Применение протеиназ для повышения усвояемости пищевых белков

считывали по формуле [3]

(СР0-С„)1--

где Сц0, Сц — начальная и равновесная концентрации адсорбтива, моль/л;

V — объем раствора, из которого происходит адсорбция, л;

С — масса адсорбента, кг.

Пересчет массовой доли мыла на молярную концентрацию производили исходя из молекулярной массы натриевой соли олеиновой кислоты, которая составляет 0,304 кг/моль.

Оптимальное количество сорбента С}, % (к массе масла), рассчитывается по формуле (2) и зависит от исходного содержания мыла в масле С и величины удельной адсорбции А при заданной температуре процесса.

<3=^7, ' \

АМ

где М — молекулярная масса натриевой соли олеиновой кислоты, кг/моль.

Качественные показатели подсолнечных рафинированных вымороженных масел, полученных по предлагаемой и традиционной технологии низкотемпературной фильтрации с применением в качестве дренажного порошка фильтр-перлита, представлены в таблице.

Как видно из таблицы' применение обеих технологий приводит к незначительному снижению кислотного числа КЧ, что связано с адсорбцией жирных кислот поверхностью кристаллов ВОСКОВ. Существенное снижение влаги при использовании виноградного порошка объясняется высокой гигроскопичностью растительного сорбента. При этом не происходит значительного увеличения перекисного’ числа ПЧ,:-й отличие"-от применения дренажных ’ порошков - , неорганической природы, использование которых, приводит; к росту данного показателя в 1,5—2 раза, и более в зависимости от температуры экспозиции и фильтрации. Количест-

венный и качественный анализ содержания мыла в масле, полученном по разработанной технологии, показал его полное отсутствие при использовании 0,1,% адсорбента при содержании ионов натрия в масле в пересчёте на натриевые мыла жирных кислот 0,09% и фильтрации масла при 20-25°С.

Эксперименты, проведенные в промышленных условиях, подтвердили, данные лабораторных исследований. Причем, масличность виноградного порошка после фильтрации, определенная методом исчерпывающей экстракции,, составила 73,23 %, а фильтр-перлита 6.8,57 .%..,Учитывая, что начальная масличность виноградного порошка составляет 15*18 %, можно сделать вывод о существенном снижении потерь масла при. использовании предлагаемого способа.

ВЫВОДЫ

Использование растительных сорбентов открывает новые возможности совершенствования процесса рафинации растительного,масла, снижая его отходы и потери в производстве.

Предложенный способ значительно упрощает стадию удаления следов мыла из масел, сокращает расход воды и значительно улучшает качество масла с переводом его в более высокую ассортиментную, группу.

:-п ттл.' с-’ - м т! •

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология переработки жиров / Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнена, А.И Янова" и др.; Под ред. Н.С. Арутюняна. — 2-е изд., перёраб. и доп. -М.: Пищепромиздат, 1998. - 452 с,-:-

2. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров / Под общ. ред. А.Г. Сергеева. — Л.: ВНИИЖ, 1976. -Т. 3, кн. 1.

3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. — М.: Химия,

1975. — 512 ‘

Кафедра технологии жиров, товароведения '

и экспертизы товаров

Поступила 28.05 01 г. :

641.12:577.156

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОТЕИНАЗ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСВОЯЕМОСТИ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ

М.В. КСЕНЗ

Кубанский государственный технологический университет

Одним из направлений восполнения недостатка полноценного белка в рационе питания человека является повышение его перевариваемости. В решении этой проблемы важная роль может принадлежать модификации трудноусвояемых орга-

низмом растительных и животных белков в бед-ковые гидролизаты, получаемые путем ограниченного ферментативного гидролиза [1].

Среди веществ, способствующих ферментативной модификации пищевых белков, существенное место занимают протеиназы различного происхождения, под влиянием которых в белковой молекуле происходит специфическое расщепление пеп-

тидных связей, в результате изменяется молекулярная масса белка, растет его гидрофобность и усвояемость организмом.

Определенный интерес в этом отношении представляют протеиназы растений. Была выделена и исследована аспартильная протеиназа из покоящихся клубней картофеля [2]. Получены протеиназы из прорастающих семян риса. Четыре протеиназы расщепляли гемоглобин, шесть - казеин, три - створаживали молочно-ацетатную смесь.

Из семян лебеды, семядолей семян вигны, латекса хлебного дерева и эндосперма семян риса выделены ферменты, обладающие протеолитиче-ской активностью. Протеазы гидролизовали гемоглобин в кислой области pH [3]'..

Из чертополоха были получены три протеиназ-ные фракции. Неочищенный экстракт проявлял оптимальную активность при pH 5,7 и температуре 37°С, обладал низкой свертывающей и высокой протеолитической активностью [4].

В литературе имеются сведения о наличии протеолитических ферментов в плодах и овощах. В ягодах белого винограда УШэ УшлГега наблюдается протеолитическая активность с оптимумом активности гидролиза денатурированного гемоглобина при pH 2,5 и температуре 70°С. Из незрелых плодов ВготеПа Ыегопугш Мег (ВготеНасеае) была выделена протеиназа, проявляющая активность в широком диапазоне pH (более 90% максимальной активности при pH от 7,2 до 10,0 и обладающая термостабильностью при температуре до 75° С.

Путем экстракции 0,3н раствором ЫаС1 с последующим очищением насыщенным раствором сульфата аммония получена протеиназа из дыни. Протеолитическая активность этого фермента оптимальна при температуре 75°С и pH 10,5 и достаточно стабильна в широком диапазоне температур и значений pH [5].

Из огурцов выделена и очищена аспартильная протеиназа путем фракционирования сульфатом аммония, хроматографией и гельфильтрацией на сефакриле Б-200 с молекулярной массой 4200 Да [6] .

Проведено исследование по определению активности трипсиноподобных, химотрипсиноподоб-ных, щелочных и кислых протеиназ в картофеле, томатах, перце, редисе, тыкве, персиках, сливах и ряде других объектов [9]. Активность трипсиноподобных ферментов персиков была 0,063 усл.ед., химотрипсиноподобных - 0,028 уел. ед., щелочных протеаз - 0,076 уел. ед. и кислых протеаз - 0,013 уел. ед. [7].

Ряд работ посвящено изучению активности протеиназ животного происхождения [8, 9], в частности, протеиназ быка, принадлежащих к семейству сериновых и проявляющих сходство с сериновыми протеиназами.

В промышленном масштабе рядом фирм выпускаются в основном технические препараты

ферментов растительного и животного происхождения, хотя в силу технологических и экономических причин все большее значение приобретают микробные ферменты.

Из большого числа микроорганизмов, продуцирующих протеиназы, наиболее эффективны плесневые грибы рода Aspergillus oryzae. В результате селекций получен активный штамм Asp. oryzae, синтезирующий комплекс кислых и слабокислых протеаз - сериновую, карбоксильную и металло-протеиназы. Критерием оценки ферментного препарата служит глубина гидролиза белка растительного сырья, применяемого в спиртовой, пивоваренной и винодельческой отраслях пищевой промышленности.

Из пастеризованного молока выделен микроорганизм Pseudomonas frluoreseens № 33, продуцирующий протеиназу, гидролизующую казеин при pH 8,0-9,8 и температуре 30-35°С.

Получена кислая протеиназа, свертывающая молоко, из Mucor baciliiformus. По аминокислотному составу фермент очень сходен с другими грибковыми протеиназами.

Путем культивирования термофильного штамма Bucillus sp. zimei 11262 в аэробных условиях при температуре 60-80°G и pH 5,0-8,5 получена новая термостабильная протеиназа. Фермент имеет оптимум при температуре 75-80°С и pH 7,0.

Как правило, растительные протеиназы применяют для мягчения мяса, для борьбы с белковым помутнением пива, для производства белковых гидролизатов. Грибные протеазы применяются главным образом в хлебопекарной промышленности, когда требуется изменить в нужную сторону свойства клейковины пшеницы.

Протеазы микроорганизмов применяются в основном для предотвращения загустевания сгущенных рыбных гидролизатов, при созревании сыров или мяса и производстве восточных приправ -соевого соуса, мисо, темпе, рыбного соуса.

Известна роль протеолитических ферментов в формировании структуры мякиша хлеба и сохранении его свежести, а также влияние грибной протеазы на технологию производства крекеров и печенья [10,11].

При размораживании и расстойке тестовых полуфабрикатов изменяется активность протеиназ. Замораживание и 4-недельное хранение при1 -20°С теста и булочных изделий приводит к возрастанию активности протеиназ, однако при расстойке в возвращенном в исходное состояние тесте создаются условия для снижения их активности [ 12].

Установлено, что технологические свойства денатурированных белковых концентратов из обжаренной соевой муки - растворимость, пенообразующая способность и стойкость пен .— улучшались при обработке бактериальными протеиназами [13].

Влияние гйдролиза, пепсином, папаином и другими протеиназами на свойства белковых изоля-

тов из различных растений в последние годы интенсивно изучается. Установлена возможность расщепления белкового изолята из соевых бобов пепсином с целью получения пептидов, которые могут быть использованы в производстве высокобелкового порошка, обладающего высокой перева-риваемостью с низким содержанием жира.

Добавление протеиназы из АБр. огугае в процессе созревания сыра чеддер из буйволиного молока позволяет значительно ускорить формирование вкусовых свойств и протекание биохимических изменений.

При осахаривании зернового сырья наряду с амилолитическими ферментами предложено вводить протеиназы, что способствует увеличению выхода спирта до 3% благодаря снижению затрат сахара на рост биомассы дрожжей, образованию побочных продуктов брожения.

Известна технология получения подсолнечного масла путем ферментации сырья протеиназами без традиционной влаготепловой обработки. Сделан вывод, что этот метод дает возможность приблизить качество продукта к нативному, сохранить биологически активные соединения масла, а также отказаться от энергоемких и экологически опасных процессов [14].

Предложен способ получения пищевых приправ из растительного сырья: исходное сырье измельчают в водной среде и добавляя препарат протеиназы ведут ферментацию до тех пор, пока отношение аминного азота к общему не достигнет 0,5 или большего значения [15].

Процесс мягчения мяса в своей основе имеет протеолиз ключевых миофибриллярных белков. Лизосомальные протеазы сильно действуют на ультраструктуру миофибрилл мышц, улучшая реологические свойства мяса.

Установлено влияние протеиназ непастеризованного соевого соуса на процесс тендеризации говядины, в ходе которого изменялись мягкость, вкус, запах, зернистость, волокнистость, жесткость и некоторые другие характеристики мяса, прошедшего и не прошедшего обработку сырым соевым соусом. Показано, что сырой соевый соус способствует улучшению органолептических свойств говядины. При выяснении, какая из протеиназ в большей степени способствует тендеризации, исследовалась остаточная активность протекания распада миофибрилл и коллагена после подавления протеиназ ингибиторами. В результате было выдвинуто предположение о главенствующей роли сериновых протеиназ. Для подтверждения этого проводили сравнительный анализ механизма распада миофибрилл под воздействием протеиназ сырого соуса. Данные электрофореза в полиакриламидном геле свидетельствовали, по мнению авторов, о совпадении динамики изучаемых процессов [16]. ' ‘

Исследовался механизм ускорения созревания сухих ферментированных колбас путем добавления в колбасный фарш двух различных протеиназ, выделенных из молочнокислых бактерий

Lactobacillus paracasei spp., paracasie NCPO 151. По сравнению с контрольным образцом в колбасах с добавлением протеиназ происходило более быстрое снижение pH и накопление молочной кислоты, а также ускорялись потери влаги, расщепление белка и образование пептидов. Добавление протеиназ вызвало увеличение концентрации аминокислот - глютаминовой, серина и лизина. Авторами сделан вывод, что добавление протеиназ позволяет ускорить процессы созревания колбас [ 17].

Изучение возможности улучшения качества кулинарных изделий из низких сортов мяса путем применения протеолитических ферментов растительного, животного и микробного происхождения с последующей обработкой в условиях СВЧ-нагрева позволило установить, что предварительная ферментация говядины 2-го сорта с последующей СВЧ-обработкой способствует улучшению качества и повышению выхода рубленых изделий [18].

При исследовании влияния пепсинов на мышечную и соединительную ткани говядины было установлено, что существенные морфологические изменения, вызванные действием ферментного препарата, характерны как для мышечно-тканых, так и для соединительно-тканых структурных элементов мяса. Показано, что ферментный препарат пепсина обладает четко выраженной пептидазной активностью по отношению к белкам мяса [19].

Изучение влияния протеолитических ферментов на интенсивность ферментативного покорич-невения яблочных и картофельных ломтиков, обработанных фицином, бромелаином, папаином, а также бактериальной и грибной протеиназами из Вас. subtil us и Asp. огугае, показало, что покорич-невение наиболее сильно тормозится фицином и папаином. Бромелаин проявляет тормозящий эффект только в отношении яблок при 4°С. Тормозящее действие бактериальной протеиназы в наибольшей мере проявилось в отношении картофеля при комнатной температуре. Грибная протеиназа не замедляла покоричневение картофеля и ускоряла покоричневение яблок. По мнению авторов, торможение покоричневения вызвано ингибированием полифенолоксидазы в результате либо ее протеолиза, либо связывания ее активных центров с сульфгидрильными группами протеиназ [20].

Исследование перевариваемости белка сушеных, обжаренных и быстрозамороженных карто-фелепродуктов протеолитическими ферментами -трипсином и пепсином - показало, что перевари-ваемость пепсином in vitro белка картофелепро-дуктов выше по сравнению со свежим картофелем. Выявлено избирательное действие пепсина на отдельные виды продуктов. Перевариваемость пепсином белка изделий, подвергшихся различной технологической обработке, не одинакова. Наиболее низкая гидролизуемость белка сушеных продуктов - от 41 до 57% в зависимости от их вида, наиболее высокая - быстрозамороженных продук-

тов - 76%. Гидролизуемость белка обжаренных картофелепродуктов пепсином - от 54 до 59%. Изучение атакуемости белков картофеля трипсином показало, что их перевариваемость этим ферментом ниже, чем пепсином. Установлено, что на нее влияют особенности технологии получения картофелепродуктов. Для трипсина также характерно избирательное действие на отдельные виды изделий из картофеля.

Таким образом, использование протеолитиче-ских ферментов различного происхождения для повышения усвояемости белков многогранно и охватывает различные области во многих отраслях пищевой промышленности. Это свидетельствует не только о перспективности проблемы повышения усвояемости белков пищевых продуктов, но и о настоятельной необходимости расширения и углубления исследований в этой области.

ЛИТЕРАТУРА

1. Швенке К.Д. Структурная модификация как инструмент функционализации белков семян масличных и зернобобовых // Растительный белок: Новые перспективы. - М.: Пи-щепромиздат, 2000. - С. 46-60.

2. Зобенко В. Я. Аспартильная протеиназа клубней картофеля: Автореф. дис. ...канд. биол. наук. - Краснодар, 1993. -24 с.

3. Shepard D.V., Moore K.G. Purification and properties of a protease from lupinus angustifolius during germination / / Eur. J. Biochem. - 1978. - 91. - № 1. - P. 263-268.

4. Doi E., Shibata D., Matoba Т., Yonerawa D. Characterization of pepctation-sensitive acid protease in resting rice seeds / / Agr. Biol. Chem. - 1980. - 44. - № 4. - P. 741-747.

5. Извлечение протеазы дыни и ее действие на белки мяса / Ishioroshi Makofo, Takeda Hirofumi, Zakpaa Hilary D., Samejima kunihiko / / P.akuno gakuen daigaku kiyo J. Coll. Dairying. - 1993. - 18. - № 1-2. - P. 5-12.

6. Новая очищенная протеиназа для пищевой промышлен-

ности. - Пер. New purified plant prof einases for the food / Industry / Priolo N.S., Lopez Aciibere M.C., Natalucci

C.L., Caffini N.O. // Acta alim. - 1991. - 20. - № 3-4. -P. 189-196.

7. Ковалева O.A. Протеолитические ферменты и ингибиторы протеиназ из растений и их влияние на пищеварительные протеиназы позвоночных животных: Автореф. дис.... канд. биол. наук. - Краснодар, 1998. - 26 с.

8. Воротынцева Т.И., Замолодчикова Т.С., Антонов В.К. / / Доуденаза - новая сериновая протеиназа двенадцатиперстной кишки быка. Свойства и особенности первичной структуры фермента / / Тез. III симпозиума “Химия протео-литических ферментов”. - М., 1993. - С. 9.

9. Зозуля А.В. Очистка и свойства пищеварительных ферментов белого толстого быка: Дис. ... канд. биол. наук. -

Краснодар, 1996. - 170 с.

10. Использование грибной протеазы в производстве крекеров. - Пер. Use of fungal protease in cracker processing / Lima D.P., Camsrgo C.R.O. // Cereals 96: Source and Future Civ -10th Int. Cereal and Bread Congr., Porto Carras (Chalkidiki), June 9-12, 1996: Book Abstz. - Porto Carras (Chalkidiki), 1996.

- P. 149.

11. Использование протеаз в производстве печенья. - Пер. Ishidakin-ichi, Nagasaki Masayuki / / Soc. Food Sci. and Tech-nol. - 1989. - 36. - № 1. - P. 964-967.

12. Влияние добавки ферментов из различных источников на производство хлеба. - Пер. Baiady Effect of enzyme supplements from different sources on baiady bread production / El-Farra A.A., Galol A.M.S., Mervatosman A. // Egypt J. Food Sci. - 1989. - 17. - № 1-2. - P. 161-173.

13. Получение и изучение свойств белковых концентратов.

- Пер. Obtencion у caracterizacion de concentrados de proteina a partiz de leguminosas / Fernandez A., Macarulia M.T., Martihez J.A.. // Rev. esp. cienc. у tecnol. Alim. - 1993. - 33. - № 3. -P. 285-297.

14. Применение ферментных препаратов для обезжиривания масличных семян / О.В. Кислухина, В.Д. Надыкта, И.М. Минасян и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1995. -№ 3-4. - С. 27-29.

15. Ферментативный способ получения приправ из растительного сырья. - Пер. Verfahren zur enzymat.ischen Wurze -order Wurzmiftelhersfeilung aus pflanzlichen Rohsfoffen: Заявка 4116744 ФРГ, МКИ5 A 23 L 1/23, 1/105, 1/238 / Rinas Guido Schallenberg Jurgen, Losche Klaus, Zamek Bernhard. - P 4116744.9; Заявл. 23.5.91; Опубл. 26.11.92.

16. Выдерживание говядины с сырым соевым соусом: влияние протеаз соуса на качество мяса. - Пер. Conditioning of meat with raw sause and its profeinases: their effects on the quality of beef. Tsuji R.F., Hamano М., Koshiyama I., Fukushima

D.// J. Food Sci. - 1987. - 52. - № 5. - P.l 177-1179, 1185.

17. Ускорение созревания сухих ферментированных колбас посредством добавления протеиназ, выделенных из молочнокислых бактерий - Пер. Accelerated ripening of dry fermented sausage by addition of a lactobaeillus proteinase / Naes Nelga, Hoick Askild L., Axelsson Lars, Ardersen Henrik J., Blom Hans // Int. J. Food Sci. and Technol. . - 1994. - 29. - № 6. - P. 651-659.

18. Ферментативная обработка мясного сырья и СВЧ-нагрева в технологии рубленых изделий / Журавская Н.К., Казюшин Г.П., Хомякова С.А., Тюгай И.М. // Изв. вузов. Пищ. технология. . - 1994. - № 3-4. - С. 25-27.

19. Технологические преимущества использования протео-литических ферментов при изготовлении варено-соленых изделий. - Пер. Proteolytische Enzyme bei der Herstellung von kochpokehvaren: Bringt ihr Einsatz technologische Vorteile / Muller W. - D. // Fleischwirtschaft. - 1995. - 75, - № 10. -

S. 1215.

20. Торможение активности полифенолоксид протеолитиче-

скими ферментами. - Пер. Die Hemmung von Polyphenoloxi-dasen durch proteolytische Taoukis P.S. / / Flussig. Obst. -1992. - 59. - № 1. - S. 15-20. -• i--* -• .

Кафедра биохимии и микробиологии

Поступила 13. II. 01 г. -. ; .~г-:;Л

й. У-*-  • 663.813:663.15

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ НА БРОЖЕНИЕ АРБУЗНОГО СОКА

М.В. КУЗИЛОВ, Э.М. СОБОЛЕВ ,и,. ; 2

Кубанский государственный технологический университет

Содержание органических кислот в арбузах согласно [1] достигает 1,2 г/дм3, в условиях юга

России 0,5 г/дм3. Из них 90% массовой концентрации составляет яблочная кислота. С учетом того, что сбраживание плодово-ягодных соков проводят на чистых культурах дрожжей, приспо-