Влияние вида структурной модификации белковых продуктов из семян рапса и сурепицы на их функциональные свойства Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

633.853.492 + 633.853.494.641.7.002.612

ВЛИЯНИЕ ВИДА СТРУКТУРНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВЬХ ПРОДУКТОВ ИЗ СЕМЯН РАПСА И СУРЕПИЦЫ НА ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

В.Г. ЛОБАНОВ, А.Д. МИНАКОВА, И.В. ШУЛЬВИНСКАЯ,

В.Г. ЩЕРБАКОВ

Кубанский государственный технологический университет

Были изучены белковый комплекс и физико-химические свойства семян рапса и сурепицы; проведена модификация белков, полученных из обезжиренных семян этих культур, и проанализировано ее влияние на фракционный состав, функциональные свойства, биологическую ценность и активность трипсиновых ингибиторов.

Цель исследования - получение белковых концентратов из низкоглюкозинолатных и безэруковых сортов семян рапса и сурепицы современной селекции с функциональными свойствами, отвечающими технологическим требованиям пищевой промышленности.

Для опытов использовали сорта озимого и ярового рапса и сурепицы. Анализы проводили современными физико-химическими и стандартными методами, рекомендованными ВНИИ жиров [1].

Модификацию запасных белков семян рапса и сурепицы эндопротеиназами вели двумя способами: ограниченным ферментативным гидролизом при проращивании семян в течение 48 ч для активации протеаз и частичного гидролиза ими белкового комплекса и путем использования ферментной вытяжки из пророщен-ных семян для обработки растворимыми протеиназами

Семена рапса и сурепицы

Промывка, обеззараживание семян раствором 0,01% ПК

Помол семян и получение пслножирной муки

Проращивание семян Т 24-25 °С, г 48 ч

Обезжиривание полножирной муки и получение белкового продукта

*-------

Получение суспензии белкового продукта с раствором протеин аз прорастающих семян. Концентрация раствора протеин аз 0, 2, 3, 4% от массы белка, гидромодуль 10:1

Помол и получение модифицированной полножирной муки

Остановка гидролиза и пастеризация суспензии Т 80-90 °С, г 10 мин

Обезжиривание, просеивание сквозь сито диаметром 0,5 мм и получение белкового продукта

Модиф ицированные белковые продукты

Нейтрализация сусп 3 %-м растворо лимонной КИСЛО' ензии и гы

Сушка суспензии

белкового продукта из семян рапса и сурепицы [2, 3]. Схема модификации белков семян приведена на рис. 1.

В ходе исследований не модифицированный белко -вый продукт, полученный из исходных семян, обозначали 1; белковый продукт, модифицированный раствором (вытяжкой) протеиназ, в зависимости от количества ферментной вытяжки к массе белкового продукта

О4

Н

О

н

о

<!

к!

2 3 4 5

Типы модификаций

б

Типы модификаций

Типы модификаций □ белковый азот,% ■небелковый азот, %

а

в

Рис. 1

Рис. 2

обозначили 2, 3 и 4 , что соответствует 2, 3 и 4% ферментной вытяжки; белковый продукт, полученный из пророщенных семян , - 5.

Изменения соле- и водорастворимых фракций исследованных образцов белковых продуктов из семян озимой сурепицы сорта Злата (а), озимого рапса сорта Отрадненский (б) и ярового рапса сорта Ярвэлон (в) представлены на рис. 2.

Диаграммы показывают, что модификация белков семян сурепицы проращиванием в течение 48 ч привела к некоторому увеличению белкового азота альбу-мин-глобулиновой фракции, тогда как обработка белкового продукта раствором протеиназ вызвала его уменьшение.

Наибольшее снижение общего азота соле- и водорастворимых фракций - на 28% (белковый азот снизился на 77%) - произошло в результате обработки белков ферментной вытяжкой в количестве 2% к массе белка.

Обработка белков ферментной вытяжкой концентрациями 3 и 4% вызвала менее значительное уменьшение белкового азота соле- и водорастворимых фракций.

Аналогичные по характеру изменения белков наблюдаются и у озимого рапса: в продукте 5 доля белкового азота соле- и водорастворимых фракций увеличилась на 6%.

Наибольшему гидролизу подвергся белок озимых сортов рапса при обработке белкового продукта ферментной вытяжкой в количестве 2% к массе белка. Количество ферментной вытяжки 3 и 4% привело к уменьшению белкового азота фракции на 40 и 3% соответственно.

У ярового рапса проращивание семян способствовало увеличению небелкового азота соле- и водорастворимых фракций на 10%.

Во всех случаях обработка белкового концентрата ферментной вытяжкой привела к уменьшению общего азота водо- и солерастворимых фракций: внесение 2, 3 и 4% ферментной вытяжки снизило общий азот альбу-мин-глобулиновой фракции ярового рапса на 30, 18 и 20% соответственно.

Эти результаты свидетельствуют, что обработка белкового продукта, полученного из семян рапса и сурепицы, раствором собственных ферментов приводит к глубокому протеолизу водорастворимых белков до свободных аминокислот и низкомолекулярных пептидов.

Во всех случаях степень гидролиза запасных белков коррелировала с количеством ферментной вытяжки, взятой для модификации.

Как известно, белки-ингибиторы протеиназ являются водорастворимыми. Влияние вариантов структурной модификации белков рапса и сурепицы ограниченным протеолизом привело к понижению уровня трипсинингибирующей активности, хотя практически полная инактивация ингибиторов достигается только к концу прорастания семян (табл. 1).

Таблица 1

Сорт Активность трипсиновых ингибиторов, ед. опт. плотности, у различных модификаций белкового продукта

семян 1 2 3 4 5

Злата 7,573 0,152 0,146 0,158 0,264

Отрад- ненский 13,402 0,144 0,149 0,160 0,423

Ярвэлон 0,874 0,137 0,147 0,151 0,211

Как следует из данных табл. 2, условия структурной модификации белков семян ограниченным проте-олизом, ведущие к изменению соотношения белкового и небелкового азота, сопровождаются изменением их функциональных свойств У белкового концентрата, выделенного из пророщенных семян сурепицы, произошло снижение водоудерживающей способности (ВУС) белковых продуктов по сравнению с белковым концентратом из немодифицированных семян.

Модификация белкового продукта ферментным раствором в концентрации 2 и 3% к массе белка вызвала снижение ВУС белковых продуктов на 13 и 16% по сравнению с исходным немодифицированным белком.

Все варианты ферментативной модификации привели к улучшению жироудерживающих свойств (ЖУС) белкового продукта (табл. 2). Модификация семян сурепицы проращиванием привела к увеличению ЖУС на 50%. На 23, 70 и 150% увеличилась способность к поглощению масла белковым продуктом при его обработке 2, 3 и 4%-й ферментной вытяжкой. Заметно изменялись и другие функциональные свойства (табл. 2).

Модификации как семян, так и белковых продуктов привели к улучшению жироэмульгирующей способности (ЖЭС) последних. Жироэмульгирующая способность белковых продуктов 5-й и 2-й модификаций возросла в 4 раза.

Увеличение количества ферментной вытяжки до 4% к массе белка привело к увеличению ЖЭС у белкового продукта из семян озимой сурепицы.

Аналогичная зависимость ВУС от способа модификации наблюдается у белкового концентрата из семян озимого рапса. Модификация проращиванием также вызвала резкое снижение ВУС белкового продукта, тогда как обработка его 2%-м ферментным раствором оставила этот показатель практически без изменений. Дальнейшее увеличение количества вытяжки, взятой для модификации, привело к снижению ВУС белкового продукта на 17-23%.

Рост ЖУС на 6 и 35% наблюдается у белкового продукта, обработанного 3 и 4%-й ферментной вытяжкой соответственно.

Проведенные модификации не отразились на способности белкового концентрата из семян озимого рапса к пенообразованию (ПОС), тогда как по стойкости пены (СП) белковый продукт, обработанный 2%-й ферментной вытяжкой, превосходил контрольный вариант почти в 1,5 раза.

Жироэмульгирующая способность модифицированных белковых продуктов, полученных из семян озимого рапса, увеличилась на 360-600% в зависимости от вида модификации.

Таблица 2

Тип Функциональные свойства белковых продуктов, %

моди -фика-ции ВУС ЖУС ПОС Коэф. ПОС СП Коэф. СП ЖЭС

1 343 161 Злата 18,0 20,4 105 0,86 40

2 298 198 12,4 14,1 115 0,94 167

3 287 275 18,8 21,4 107 0,87 238

4 211 398 20,8 23,6 108 0,89 340

5 109 240 16,0 18,18 114 0,94 170

1 330 161 Отрадненский 15,0 17,3 136 1,11 52

2 319 119 15,6 17,7 186 1,52 184

3 274 171 16,0 18,2 111 0,91 293

4 253 249 17,2 19,5 107 0,88 371

5 121 117 20,0 23,7 111 0,91 240

1 289 182 Ярвэлон 18,0 20,0 126 1,03 76

2 251 198 14,4 16,4 124 1,02 211

3 197 223 18,2 2,4 108 0,89 328

4 87 240 11,6 13,3 103 0,85 365

5 184 118 12,0 13,6 115 0,94 250

Все проведенные модификации способствовали снижению ВУС белкового продукта, полученного из семян ярового рапса. Жироудерживающая способность данного образца возросла в результате обработки его 2, 3 и 4%-м ферментным раствором на 9, 22 и 32% соответственно.

В модифицированных белковых продуктах из всех сортов семян наблюдается значительное увеличение ЖЭС.

Анализ не выявил резких различий в направленности изменений функциональных свойств белковых

продуктов из семян рапса и сурепицы (озимые и яровые сорта) под влиянием ферментативной модификации их белков.

Экспериментально определена различная избира -тельность гидролиза полипептидных цепей альбу-мин-глобулиновой фракции белков семян в процессе их проращивания и под действием вытяжек эндопро-теиназ прорастающих семян.

ВЫВОДЫ

1. Показана возможность структурной и функциональной модификации белков путем ограниченного протеолиза эндопротеиназами прорастающих семян.

2. Установлено снижение активности трипсинового ингибитора в результате деградации белкового комплекса прорастающих семян.

3. Изменения водо- и жироудерживающей способности белковых продуктов, пенообразующих и эмульгирующих свойств свидетельствуют о изменении характеристик поверхности белковых молекул под влиянием ограниченного протеолиза, расщепляющего пептидные связи в гидрофильных участках полипептид-ной цепи белка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. - Л.: Колос, 1972. - 456 с.

2. Геген Ж., Азанза Ж.Л. Состав и физико-химические свойства белков бобовых и масличных культур // Растительный бе -лок / Пер. с франц. В.Г. Долгополова. - М.: Агропромиздат, 1991. -

С. 149-175.

3. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи // Технологические проблемы и перспективы производства. - М.: Агро -промиздат, 1987. - 303 с.

Кафедра биохимии и технической микробиологии

Поступила 05.10.04 г.

635.655.002.612

ПИТАТЕЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ СОЕВЫХ ПРОРОСТКОВ

В.С. ПЕТИБСКАЯ, Е.Г. ЕФРЕМОВА

Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур

Майкопский государственный технологический институт

Известно, что соя является традиционным продуктом питания в странах Юго-Восточной Азии. Помимо соевого молока, сыра-тофу, ферментированных продуктов, популярностью пользуются соевые проростки, так как это дешевая и доступная в любое время года пища.

Как правило, соевые проростки используют при приготовлении супов с растительным маслом, рисом или пшеном. Также из них готовят различные салаты и блюда, аналогичные овощным. Перед употреблением ростки обдают кипятком или варят около 5 мин.

В странах Запада этот вид продукции распространения не получил, так как он требует много времени и

внимания: в домашних условиях проращивание сои длится 3-5 дней летом и более 10 дней зимой. Однако можно проращивать сою в оптимальных производственных условиях и в дальнейшем готовить из нее биологически ценные продукты питания.

В настоящее время разработана технология производства сухих завтраков с использованием соевого солода и традиционных зерновых культур [1]. Но соевые проростки можно использовать и для обогащения белком и витаминами различных овощных консервов. После сушки при температуре 40°С и измельчения они могут стать компонентом биологически активных добавок к пище.

В литературе нет полной информации о химическом составе проростков сои в различные дни прорастания, об оптимальном периоде их проращивания и о