибитора, но при этом уменьшается его активность. Самую высокую общую активность имеет препарат, полученный при соотношении материал:экстрагент 1:4.

Для извлечения ингибитора использовали растворы кислот различной концентрации с добавлением и без добавления хлористого натрия. Для сравнения в качестве экстрагента применяли воду, в этом случае белков извлечь не удалось. Извлечение ингибитора происходит в растворе минеральной кислоты, оно более полное при добавлении 1 % хлористого натрия, который способствует уменьшению электростатического взаимодействия между белком-ингибитором и гликопротеинами клетки растительного материала [2].

Важным технологическим параметром является время экстракции, с его увеличением активность полученного ингибитора повышается. Пропорциональная зависимость общей активности от времени экстракции сохраняется в течение 3 ч, после чего скорость процесса уменьшается (рис. 1).

?3

Рис. 1

Согласно технологической схеме, после завершения экстракции суспензию подвергали фильтрации; для выделения белковых ингибиторов вносили осадитель, необходимую степень насыщения которого подбирали опытным путем. Исследовали влияние различного количества осадителя: 20, 40, 60 и 80% от полного насыщения.

Данные табл. 1 показывают, что для получения ингибитора с наиболее высокой активностью концентрация осадителя должна быть не менее 40% от насыщения. Дальнейшее ее увеличение повышает выход препарата за счет возрастания количества осадителя в готовом продукте, но активность его при этом снижается, поэтому концентрация осадителя более 40% нецелесообразна.

Следует отметить, что выход ингибитора из сои значительно выше, чем из картофеля. У последнего он не превышает 3,5-5,0 г/100 г. Как следствие этого общая активность препарата из сои составляет 35100-72062 против 1600-6000 У.Е.А. препарата из картофеля.

Все технологические параметры разработаны нами для сои-сырца. Одновременно исследована возможность получения ингибитора из продуктов промежуточной переработки сои и отходов, получаемых при производстве соевого масла.

Показатели ингибитора протеаз из дробленки и лепестка вполне соизмеримы с таковыми у препарата из сои-сырца (табл. 2).

Таблица 2

Сырье Внход , ингибитора.,. г/100 г .Активность, АТЕ/мг Общая активностьг У.Е.А.

Соя-сырец 59,80 1,22 72960

Дробленка 70,00 0,78 54600

Лепесток 40,08 1,82 72950

Шрот 1,05 0,96 1010

Полова 23,40 0,57 13340

хранения продукции благодаря добавлению ингибитора увеличится пропорционально отношению 100/55 = 1,8 и составит 4 х 1,8 = 7,2 мес.

Экспериментально установили, что применение ингибитора позволяет увеличить срок хранения пресервов до 7,5 мес. При органолептической оценке образцов пресервов отмечено положительное влияние ингибитора на вкус и консистенцию рыбы. Результаты химических анализов (рис. 2) сви-НГ/ЮОг

Выход и активность ингибитора из шрота значительно ниже, по-видимому, вследствие денатурирующего воздействия на белок растворителя, экстрагирующего липиды сои.

Перспективным можно считать использование для производства ингибитора протеаз половы, выход готового продукта из которой составляет более 20%. Хотя активность этого препарата не достигает единицы, но общая активность достаточно высока.

Технологическая схема получения ингибиторов протеаз из сои и побочных продуктов ее переработки включает следующие операции: подготовка сырья, измельчение, экстрагирование, фильтрование, высаливание, центрифугирование, нормализация, упаковывание, маркирование, хранение.

Ингибитор из сои был использован при изготовлении пресервов из мойвы. Срок хранения пресервов по ГОСТ 19588-74 составляет не более 4 мес. Это обусловлено тем, что мойва характеризуется высокой активностью протеаз мышечной ткани и пищеварительных органов, что создает условия для быстротекущих процессов автопротеолиза и перезревания готовой продукции.

Предварительно провели модельные эксперименты по исследованию влияния ингибитора на протеолиз. Ингибирование суммарной активности протеиназ мышечной ткани и внутренностей при pH мяса и дозировке ингибитора 2000 АТЕ на 100 г рыбы составляет 45%, остаточная активность 55%. Расчеты показали, что теоретически срок

Рис. 2

детельствуют о стабильном ингибировании проте-олиза в пресервах из мойвы в течение указанного срока хранения. Так, показатели накопления небелкового азота а и буферности б в пресервах с добавлением ингибитора (кривая 1) значительно выше, чем в приготовленных по обычной технологии (кривая 2).

Общим свойством белковых ингибиторов является способность подавлять активность протеаз в результате образования стойких белок-белковых комплексов, устойчивых при нейтральных или близких к ним значениях pH [3]. Реакция взаимодействия протеаз с ингибиторами подобна высокоспецифичным реакциям антигена с антителом или белковых гормонов с их рецепторами [4].

В связи с этим возникает вопрос о влиянии продукции с применением ингибитора на пищеварительную систему человека. С белковым ингибитором из картофеля были проведены соответствующие медико-биологические испытания, которые показали, что применение ингибитора в технологии рыбных продуктов способствует сохранению ВЫСОКОЙ'белковой ценности готовой продукции и не оказывает отрицательного влияния на организм человека [5]. Для препарата из сои выявлена положительная физиологическая роль ингибитора Баумана—Бирка в связи с его высоким противоопухолевым эффектом [6]. Установлено, что ингибиторы из злаковых и бобовых проявляют антиканцерогенные свойства за счет удаления избытка потребляемых пищевых белков, а также за счет антиокислительного действия [7]. Количество ингибитора трипсина в традиционных пищевых продуктах, в том числе соевых, которое является безвредным для человека, составляет 3-4 г на 1000 г продукта [8, 9].

Добавляемое нами количество ингибитора, составляющее до 10% активного белка-ингибитора в продукте, не превышает в пересчете на белок 1,5 г на 1000 г продукта. Это позволяет рекомен-

о инги-шению

енение анения й оцен-■ельное ИЮ ры-2) сви-

п

■

.,пес

проте-анного :ия не-:рвах с тельно :хноло-

3 явля->теаз в

1КОВЫХ

х или |заимо-ысоко-

DM ИЛИ

шянии ищева-нгиби-гтству-зторые хноло-нению щии и ■анизм а положа Ба-воопу-нгиби-тикан-збытка а счет во ин-IX про-ляется

4 г на

ра, со-тора в белок <омен-

довать применение соевого ингибитора при производстве пищевой продукции.

вывод

Разработанная технологическая схема производства ингибитора из сои и отходов при ее переработке позволяет получить активный белок с высоким выходом (до 60%) и антитрипсиновой активностью. Определено влияние на выход и активность ингибитора технологических параметров: гидромодуля, времени экстракции, степени насыщения осадителя. Установлена возможность применения ингибитора из сои для замедления проте-олиза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пат. 1598946 РФ, МКИ А 23 В4/02. Способ приготовления соленой рыбы / Т.Н. Слуцкая, Н.А. Герасимова, И.И. Миленина и др. — 1990. — Бюл. № 38.

2. Слуцкая Т.Н., Миленина Н.И., Ромашкин В.Н., Мосолов В.В. Подавление активности протенназ из внутренних органов рыб природными ингибиторами протеолитических ферментов // Прикл. биохимия и микробиология. — 1991. — 2 7. — Вып. 4. — С. 529-532.

3. Мосолов В.В. О строении активного центра трипсина и химотрипсина / / Успехи современной биологии. — 1966. — 50. — С. 227-280.

4. Мосолов В.В. Белковые ингибиторы как регуляторы процессов протеолиза. 26-е Баховские чтения. — М.: Наука, 1983. — 40 с.

5. Петров В.А., Лапардин М.Н., Осенняя Н.Б., Слуцкая Т.Н., Миленина Н.И. Обоснование применения белкового ингибитора для регулирования протеолиза соленых рыб / / Изв. вузов, Пищевая технология. — 1990. — № 5. —

С. 46-48.

6. Birk Y. The Bowman — Birk inhibitor. Trypsin- and chymotrypsin-inhibitor from soybeans // J. Peptide Protein. Res. — 1985. — 25. - №2.- P. 113-131.

7. Troll W., Wiesner R. Protease inhibitors: possible anticancirogens in edible seeds // Prostate. — 1983. — № 4. — P. 345-349.

8. Doell B.H., Ebden C.J., Smith C.A. Trypsin inhibitor of

the British diet and some soya products / / Qual. Plant. Foods Human Nutr. — 1981, — 31. — № 2. —

P. 139-150.

9. A.c. 1118334 СССР. МКИ A 2341/10. Способ снижения ингибитора трипсина в семенах сои / Б.А. Егоров, В.В. Шерстобитов, А.II. Левицкий, И.К. Чайка. — 1984. — Бюл. № 38.

Лаборатория технологии посола и копчения рыбы

Поступала 14.11.94

664.681.15.002.3

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОСИНТЕЗА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Р-ФРУКТОФУРАНОЗИДАЗЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЕЧЕНЬЯ

Е.Ю. УХИНА, Н.А. ЖЕРЕБЦОВ, Н.М. ДЕРКАНОСОВА

Воронежская государственная технологическая академия

Среди гидролитических ферментов, нашедших применение в пищевой промышленности, большое значение имеет/3-фруктофуранозидаза (3.2.1.26), разрывающая связь, находящуюся у /3-гликозидно-го углеродного атома остатка фруктозы в молекуле сахарозы. Поскольку синтез фермента микроскопическими грибами изучен недостаточно, то важное значение приобретают исследование выбора высокоактивного продуцента фермента, изучение его синтеза и механизма действия на субстрат. Кроме того, использование /?-фруктофуранозидазы для получения инвертного сахара может способствовать производству продуктов с более выраженным вкусом и ароматом, интенсивно окрашенной коркой, лучшей пористостью.

В настоящей работе приведены данные по оптимизации процесса биосинтеза /?-фруктофуранози-дазы микромицета Aspergillus niger-2259, выбранного в результате скриннинга большого числа штаммов, а также обоснован один из вариантов ее использования в производстве пищевых продуктов.

Продуцент выращивали поверхностным способом, который несмотря на ряд недостатков, прежде всего связанных с трудоемкостью, ограниченностью использования механизации и автоматизации производственных процессов, находит широкое применение и имеет определенную перспективу. Главным его достоинством является высокий выход целевых продуктов [1].

Наиболее подходящей средой для твердофазного культивирования микромицетов являются пшеничные отруби. В них находятся в определенных соотношениях соли фосфора, магния, кальция,

оказывающие благотворное влияние на быстрый рост и биосинтез конечного продукта.

Посев осуществляли суспензией конидий 6-7-суточной культуры, выращенной на сусло-агаре, в количестве не менее 6 млн конидий на 1 г среды.

Активность Д-фруктофуранозидазы определяли в 5%-й вытяжке сухой поверхностной культуры гриба. За единицу активности принимали 1 мкмоль сахарозы, инвертированной /?-фруктофуранозида-зой в 1 см 5%-го раствора сахарозы за 30 мин при 30”С и pH 4,7.

На рис 1-3 приведены зависимости изменения активности фермента в поверхностной культуре (у, ед/г) соответственно от температуры выращивания {хи °С), продолжительности культивирования (х2, ч), влажности среды (х3, %), крахмалистости отрубей (х4, %). Эксперименты проводили

Рис. 1