Разработка технологии гидролизатов сывороточных белков с АПФ-ингибирующими свойствами

Часть II. Пищевые технологии и биотехнологии

Заключение. Результаты исследований показали, что экстракты слизистых оболочек свиньи проявляют активность в большей степени против грамположительных бактерий, нежели грамотрицательных. В отношении грамположительных бактерий большую активность проявлял экстракт слизистой оболочки губ, в отношении грамотрицательных - слизистые оболочки гортани, языка и прямой кишки. Однако некоторые АМП могут высвобождаться из более высокомолекулярных белковых молекул и в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, поэтому для дальнейших исследований необходимо рассмотреть целесообразность применения предварительной энзиматической обработки.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 17-76-10033). Кручинин А.Г.1, Агаркова Е.Ю.1, Федорова Т.В.2

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОЛИЗАТОВ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ С АПФ-ИНГИБИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ

1 ФГАНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности», Москва

2 ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, Москва

Актуальность. Интерес к белковым гидролизатам в значительной мере обусловлен широким спектром проявляемых ими биологических свойств (антиоксидантные, гипотензивные, иммуномодулирующие, бифидогенные, антимикробные и др.), что обусловливает их использование в качестве компонентов биологически активных добавок и продуктов функционального питания.

Диетологи утверждают, что пептиды, снижающие артериальное давление (пептиды с гипотензивным действием), содержатся в пище и могут быть использованы в качестве профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. В связи с этим разработка технологии направленного ферментативного гидролиза белков молочной сыворотки для получения пептидов, обладающих АПФ-ингибирующими свойствами, является весьма актуальной.

Цель - получение гидролизатов белков молочной сыворотки с АПФ-ингибирующими свойствами и удовлетворительными органолептическими характеристиками с использованием биоинформатического подхода.

Материал и методы. Для работы были использованы образцы подсырных сывороток сыров Моцарелла, Гор-гонзола, Качотта, Монтазио и Адыгейский, представленные фирмой - изготовителем сыров Sfoggiatech (Италия). Перед проведением гидролиза, сыворотки были проанализированы по пептидному составу, после чего их сепарировали на лабораторном сепараторе Ж5-Плава. Наработку концентратов для последующего гидролиза осуществляли на пилотной ульрафильтрационной установке AL 362 с мембранами рулонного типа («Альтаир», Россия) до массовой доли сухих веществ 8-11% и содержания общего белка 3,2-3,8% для сывороток сыров типа Монтазио, Качотта, Горгонзола и Моцарелла. Сыворотку Адыгейского сыра для получения белкового концентрата концентрировали до содержания сухих веществ ~7% и белка 0,7-0,8%.

Для ферментативного гидролиза подсырных сывороток Монтазио, Качотта, Горгонзола и Моцарелла ферментным препаратом (ФП) Протамекс (Protamex) (Novozymes A/S, Дания) в сочетании с ФП Алкалаза (Alcalase) (Novozymes A/S, Дания) использовали продолжительность гидролиза (до 90 мин) и соотношение ФП Протамекс и Алкалаза (3,0/1,0, % к массе субстрата), pH 7,0 и температуру 50°С.

Гидролиз белков подсырной сыворотки Адыгейского сыра проводили с использованием ФП Термолизин (Thermolysin) (Sigma-Aldrich, США) и Алкалаза при рН 7,8 и температуре 60°С, время гидролиза до 120 мин от начала реакции.

Гипотензивную активность in vitro в образцах белково-пептидных гидролизатов белков подсырных сывороток определяли по их способности ингибировать ангиотензин-1-превращающий фермент (АПФ). Измерение проводили с помощью микропланшетного фотометра-флуориметра BioTek Synergy 2 (BioTek).

Результаты и обсуждение. Анализ белковых профилей сывороток из-под твердых, полутвердых и мягких сыров показал, что в их состав входит от 50 до 63% р-лактоглобулина, 19-20% а-лактальбумина и до 11% к-казеина. Белковый профиль сыворотки из-под Адыгейского сыра включал 76% фракций казеина (а-, р- и к-казеин) и по 12% фракций р-лактоглобулина и а-лактальбумина (см. таблицу).

Уровень биологической активности подсырной сыворотки и белково-пептидного гидролизата

Наименование образца АПФ-ингибирующая активность, IC50, мг белка/л

Качотта Сыворотка 33481 ±112

Гидролизат 2563±32

Моцарелла Сыворотка 16162±98

Гидролизат 1572±28

Монтазио Сыворотка 25703±96

Гидролизат 2242±133

Горгонзола Сыворотка 22599±56

Гидролизат 1681 ±34

Адыгейский Сыворотка 3548±113

Гидролизат 537±25

Конкурс молодых ученых

С использованием in silico анализа (данных о строении белка и сведений специфичности протеолитических ферментов по отношению к расщепляемой пептидной связи) рассчитан рациональный дизайн мультиферментной композиции для гидролиза белков молочных сывороток с установленным белковым составом, с учетом содержания аминокислотных дескрипторов горького вкуса и биологической активности. Показано, что для гидролиза сывороток твердых (Монтазио), мягких (Моцарелла, Горгонзола) и полутвердых сыров (Качотта) оптимально соотношение ферментов Протамекс (Protamex) и Алкалаза (Alcalase) 3,0 : 1,0%, время гидролиза 90 мин при 50 °С, для мягких рассольных сыров без созревания (Адыгейский) - Термолизин (Thermolysin) и Алкалаза - 2,0 : 1,0%, 60 °С, 120 мин.

Заключение. Использование биоинформатического подхода позволило получить гидролизаты с приемлемыми органолептическими свойствами, обладающие предсказанными антигипертензивными (IC50 537-2563 мг белка/л) активностями

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16-16-00094). Куценкова В.С.1, Лямина Н.П.2, Неповинных Н.В.1

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ ДЛЯ ДИЕТОТЕРАПИИ ЛИЦ С ИЗБЫТОЧНОЙ МАССОЙ ТЕЛА

1 ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

2 ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России

Цель исследования - разработка технологий мучных изделий повышенной пищевой ценности для диетотерапии лиц с избыточной массой тела.

Разработка технологий хлеба и песочного печенья повышенной пищевой ценности предполагает внесение добавки измельченных семян сафлора взамен муки пшеничной высшего сорта по рецептурам контрольных образцов и полную замену жиросоставляющего компонента на сафлоровое масло. Разработаны рецептуры, отработаны параметры процесса производства мучных изделий повышенной пищевой ценности.

Результаты и обсуждение. Источником биологически активных веществ для повышения пищевой ценности мучных изделий являются измельченные семена сафлора и сафлоровое масло, которые являются региональным сырьем для нашей страны, и в том числе для Саратовской области, что делает его экономически выгодным. Сафлор (син. сафлор красильный, американский шафран, дикий шафран, желтяница, красильный чертополох, крокос (лат. Carthamus tinctorius L.) - однолетнее растение из семейства Астровые (Asteraceae).

Сафлор красильный широко культивируется для производства пищевого масла, которое получают из семян данного растения. Оно содержит триглицериды линолевой кислоты (70%) и линоленовой кислоты (10%), причем со сравнительно высоким содержанием витамина Е.

Применяемая нетрадиционная растительная добавка из измельченных семян сафлора является источником полноценного растительного белка, отличается высоким содержанием незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ, по сравнению с мукой пшеничной.

Исследования показали, что семена сафлора отличаются высоким содержанием жира, который характеризуется преобладанием линолевой кислоты (ю-6) - до 77,8%, благоприятно воздействующей на организм, а также способствующей профилактике и лечению заболеваний сердечно-сосудистой системы и ожирения. Высокая биологическая ценность белка сафлора обуславливается высокой суммарной долей незаменимых аминокислот, которая составляет 31% массы белка. Аминокислотные скоры по лизину на 16,8%, по валину на 13% и треонину на 16,3% больше, чем у пшеничной муки.

В ходе экспериментальных исследований установлено, что оптимальной дозировкой цельносмолотых семян сафлора является 10% от массы муки пшеничной высшего сорта. Разработанные изделия по органолептическим и физико-химическим показателям соответствовали требованиям ГОСТ 27842-88 и ГОСТ Р50228-92. Опытные образцы имели ровную, без трещин поверхность, светло-желтый цвет в изломе, свойственный данному виду изделий вкус и запах с приятным тонким привкусом и ароматом вносимой добавки.

Экспериментальные образцы мучных изделий, приготовленные с использованием нетрадиционной добавки из цельносмолотых семян сафлора и заменой жиросоставляющего компонента на сафлоровое масло, по химическому составу превосходили контрольные образцы. Наблюдается незначительное увеличение энергетической ценности (до 4%) экспериментальных образцов, по сравнению с контрольными, однако это обусловлено повышением содержания белка и жира, который в свою очередь, в большей степени, представлен наличием полиненасыщенных жирных кислот с преобладанием линолевой кислоты (ю-6).

С внесением добавки содержание и биологическая ценность белка в экспериментальных образцах увеличивается, а также повышается содержание пищевых волокон, минеральных веществ и витаминов.

Кроме того использование измельченных семян сафлора и масла сафлора в рецептурах печенья и хлебобулочных изделий способствует повышению их пищевой ценности за счет наличия в составе незаменимых ю-3, ю-6, ю-9 полиненасыщенных жирных кислот.

Заключение. В ходе проведенных исследований разработаны технологии мучных изделий, установлено улучшение качества и повышение пищевой ценности изделий за счет применения нетрадиционной добавки из цельносмо-