Влияние условий ферментации белков молока на пептидный профиль гидролизатов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Пищевая промышленность


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 637. 055

Влияние условий ферментации белков молока на пептидный профиль

гидролизатов

Д.т.н. Забодалова Л. А., к.х.н. Скворцова Н. Н. ,

Данилов И. М., к.б.н. Касумов М. К.

danilovivan86@gmail. com

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий- Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины

В статье исследовано получение фракций низкомолекулярных пептидов посредством ограниченного протеолиза обезжиренного молока ферментным препаратом «Панкреатин». Определены рациональные параметры ферментации, проведена сравнительная характеристика молекулярно-массового распределения полученных гидролизатов методом гель-хроматографии.

Ключевые слова: белки молока, ферментативный гидролиз, низкомолекулярные пептиды

Effect of fermentation conditions for milk proteins in the peptide profile of

hydrolysates

Zabodalova L.A., Skvortsova N.N., Danilov I.M., Kasumov M.K.

Saint-Petersburg State University of Refrigeration and Food

Engineering

Saint-Petersburg State Academy of Veterinary Medicine

In the article to obtain fractions of low molecular weight peptides by limited proteolysis of skim milk enzyme preparation & quot-Pancreatin. The rational parameters offermentation, the comparative characterization of the molecular weight distribution of hydrolysates obtained by gel chromatography.

Keywords: milk proteins, enzymatic hydrolysis, low molecular weight peptides.

Низкомолекулярные вещества пептидной природы, получаемые в результате ограниченного протеолиза белков молока обладают широким спектром биологической активности, воздействуя на иммунную, нервную, сердечнососудистую системы организма [1]. За рубежом налажено производство кисломолочных напитков функционального назначения, содержащих в качестве одного из биологически активных компонентов низкомолекулярные пептиды (НМП), способствующие, в основном, понижению артериального давления [2]. Вместе с тем, дальнейшие изыскания в данном направлении, по-прежнему, представляются актуальной задачей.

В данной работе исследовались биотехнологические и физико-химические закономерности молекулярно-массового распределения (ММР) продуктов протеолиза и накопления пептидов в диапазоне молекулярных масс 1,4−4,6 кДа в процессе расщепления белков молока многокомпонентным ферментным препаратом «Панкреатин».

ММР продуктов расщепления белков молока анализировали методом эксклюзионной аналитической гель-проникающей хроматографии на колонках с носителями, обладающими характеристиками пористости, наиболее подходящими для получаемых ферментативных гидролизатов молочных белков. Линейные области частных калибровочных кривых для Sephadex G-75-medium (y=-0,0546x + 5,8857, стандартная ошибка 0,0349, коэффициент корреляции 0,9951) и G-50-medium (y=-0,0727x + 6,3127, стандартная ошибка 0,2045, коэффициент корреляции: 0,9624) представлены на рисунках 1 и 2 соответственно. Математическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием пакетов программ MS Office 2010, CurveExpert 1.4.

Рисунок 1. Калибровочная кривая Sephadex G-75-medium

Рисунок 2. Калибровочная кривая

Sephadex G-50-medium

Ферментный препарат «Панкреатин» наиболее активен при рН 5,5−5,7, в то время как отдельно взятые трипсин и химотрипсин, входящие в него имеют оптимумы каталитической активности при рН 7,8−8,0 и 7,9−9,0 соответственно.

В процессе протеолиза происходит высвобождение карбоксильных групп, которые способны снижать кислотность среды, что приводит к ингибированию ферментов [2]. В связи с этим, было изучено ММР низкомолекулярных фракций пептидов, а также зависимость выхода НМП от рН молока в диапазоне 6,5−8,5 (таблица 1).

Таблица 1. Зависимость ММР гидролизатов от рН-статировании

№ Диапазон молекулярных масс, кДа Относительное распределение фракций, %
рН 6,5 рН 7,0 рН 7,5 рН 8,0 рН 8,5
1 Более 98 21,7 13,7 6,1 5,5 5,9
2 6,5 — 98 7,6 7,1 5,2 5,9 8,1
3 4,6 — 6,5 11,6 12,4 14,4 14,7 14,8
4 1,4 — 4,6 59,1 66,8 74,3 73,9 71,2

Как следует из данных таблицы 1, наибольший выход низкомолекулярных фракций 1,4 — 4,6 кДа происходит в интервале рН 7,5−8,0. Необходимо отметить, что первоначальное значение рН реакционной смеси 6,65−6,68 уменьшалось на 0,6−0,7 единиц в течение первых двух часов термостатирования и далее оставалось неизменным на протяжении всего процесса, что, по-видимому, косвенно свидетельствует о компенсаторном влиянии высвобождающихся при протеолизе кислотных и основных групп.

Согласно экспериментальным данным, приведенным в таблице 2, накопление НМП в продуктах протеолиза после 4 часов увеличивалось незначительно, в то время как большая продолжительность ферментации повышала вероятность микробиальной молока. В дальнейших исследованиях продолжительность ферментации принята равной 4 ч.

Таблица 2. Зависимость ММР гидролизатов от продолжительности ферментации

№ Диапазон молекулярных Относительное распределение фракций, %
масс, кД 2 ч 4 ч 8 ч 12 ч 24 ч 48 ч
1 Более 98 7,3 5,6 4,8 2,2 2,6 2,2
2 6,5 — 98 7,8 8,0 8,1 9,7 9,5 8,3
3 4,6 — 6,5 17,6 12,5 11,9 11,4 9,8 12,1
4 1,4 — 4,6 67,3 73,9 75,2 76,7 78,1 77,4

Рационализация по температурному показателю выявила, что наибольшее относительное содержание НМП образуется при 43±1°С (таблица 3).

Таблица 3. Зависимость ММР гидролизатов от температуры ферментации

№ Диапазон молекулярных масс, кД Относительное распределение фракций, %
35 °C 43°С 50 °C 55°С
1 Более 98 18,6 4,9 6,8 11,7
2 6,5 — 98 29,5 7,2 6,2 3,2
3 4,6 — 6,5 38,7 15,1 17,7 19,0
4 1,4 — 4,6 13,2 72,8 69,3 66,1

Исследования влияния ФСС на выход различных фракций гидролизата (таблица 4), показали, что относительное содержание всех фракций, кроме НМП, с уменьшением ФСС постепенно снижается. Фракция НМП достигает высокого значения при соотношении фермент^субстрат 125 и дальнейшее увеличение данного показателя не вызывает повышение содержания НМП.

Таблица 4. Зависимость ММР гидролизатов от ФСС

№ Диапазон молекулярных масс, кДа Относительное распределение фракций, %
ФСС
1−100 1−50 1−25 1−12 1−6
1 Более 98 11,6 7,7 5,3 4,9 4,2
2 6,5 — 98 20,1 13,4 4,5 4,8 6,1
3 4,6 — 6,5 19,0 16,8 14,4 14,0 13,7
4 1,4 — 4,6 49,3 62,1 75,8 76,3 76,0

На заключительном этапе работы проведены исследования по влиянию высокотемпературной обработки (86±1°С, продолжительность 15 мин) на НМП, с целью инактивации ферментного препарата, которые показали отсутствие значительных изменений пептидного профиля в целом и выхода фракции НМП в частности.

Выводы.

1. Определены качественный и количественный составы пептидных фракций, и ММР продуктов ограниченного протеолиза белков молока ферментным препаратом «Панкреатин" —

2. Длительность процесса ферментации свыше 4-х часов нецелесообразна-

3. Целесообразные условия ферментации молока с целью получения фракции НМП: без использования рН-статирования, температура и продолжительность ферментации 43±1 °С 4 ч соответственно, фермент-субстратное соотношение 1: 25.

Список литературы:

1. Bahareh Hajirostamloo. Bioactive Component in Milk and Dairy Product. World Academy of Science, Engineering and Technology. № 72. 2010.

2. Handbook of Food Products Manufacturing. Edited by Y. H. Hui. Western California. 2009. 1131 pp.

3. Круглик В. И. Теоретическое обоснование и практическая реализация технологий гидролизатов молочных белков и специализированных продуктов с их использованием: Автореферат диссертации на соиск. уч. степ. докт. техн. наук / В. И. Круглик. — Кемерово, 2008.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой