PROTECTION OF THE ENVIRONMENT
УДК 577+637
Ключевые слова: утилизация; молочная сыворотка; сывороточные белки; фермент трансглюкатаминиза.
Влияние трансглютаминазы
на связывание сывороточных белков
А.Г. Шлейкин, д-р мед. наук, проф., Н.П. Данилов, Л.В. Красникова, д-р техн. наук Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
Молочная сыворотка - побочный продукт при производстве молочных продуктов, содержащая белки (а-лак-тальбумин, р-лактоглобулин, сывороточный альбумин, иммуноглобулин и макропептид), лактозу, жир и неорганические вещества, производится в больших количествах, и ее годовое производство непрерывно растет. Хотя сегодня существует несколько направлений утилизации отходов молочного производства, в нашей стране 68,5 % подсырной сыворотки сливается в сточные воды [1]. Разработка новых способов связывания сывороточных белков позволит решить научную и народно-хозяйственную задачу - утилизацию сыворотки [2].
Для связывания белков различного происхождения может быть использован фермент трансглютаминаза (ТГ, КФ 2.3.2.13) [3]. ТГ катализирует реакцию ацильного переноса, способствуя образованию е-(у-глютамил) лизино-вых связей. Это приводит к межбелковому или внутрибелковому связыванию между боковыми радикалами глютамина и лизина.
Цель настоящей работы - исследовать влияние ТГ на связывание белков молочной сыворотки. Для этого пастеризованное молоко (2,5 %-ной жирности, производства Пискаревского молочного завода, Санкт-Петербург) сквашивали палочкой L. acidophilum 7m13. В нагретое молоко вносили фермент ТГ (препарат Activa фирмы Ajinomoto), закваску, перемешивали в течение 15 мин, сквашивали молоко при температуре 37...40 °С в течение 45 ч до формирования сгустка, определяемого визуально (ориентировочная кислотность 65-85 °Т).
Структура продуктов показана на фотографиях. Наблюдается самопроизвольное отделение сыворотки при стоянии продукта с 1 % ТГ. Структура продукта с 1 % ТГ менее гладкая, чем структура контрольного образца, крупнозернистая, комковатая. Отмечают увеличение зернистости с возрастанием степени связывания [4]. В проведенных нами опытах зернистость и отделение сыворотки также возрастают при увеличении кислотности. Инкубация молока с ТГ приводит к модификации казеиновых мицелл, которые ста-
новится сложно разъединить, чем, вероятно, и объясняются зернистость и хлопьевидность структуры полученного продукта [4].
Полученный продукт центрифугировали 60 мин при 20 °С, число оборотов 1200 мин-1 (центробежное ускорение составило 113 g). Наблюдали отделение сыворотки. Количество белка в сыворотке определяли биуретовым методом, интенсивность окраски измеряли на микрофотоколориметре МКМФ-1 при длине волны 610 нм (объем выборки данных n = 5). Статистические данные рассчитывали в соответствии с [6]. Полученные результаты представлены в таблице.
Абсолютное содержание белка в сыворотке рассчитывали как произведение объема выделившейся сыворотки при центрифугировании образца на содержание белка в сыворотке для каждого образца.
Добавление ТГ в сквашиваемые образцы привело к снижению содержания белка в сыворотке, объема выделившейся сыворотки и абсолютного содержания белка в сыворотке по сравнению с контрольной пробой, что свидетельствует об эффективности действия ТГ. Это можно объяснить тем, что по анализу субстратной специфичности ТГ умеренно связывает а-лак-тальбумин [5].
Таким образом, при применении ТГ содержание белка в сыворотке снижается на 11 %, объем выделившейся сыворотки уменьшается на 17 % и абсолютное содержание белка в сыворотке снижается на 28 % по сравнению с контрольным образцом. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности использования ТГ для решения проблемы утилизации молочной сыворотки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Свириденко Ю.Я., Кравченко Э.Ф., Яковлева О.А. Организация рационального использования молочной сыворотки и локальной очистки стоков -важный фактор экологизации отрасли/ Сб. материалов Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания». -Углич, 2008, с. 252-257.
Концентрация
ТГ, мас.%
Объем выделившейся сыворотки при центрифугировании образца, л/л образца
Содержание
белка в сыворотке, г/л
Абсолютное содержание
белка в сыворотке, г/л образца
0
0,59+0,04 0,49+0,07**
38,25+5,86 22,73 + 5,14 34,10+3,94** 16,38+2,83*
* Различия достоверны при уровне значимости а = 0,05.
** Различия достоверны при уровне значимости а = 0,10.
2. Pierro R.D., Chico B, Villalonga R, Mariniello L, Damiao A.E., Masi P. and Porta R. Chitosan-Whey Protein Edible Films Produced in the Absence or Presence of Transglutaminase//Analysis of Their Mechanical and Barrier Properties. Biomacromolecules. 2006. № 7. Р. 744-749.
3. Eissa A.S., Khan S.A. Acid-Induced Gelation of Enzymatically Modified, Preheated Whey Proteins//J. Agric. Food Chem. 2005. № 53. Р. 5010-5017.
4. Bonisch M.P., Huss M., Weitl K, Kulozik U. Transglutaminase cross-linking of milk proteins and impact on yoghurt gel properties//International Dairy Journal. 2007. № 17. Р. 1360-1371.
5. Govardus de Jong A.H., Wijngaards G, Boumans H, Koppelman S.J., Hessing M. Purification and Substrate Specificity of Transglutaminases from Blood and Streptoverticillium mobaraense//J. Agric. Food Chem. 2001. № 49. Р. 3389-3393.
6. Кокшарова Т.Е., Цыдыпов Ц.Ц. Методические указания по математической обработке результатов исследования с использованием табличного процессора EXCEL. - Улан-Удэ: Восточно-Сибирский государственный технологический университет, 2002.
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 7/2009 9