Анализ распределения электрофоретических фракций термомодифицированных белковых продуктов из семян рапса и сурепицы

678.562

АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННЫХ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ СЕМЯН РАПСА И СУРЕПИЦЫ

И.В. ШУЛЬВИНСКАЯ, В.Г. ЩЕРБАКОВ

Кубанский государственный технологический университет

Исследовали влияние термической модификации белковых продуктов, полученных из семян рапса сортов Отрадненский и Ярвэлон и сурепицы сорта Злата, на их фракционный состав. В ходе модификации белкового комплекса варьировали начальную влажность, температуру нагревания исследуемых семян и продолжительность тепловой обработки. Белковые продукты, полученные в результате термомодификации при 40, 60 и 80°С, обозначены БП-40, БП-60, БП-80; белковый продукт; полученный из исходных семян - БП-1.

Количественную оценку распределения электрофоретических фракций белковых продуктов проводили методом капиллярного электрофореза на анализаторе Капель-103Р (Санкт-Петербург).

Для качественной оценки фракций белков до и по -сле термомодификации исследовали площади пиков на хроматограммах. Электрофоретическая подвижность компонентов белковых фракций модифицированных семян рапса и сурепицы показана в таблице.

Как следует из полученных данных, БП-1 представлен в электрофоретических спектрах в основном наиболее крупной фракцией: для сурепицы Злата, рапса Отрадненский и рапса Ярвэлон - 4, 3 и 2-й соответственно. Остальные минорные фракции белкового комплекса исследуемых сортов присутствуют в минимальных количествах - площади их пиков колеблются от 0,1267 до 0,9752 тАи • с. Количество минорных компонентов у исходных белковых продуктов исследуемых сортов характеризуется 7-8 пиками.

Под влиянием термомодификации для всех сортов отмечено увеличение числа фракций, но высота их пи-

Таблица

Белковый продукт Характеристика пиков белковых фракций

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Злата

ТГГТ 1 15,03/ 16,43/ 17,48/ 19,63/ 24,86/ 26,99/ 28,46/ 33,49/

БП-1 0,20 0,36 0,26 14,51 0,28 0,77 0,38 0,19

БП-60 7,47/ 8,19/ 9,21/ 10,42/ 11,49/ 12,89/ 13,51/ 13,97/ 14,83/ 17,79/ 21,55/ 22,99/ 34,71/ 38,67/

0,31 3,33 0,76 0,59 1,07 2,15 2,55 1,63 1,71 6,31 6,18 4,75 2,95 0,89

БП-80 7,43/ 8,14/ 10,55/ 11,11/ 12,85/ 13,49/ 14,01/ 17,29/ 21,39/ 22,65/ 33,83/

0,11 3,08 1,13 1,11 0,78 1,96 1,03 5,20 4,03 3,79 2,75

Отрадненский

БП-1 16,00/ 17,02/ 18,97/ 24,49/ 24,95/ 25,19/ 25,72/ 26,38/ 28,32/

0,20 0,25 20,51 0,47 0,57 0,46 1,43 1,81 0,57

БП-40 9,19/ 10,48/ 10,81/ 12,55/ 14,05/ 17,44/ 18,46/ 19,87/ 22,11/ 22,45/ 24,71/ 28,73/

4,73 0,39 0,77 1,14 0,36 4,35 2,55 0,95 0,33 0,51 7,08 0,24

БП-60 8,78/ 9,64/ 10,13/ 10,44/ 12,24/ 17,01/ 18,58/ 19,78/ 21,34/ 24,05/

4,48 0,33 0,29 0,71 1,61 5,88 0,94 0,49 0,40 6,56

ТГТТ СП 8,60/ 9,77/ 10,11/ 11,65/ 12,86/ 15,78/ 17,22/ 19,43/ 20,77/ 27,09/ 29,42/ 30,43/

БП-80 4,59 0,28 0,74 0,90 0,35 5,21 1,10 0,78 4,89 6,42 3,34 1,46

Ярвэлон

БП-1 16,5/ 20,0/ 25,2/ 25,7/ 25,9/ 26,5/ 27,04/ 28,9/ 33,4/

0,30 18,10 0,54 0,55 0,72 1,61 1,47 0,97 0,13

БП-40 8,91/ 10,49/ 12,33/ 13,53/ 15,72/ 16,99/ 17,07/ 21,77/ 25,13/ 31,18/

4,11 0,41 1,23 0,34 0,40 1,63 3,66 1,12 9,38 0,56

БП-60 8,63/ 10,13/ 11,67/ 14,59/ 15,59/ 16,79/ 19,64/ 21,11/ 29,31/ 32,01/ 33,33/ 33,94/

3,25 0,88 0,93 1,11 4,01 3,21 1,31 5,74 6,86 4,20 0,50 0,43

г:тт яг) БП-80 16,71/ 18,64/ 23,54/ 23,74/ 24,19/ 24,92/ 26,51/ 34,18/

0,14 10,26 0,67 0,33 0,64 1,26 0,69 1,02

Примечание: числитель - время выхода пика, мин; знаменатель - площадь пика, тАи • с.

ков уменьшилась при одновременном увеличении площади за счет их расширения.

В результате термоденатурации при 60°С у белков из семян сурепицы Злата увеличилось число электрофоретических фракций до 11, пики высокие, но площади их невелики.

Другой характер электрофоретических спектров установлен у белковых продуктов семян рапса Ярвэлон. При нагревании до 80°С в спектре вновь появился пик, характерный для БП-1 (фракция 2), но несколько меньшей площади.

Электрофоретические спектры БП-80 из семян рапса Отрадненский по распределению пиков, их структуре и площади занимают промежуточное место между электрофоретическими спектрами семян сортов Злата и Ярвэлон, приближаясь по характеру к БП-40 и БП-60. Следует отметить, что положения пиков фракций на электрофореграммах остаются практически постоянными в пределах ошибки опыта. В тех случаях, когда под влиянием термообработки фракции сливаются в одну, их совместная полоса - пик - расположена приблизительно посредине между пиками ранее существовавших фракций. Пики фракций отличаются по скорости движения на хроматограммах. Как следует из хроматограмм, термомодифицированные белковые продукты, полученные из семян рапса и сурепицы, существенно отличаются от исходных белковых продуктов по количеству и по относительной и абсолютной площади пиков разделяющихся фракций, хотя имеют характерные однотипные пики, соответствующие им по времени появления и конфигурации.

Хроматограмма БП-1 из семян сурепицы Злата показала наличие 8 фракций (относительной площадью 19,14 mAU  с), БП-60 - 14 пиков (37,29 mAU  с), БП-80 - 11 (27,59 mAU  с). Следует отметить совпадение по времени выхода и очертаниям 11 пиков на хроматограммах проб БП-60 и БП-80. Основываясь на сходстве конфигураций пиков исходной и модифицированных проб, можно предположить разделение 8 фракций немодифицированного белка на 11-14 фракций БП-60 и БП-80 под влиянием термоденатурации. Термоденатурация привела к увеличению скорости разделения и площади пиков. Так, в БП-1 первые 4 высокомолекулярные фракции появляются между 15-й и 17-й мин от начала определения, а в БП-60 и БП-80 это происходит уже с 7-й мин. Общая площадь соответствующих пиков увеличивается с 5,53 до 12,15% (для БП-60) и 12,59% (для БП-80) от общей площади пиков фракций данной пробы. До 12-й мин анализа в пробах модифицированных белков возникают еще несколько пиков, соответствующих менее высокомолекулярным фракциям, причем для БП-80 и БП-60 их площадь составляет 8,14 и 5,8%. На 12-й мин анализа в БП-60 и БП-80 появляются пики площадью 17,23 и 13,69% соответственно. На 18-й мин в модифицированных белковых пробах отмечены пики значительной площади -16,98 и 18,85% для БП-60 и БП-80 соответственно. В

контрольной пробе им соответствует пик, появляющийся на 20-й мин и имеющий площадь 75,85% от общей абсолютной площади (о. а. п.) всех фракций пробы. Можно предположить, что в модифицированных пробах именно эта фракция распадается на несколько близких по массе. Появление более легких, но значительных по площади фракций для БП-60 отмечается на 21, 22, 34 и 38-й мин - 16,58; 12,24; 7,92 и 2,41%; для БП-80 на 21, 22 и 33-й мин - 14,62; 13,57 и 9,97% соответственно от общего числа электрофоретических фракций данной пробы. Сравнение БП-60 и БП-80 из семян сурепицы Злата показывает, что проба последнего характеризуется при равном количестве разделяющихся фракций более значительной площадью (% от о. а. п.) соответствующих пиков на хроматограмме.

У проб из семян рапса Отрадненский аналогичная картина наблюдается при сравнении БП-80 и БП-1: хроматограмма БП-1 показывает 9 пиков, которым соответствуют по конфигурации и превосходят по площади 12 пиков хроматограммы БП-80. После 15-й мин анализа белков БП-1 появляются первые 2 пика суммарной площадью 2,12% от общей площади пиков хроматограммы, которым в пробе БП-80 соответствуют уже 5 пиков (22,48%) высокомолекулярных фракций. На этой стадии то же характерно для БП-60 - 5 пиков площадью 34,78%. В хроматограммах БП-60 и БП-80 отмечено наличие 1-го пика значительной площади -20,27 и 14,43% от о. а. п. фракций соответственно.

Далее, на 24-й мин анализа в контрольной пробе происходит разделение легких фракций, характеризующееся появлением на хроматограмме 6 незначительных по площади пиков.

В пробе БП-80 наблюдается более плавное по времени разделение фракций по молекулярной массе, отмечаемое 7 пиками, наиболее значительные из которых имеют площадь 15,2; 15,95; 20,57 и 10,7%. Относительная площадь пиков на хроматограмме БП-80 на 19,31 mAU  с превосходит относительную площадь пиков пробы БП-1.

В пробе БП-60 единственная значительная по пло -щади фракция - 29,68% - появляется на 25-й мин анализа.

Хроматограммы, описывающие разделение фрак -ций исходных и термомодифицированных продуктов из семян ярового рапса Ярвэлон, указывают, что наибольшее число фракций - 12 - соответствует пробе БП-60 против 9, 10 и 8 фракций у БП-1, БП-40, БП-80 соответственно.

По сходству конфигурации можно выделить хроматограммы проб БП-60, БП-40 и БП-1, БП-80.

В пробе БП-60 по сравнению с БП-40 наблюдается незначительное снижение (на 10%) абсолютных площадей фракций, соответствующих появлению первых 4 пиков между 8-й и 10-й мин анализа. Но с 11-й по 17-ю мин большую площадь разделяющихся фракций показывают 3 пика хроматограммы БП-60, причем в данном случае увеличение относительной площади

пиков коррелирует со значениями абсолютных площадей. Далее доминируют по площади несколько пиков фракции БП-40, но в пробе БП-60 между 28-й и 34-й мин появляется еще 3 пика, соответствующих низкомолекулярным фракциям данного белкового продукта.

На хроматограммах БП-1 и БП-80 отмечено 12 разделившихся фракций, их относительная площадь составляет 24,84 и 15,67 тАИ • с соответственно. Для БП-40 значение этого показателя близко им (24,5 тАи • с), но количество и конфигурация пиков иные.

Сравниваемые белковые продукты из семян рапса и сурепицы после термомодификации различаются по числу фракций, по групповому и количественному составу. С увеличением интенсивности тепловой обра-

ботки первоначально растет число электрофоретических фракций (при 40 и 60°С), затем происходит упрощение спектров - у меньшается число фракций и их интенсивность, что подтверждает появление в интенсивно прогретых белковых продуктах глубоко денатурированных белков.

Таким образом, под влиянием термомодификации в белковых продуктах появляется значительное количество денатурированных белков, которые отличаются от содержащихся в исходных белковых продуктах молекулярными массами и более однородным фракционным составом.

Кафедра биохимии и технической микробиологии

Поступила 31.01.06 г.

674.031.632.143

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕР СПЕКТИВНЫХ СЕЛЕКЦИОННЫХ И РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ ФУНДУКА

В.А. МУРАТОВ, Т.И. ТИМОФЕЕНКО, Е.А. КАРАЧЕВЦЕВА

Кубанский государственный технологический университет

Применение в качестве пищевых ингредиентов ядер орехов - перспективное направление при решении практических задач по созданию продуктов питания нового поколения. Однако очевиден недостаток научных данных о физико-химическом составе современных селекционных и районированных сортов фундука и факторах, влияющих на качество и допустимые сроки хранения орехов.

Нами исследованы физические характеристики следующих сортов фундука: итальянский сорт Луиза, немецкий сорт Бюттнер, английский сорт Рояль, украинский сорт Шоколадный (селекции профессора Ф .А. Павленко), Адыгейский (селекции профессора Н .А. Тхагушева) и Ломбардский красный.

Некоторые из этих сортов изучались другими авторами ранее, однако данные об их физических характеристиках носят разрозненный и противоречивый характер [1, 2].

Образцы свежеубранных и высушенных на солнце плодов изучаемых сортов, заготовленных в

2004-2005 гг., предоставлены Краснодарским виноградно -орехоплодным государственным сортоиспытательным участком. По данным Краснодарского краевого центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, погодные условия для роста и развития фундука в эти сезоны были вполне благоприятными [3].

В соответствии с принятой классификацией [4] сорта фундука разделили на 3 группы: круглые (Луиза, Бюттнер), заостренные (Шоколадный, Адыгейский), длинные (Ломбардский красный, Рояль). При этом ориентировались на отношение длины к ширине плодов (Д/Ш).

Данные о линейных размерах плодов и их физических характеристиках приведены в табл. 1.

Круглые орехи, несмотря на низкий выход ядра, отличаются большой массой плодов, ядер и скорлупы. Промежуточное положение по этим параметрам занимают сорта Ломбардский красный, Адыгейский, Шоколадный, минимальные их значения у сорта Рояль.

Таблица 1

Ширина, мм Выход ядра, % Масса, г Толщина

Группа Сорт Длина, мм Д/ш Плод Ядро Скорлупа скорлупы, мм

Бюттнер 21,2 ± 0,87 19,8 ± 0,80 1,07 ± 0,11 45,17 3,051 1,378 1,672 1,08 ± 0,16

Круглые

Луиза 21,0 ± 1,13 21,5 ± 0,88 0,98 ± 0,12 47,32 3,058 1,447 1,610 1,14 ± 0,15

Шоколадный 19,5 ± 0,81 14,3 ± 0,86 1,36 ± 0,09 48,45 1,647 0,798 0,847 0,87 ± 0,13

Заостренные

Адыгейский 20,2 ± 0,97 15,7 ± 0,91 1,29 ± 0,10 53,56 1,714 0,918 0,794 0,95 ± 0,09

Рояль 20,4 ± 0,68 14,0 ± 0,83 1,46 ± 0,08 57,95 1,491 0,864 0,623 0,58 ± 0,14

Длинные

Ломбардский красный 21,5 ± 0,78 14,1 ± 0,96 1,53 ± 0,07 52,29 1,924 1,006 0,914 0,80 ± 0,13