CC BY
68
635.655.093.8:547.915.5.067.5
ВЛИЯНИЕ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ НА СОСТОЯНИЕ ЛИПИДНОЙ КОМПОНЕНТЫ СОЕВОГО ГИДРОЛИЗАТА
Л.Н. ШИШКИНА, А.А. КОЗЛОВА, Е.В. МИЛОРАДОВА
Московский государственный университет пищевых производств Институт биохимической физики им. НМ. Эмануэля РАН
Большой интерес для российской пищевой промышленности представляют продукты из соевого шрота (изоляты, концентраты, текстурированные белки и гидролизаты) благодаря их меньшей стоимости по сравнению с альтернативными добавками животного происхождения: сухим молоком, казеином, яичными желтками и т. п. [1].
На протяжении многих лет в МГУПП ведутся исследования по частичному гидролизу соевой муки и ее использованию в составе пищевых продуктов [2].
Продукты питания, обогащенные белковыми гидролизатами, одновременно с решением функционально-технологических задач - увеличением жиро- и влагоудерживающей способности, повышением уровня эмульгирования, гелеобразования и др. - обеспечивают организм человека белками и липидами, которые, будучи одними из ключевых компонентов биологических мембран, выполняют энергетические, структурные функции и являются специфическими регуляторами внутриклеточных метаболических превращений [3, 4].
Процесс центрифугирования - один из широко используемых при осветлении жидких пищевых продуктов технологических приемов. Некоторые данные [5, 6] свидетельствуют, что при центрифугировании возможны изменения в составе и свойствах липидов.
Цель данной работы - исследование влияния процесса центрифугирования на состояние липидной компоненты соевых гидролизатов.
В качестве объектов исследования использовали белковые гидролизаты, полученные гидролизом обезжиренной лецитинированной соевой муки СОПРОЛЕЦ-8-ТБ-325 ферментом протеолитического действия Бирзим П7, препаратом нового поколения немецкой фирмы ЕКБ 8ЬОМ", полученным из специально отобранного штамма БасШш' ЪиЫШз. Активность препарата составляет 20 ед ПС/мл. Условия гидролиза подробно изложены в [7].
Полученный жидкий гидролизат делили на две части, одну из которых осветляли центрифугированием при 6000 об/мин в течение 15 мин. Осветленную часть - надосадочную жидкость - и неосветленный жидкий гидролизат сушили на полупромышленной распылительной сушилке «Мобильный минор». Температура в сушильной камере не превышала 80°С, чтобы избежать денатурации белковой составляющей и изменения в липидной фазе. Продолжительность нахождения образцов в зоне температурного воздействия не более 1 с.
Содержание продуктов, взаимодействующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-активные продук-
ты, ТБК-АП), в высушенных гидролизатах определяли по методу [8]. Количество белка в соевых гидролизатах анализировали с помощью модифицированного биуретового метода [9].
Липиды из осветленной и неосветленной части гидролизата выделяли методом Блая и Дайера в модификации Кейтса [10]. Выделенные липиды использовали для изучения состава фосфолипидов (ФЛ), количества стеринов (ХС) и содержания пероксидов.
Количество пероксидов в липидах определяли методом йодометрического титрования в соответствии с методикой ГОСТ 26593.
Качественный и количественный состав ФЛ опре -деляли методом ТСХ [11] с использованием силикагеля типа G (фирма Sigma), стеклянные пластины разме -ром 9 х 12 см. В качестве системы растворителей использовали смесь хлороформ-метанол-ледяная уксусная кислота-вода в соотношении 50 : 30 : 8 : 4 [11]. Проявление хроматограмм проводили в парах йода. Количественный анализ состава ФЛ после удаления пятен с пластинки и сжигания до неорганического фосфата хлорной кислотой проводили спектрофотометрически по образованию фосфорно-молибденового комплекса в присутствии аскорбиновой кислоты при длине волны 800 нм на спектрофотометре КФК-3. Построение калибровочной прямой проводили по раствору калия фосфорнокислого однозамещенного марки ос. ч. Содержание ХС в липидах определяли спектрофотометрически [12] при длине волны 625 нм. Для построения калибровочной прямой использовали холестерин фирмы Serva (ФРГ).
Измерение количества пероксидов и ТБК-АП в составе липидов в осветленных и неосветленных гидролизатах проводили в трех повторностях. Результаты экспериментов обработаны общепринятыми методами вариационной статистики, вариабельность показателей оценивали как отношение средней квадратичной ошибки среднего арифметического к величине среднеарифметического значения для анализируемых групп, выраженное в процентах [13].
Первый этап работы - изучение влияния центрифугирования как на количественный групповой состав липидов и степень их окисленности, так и на интенсивность окислительных процессов в гидролизатах. По количеству ТБК-АП судят об интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в сложных системах [14], при этом содержание пероксидов в липидах позволяет судить о степени их ненасыщенности (табл. 1).
Таблица 1
Соевый Концентрация пероксидов, Содержание ТБК-АП,
гидролизат ммоль/г липидов нмоль/мг белка
Неосветленный 0,0055 ± 0,0025 0,390 ± 0,095
Осветленный 0,081 ± 0,023 0,670 ± 0,145
Влияние центрифугирования на количество общих липидов (ОЛ) в 1 г абсолютно сухого вещества (АСВ) (а) и содержание ФЛ (б, 1) и ХС (б, 2) в составе ОЛ в гидролизатах показано на рисунке.
ОЛ/гАСВ а %
0,05 ■ 50
І-Ї-П
0,04 ■ 40
0,03 ■ 30
0,02 ■ 20
0,01 ■ -ЇП 10
0 ■ 0
Фракции, % Р Соевый гидролизат
неосветленный осветленный
ЛФХ 1,67 ± 0,35 0,95 ± 0,95
СМ 0,83 ± 0,19 6,65 ± 1,05
ФХ 34,50 ± 1,65 19,15 ± 13,75
ФИ + ФС 21,20 ± 0,80 22,6 ± 13,4
ФЭ 32,6 ± 1,5 7,8 ± 4,0
ФГ 5,95 ± 2,40 4,55 ± 2,25
КЛ + ФК 3,24 ± 0,31 38,5 ± 29,0
Среди обобщенных показателей исследовано отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин
(ФХ/ФЭ), так как данные фракции являются основными компонентами в составе ФЛ в растительных объектах; мольное отношение стерины/фосфолипиды
([ХС]/[ФЛ]) и отношение сумм более легкоокисляе-мых к более трудноокисляемым фракциям ФЛ (X ЛОФЛ/Х ТОФЛ). Последнее соотношение вычисляли по формуле [15]
X ЛОФЛ/Х ТОФЛ = (ФИ + ФС + ФЭ + ФГ +
+ КЛ + ФК)/(ЛФХ + СМ + ФХ),
где ФИ - фосфатидилинозит, ФС - фосфатидилсерин, ФГ - фосфа-тидилглицерин, КЛ - кардиолипин, ФК - фосфатидная кислота, ЛФХ - лизоформы ФЛ, СМ - сфингомиелин.
Таблица 3
Фракции, % Р
Соевый гидролизат
неосветленный
осветленныи
[ХС]/[ФЛ]
2 ЛОФЛ/Х ТОФЛ ФХ/ФЭ
0,39 ± 0,06 1,71 ± 0,08 1,06 ± 0,03
3,95 ± 2,25 2,74 2,45
1 2 ■ Неосветленный гидролизат □ Осветленный гидролизат
Анализ представленных данных показывает, что процесс центрифугирования снижает количество ОЛ и ФЛ в 1 г АСВ в 4,8 и 3,85 раза, увеличивает процент холестерина в 2,85 раза в составе ОЛ. Необходимо отметить различия в чувствительности показателей к данному воздействию: при наличии только тенденции роста содержания ТБК-АП в сухих центрифугированных образцах выявлен достоверный рост в 14,7 раза количества пероксидов в их липидах (табл. 1).
Кроме того, обнаружена высокая гетерогенность сухих осветленных гидролизатов по состоянию липидного компонента. Это следует из резкого повышения вариабельности содержания ОЛ в 1 г АСВ в 9,7 раза, а также ФЛ, ХС в составе ОЛ в 2,9 раза в сухих осветленных гидролизатах по сравнению с неосветленными образцами.
Следующий этап работы - исследование влияния центрифугирования на качественный и количественный состав ФЛ (табл. 2) и их обобщенные показатели (табл. 3).
Таблица 2
К легкоокисляемым ФЛ относятся фракции, содержащие преимущественно ненасыщенные жирные кислоты (ЖК), к трудноокисляемым - в составе которых преобладают насыщенные ЖК в углеводородной части молекулы. Именно поэтому данное соотношение дает возможность судить о способности липидов к окислению [15].
Резкое снижение количества ОЛ в 1 г АСВ и содержания ФЛ в составе ОЛ (рисунок) не позволило с большей достоверностью проанализировать количественный состав ФЛ центрифугированных гидролизатов. Однако отмечено достоверное падение ФЭ в 4,2 раза, рост суммарного содержания КЛ и ФК в 11,8 раза, а СМ в 8 раз по сравнению с аналогичными параметрами состава ФЛ неосветленных гидролизатов. Результаты свидетельствуют также о высокой гетерогенности центрифугированных образцов и по относительному содержанию отдельных фракций ФЛ, и по величинам обобщенных показателей состава липидов.
Рост мольного отношения [ ХС]/[ФЛ] под влиянием центрифугирования обусловлен как резким снижением содержания ФЛ, так и ростом количества ХС в составе ОЛ осветленных гидролизатов.
При сравнении полученных результатов с аналогичными данными по влиянию центрифугирования на липидный компонент арахисовой среды [6] можно отметить падение содержания ОЛ в 1 г АСВ в обоих случаях. В соевых гидролизатах обнаружено существенное изменение количественного соотношения фракций ФЛ при отсутствии значительных изменений данных показателей при центрифугировании арахисовой среды. Под действием центрифугирования способность липидов арахисовой среды к окислению снижается, а липидов соевых гидролизатов возрастает. Подобный эффект обнаружен и при сопоставлении отношения [ХС]/[ФЛ] в липидах соевых гидролизатов и арахисовой среды до и после центрифугирования.
Таким образом, процесс центрифугирования вызывает существенные изменения состояния липидного компонента осветляемых гидролизатов, масштаб и направленность которых зависят от химической природы объекта, что необходимо учитывать при использо-
вании центрифугирования в технологических процессах.
ВЫВОДЫ
1. Экспериментально доказано существенное изменение липидной компоненты соевого гидролизата под действием центрифугирования.
2. Значительный рост степени окисленности липидов в осветленных гидролизатах может приводить к сокращению сроков хранения по сравнению с неосвет-ленными, что вызывает необходимость использования антиоксидантов, например, веторона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Доморощенкова М.Л. Современные технологии получения пищевых белков из соевого шрота // Пищевая пром-сть. -2001. - № 4. - С. 5-11.
2. Траубенберг С .Е., Пивцаева М.М., Милорадо -
ва Е.В., Фугол О.А. Получение и применение ферментативных соевых гидролизатов // Междунар. конф. «Науч.-техн прогресс в пере-раб. отраслях АПК», Москва, 16-18 мая, 1995: Тез. докл. — М., 1995. - С. 151.
3. Крепс Е.М. Липиды клеточных мембран. - Л.: Наука, 1981. - 340 с.
4. Goni F.M., Alonso A. Structure and functional properties of diacylglycerols in membranes // Prog. Lipid Res. - 1999. -38. - № 1. -P. 1-48.
5. Самойленко И.И., Борисенко Е.Г., Лысюк О.Г. Бактериальные токсины // Тез. докл. II Всесоюз. конф. - Юрмала, 1989. -С. 69.
6. Влияние центрифугирования на биохимические и физико-химические параметры липидов арахисовой питательной среды /
В.А. Меньшов, Л.Н. Шишкина, Е.Б. Бурлакова и др. // Прикл. биохимия и микробиология. - 1993. - ХХ1Х, вып. 3. - С. 442^48.
7. Траубенберг С.Е., Вяльцева И.В., Милорадова Е.В., Козлова А.А. Изучение кинетики действия ферментного препарата Бирзим П7 при гидролизе соевой обезжиренной муки // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2005. - № 2-3. - С. 54-57.
8. Asakawa T., Matsushita S. Coloring Conditions of Thiobarbituric Acid Test for Detecting Lipid Hydroperoxides // Lipids. -1980. - 15. - № 3. - Р. 137-140.
9. Itzhaki R., Gill D.M. A micro-biuretic method for estimating proteins // Anal. Biochem. - 1964. -9. - P. 401^10.
10. Кейтс М. Техника липидологии. М.: Мир, 1975. - 322 с.
11. Биологические мембраны. Методы. / Под ред. Дж. Б. Фиццлея, У.Г. Эванз. - М.: Мир, 1990. - 424 с.
12. Sperry W.M., Weeb M. A revision of the schoenheimer -sperry method for cholesterol determination // J. Biol. Chem. - 1950. -187. - № 1. - Р. 97-106.
13. Лакин Г.Ф. Биометрия. 3-е изд. - М.: Высш. шк., 1990.
- 293 с.
14. Каган В.Е., Орлов О.Н., Прилипко Л.Л. Проблема анализа эндогенных продуктов перекисного окисления липидов // Ито -ги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Биофизика. - М., 1986. - 18.
- 136 с.
15. Шишкина Л.Н., Кушнирева Е.В., Смотряева М.А. Использование параметров системы регуляции перекисного окисления липидов для оценки биологических последствий сочетанного действия твина-80 и рентгеновского излучения в малой дозе // Радиац. биология. Радиоэкология. - 2001. - 41. - № 3. - С. 301-306.
Кафедра аналитической химии
Поступила 24.10.05 г.
577.196+539
КОЛИЧЕСТВО И КА ЧЕСТВО БЕЛКА В ПРОДУКТАХ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЬНЯНОГО ЖМЫХА
П.М. ПАХОМОВ, А.Л. ГРИГОРЬЕВА, А.Н. ПАНКРУШИНА,
С.Д. ХИЖНЯК, А.Н. СТЕБЛИНИН
Тверской государственн ыйуниверситет Всероссийский научно-исследовательский
проектно-технологический институт механизации льноводства Россельхозакадемии
На базе ВНИПТИ механизации льноводства разработана технология выделения белка из жмыха масличного льна, позволяющая извлекать более 50% от общего его количества, не менее 25% которого является легко перевариваемым [1]. Полученный белок представ -лен альбуминовой, глобулиновой, глютелиновой фракциями: 41, 37, 13% от суммы соответственно (9% составляет нерастворимый остаток).
О целесообразности выделения белка из жмыха льна свидетельствует благоприятный аминокислотный состав белков льна, близкий к стандартам ФАО [2]. Вместе с тем необходимо, чтобы в процессе технологической переработки конечный продукт не утрачивал своих ценных питательных свойств Применяемые в современных технологиях методы извлечения масла из семян имеют своей основой термическую обработку, приводящую к снижению растворимости белков,
разрушению многих ценных аминокислот, т. е. к снижению качества целевого продукта.
Для оптимизации процесса выделения белка и повышения его качества необходимо детальное изучение биохимического состава продуктов, получаемых на различных технологических стадиях с целью выявления степени ущерба, наносимого белкам на каждой из них.
Объектом исследования служил льняной жмых, полученный в Костромской, Пензенской областях и в Ставропольском крае (соответственно образцы 1, 2, 3). Для извлечения экстрактов льняного белка использовали запатентованную технологию его выделения [3]. Измельченный и откалиброванный льняной жмых смешивали с 7%-м раствором поваренной соли в соотношении 1 : 10. Сепарирование альбуминовой фракции белков проводили центрифугированием при 3000 об/мин. Полученный осадок смешивали с раствором гидроксида натрия, затем направляли на сепарирование при тех же условиях в течение 15 мин. Полученные растворы осаждали соляной кислотой, доводя кислотность раствора рН до 3,5-4,5. Надосадочную жидкость отделяли центрифугированием. При получении
