WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Исследование условий получения продуктов ферментативной модификации соевой муки и их биохимическая характеристика

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

БАДИЧКО ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА


ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ МОДИФИКАЦИИ СОЕВОЙ МУКИ И ИХ БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Специальность: 03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Аналитическая химия»

ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель: - кандидат технических наук,

доцент

Милорадова Елена Васильевна

Официальные оппоненты: - заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук,

профессор

Римарева Любовь Вячеславовна

- кандидат биологических наук,

доцент

Витол Ирина Сергеевна

Ведущая организация: Российский государственный аграрный

университет - МСХА им. К.А.Тимирязева.


Защита состоится « 26 » июня 2009 г. в 11 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.148.07 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд. 229, корпус А.

Автореферат размещен на сайте http://www.mgupp.ru .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Совета.

Автореферат разослан « 25 » мая 2009 г.

Ученый секретарь Совета

д.т.н., проф. Богатырева Т.Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема обеспечения человечества продовольствием и, в частности, полноценным пищевым белком сохраняет свою актуальность и в 3-ем тысячелетии.

Общепризнанным путем в ликвидации дефицита белка, устранения его качественной неполноценности и улучшения пищевой ценности продуктов питания является использование новых его источников.

Среди всех сельскохозяйственных культур первое место в общей массе белка занимает пшеница и даёт 71 миллион тонн белка, соя занимает второе место, с производством белка 62,7 миллиона тонн. Однако, пшеничный белок для пищевых целей используется на 74%, а соевый белок — лишь на 8%, поэтому основным резервом белкового питания населения в мире признана соя.

Пищевое использование сои высокими темпами растёт во всех ведущих странах мира и составляет по 5—7% в год.

В настоящее время соевый рынок также активно развивается и в России. Однако, объемы отечественного производства семян сои явно недостаточны для удовлетворения растущих потребностей промышленности и населения в продуктах их переработки. Поэтому коллегия Минсельхоза России утвердила Целевую отраслевую программу развития производства и глубокой переработки сои на период до 2010 года, предусматривающую строительство 18 разнопрофильных заводов, которые охватят своей продукцией практически все сегменты продовольственного рынка. В основе Программы лежит создание отечественной индустрии пищевого соевого белка.

Соевые белки отличаются уникальным аминокислотным составом, практически не уступающим белкам животного происхождения, что отмечено в документах Всемирной Организации Здравоохранения.

Безусловный интерес в качестве дополнительного сырьевого ресурса для производства продуктов питания представляет самый дешевый соевый белок, соевая мука, которая содержит в своем составе до 50% полноценного белка, и другие ценные питательные вещества, необходимые человеку: липиды, пищевые волокна, минеральные вещества.

Как показывает анализ опубликованных в литературе данных, эффективными методами модификации соевой муки может быть ферментативный катализ, который способствует более полному извлечению белка, увеличению ее пищевой ценности и изменению функциональных свойств, что приводит к расширению путей ее использования при производстве пищевых продуктов.

В свете вышеизложенного, исследования по ферментативному воздействию на белок соевой муки и биохимическая характеристика продуктов ее ферментативной модификации с целью их применения при производстве мучных кондитерских изделий являются актуальными.

Цель работы: изучение влияния ферментативной обработки соевой муки на ингредиентный состав полученных продуктов с позиции пищевой и биологической ценности для их применения в мучных кондитерских изделиях.

В соответствии с поставленной целью были определены задачи исследования:

- выбор условий ферментативной обработки соевой муки ферментными препаратами Бирзим П7 и Бирзим Чилл;

- исследование некоторых кинетических характеристик ферментных препаратов Бирзим П7 и Бирзим Чилл при гидролизе белков соевой муки;

- сравнительная характеристика некоторых кинетических параметров гидролиза соевой муки под действием ферментных препаратов Бирзим Чилл и Бирзим П7;

- изучение динамики накопления аминного азота при гидролизе белков соевой муки ферментными препаратами Бирзим П7, Бирзим Чилл и МЭК на их основе;



- биохимическая характеристика продуктов ферментативного гидролиза соевой муки;

- изучение фракционного состава белков продуктов ферментативного гидролиза соевой муки с использованием метода гель-хроматографии;

- изучение углеводного состава продуктов ферментативной модификации соевой муки;

- изучение состояния липидного компонента продуктов ферментативной

модификации соевой муки;

- изучение некоторых процессов, протекающих при хранении соевой муки и продуктов ее модификации;

- применение продуктов ферментативной обработки соевой муки при приготовлении мучных кондитерских изделий.

Научная новизна. Впервые получены данные по применению ферментных препаратов Бирзим Чилл и Бирзим П7 для ферментативной обработки полуобезжиренной соевой муки, и дана биохимическая характеристика продуктов ее ферментативной модификации, позволяющая оценить их с позиций пищевой и биологической ценности по сравнению с исходной соевой мукой, что расширяет области применения этого ценного источника растительного белка в рецептурах пищевых продуктов.

Получены зависимости, характеризующие влияние концентрации фермента и концентрации субстрата на начальную скорость ферментативной реакции гидролиза белка сои в условиях сложного субстрата – соевой муки, и динамику накопления аминного азота, на основании которых обоснованы условия проведения ферментативной обработки соевой муки.

Рассчитаны кажущиеся кинетические параметры действия ферментных препаратов Бирзим Чилл и Бирзим П7- Кm(каж) и Vmax(каж) при гидролизе белка соевой муки, сравнительный анализ которых позволил обосновать целесообразность формирования МЭК с использованием данных ферментных препаратов.

Методом гель-хроматографии установлено, что при ферментативной обработке соевой муки увеличивается количество растворимого белка и разделяемых фракций белков в продуктах ферментативной модификации по сравнению с исходной соевой мукой.

Установлено, что в составе продуктов ферментативной обработки соевой муки содержится широкий набор свободных аминокислот. Показано, что содержание свободных аминокислот в гидролизате, полученном с использованием МЭК на основе ферментных препаратов Бирзим Чилл и Бирзим П7, значительно выше, чем при раздельном их применении, в том числе по таким незаменимым аминокислотам, как триптофан, треонин, изолейцин и лейцин.

Получены данные, характеризующие ферментативный соевый гидролизат по составу сахаров (фруктоза, глюкоза, сахароза, мальтоза, стахиоза).

Получены данные, характеризующие состояние липидного компонента соевой полуобезжиренной муки и продуктов ее ферментативной модификации. Отмечено, что во всех этих продуктах обнаруживается 9 фракций фосфолипидов, а основными являются ФХ и ФЭ. Выявлены различия в количественном содержании отдельных фракций фосфолипидов (ЛФХ, СМ, ФХ, ФС, ФЭ, КЛ+ФК) у продуктов ферментативной модификации соевой муки по сравнению с исходной полуобезжиренной соевой мукой.

Установлено, что в процессе хранения продуктов ферментативной обработки соевой муки происходят изменения состояния его липидного компонента (состав фосфолипидов, соотношение ЛОФЛ/ТОФЛ) на протяжении трех месяцев хранения.

Практическая значимость Предложены технологические решения, расширяющие область применения вторичного продукта переработки сои - соевой муки в пищевых продуктах на основе ее предварительной обработки ферментными препаратами Бирзим П7, Бирзим Чилл и их МЭК.

Дана характеристика продуктов ферментативной обработки соевой муки, по составу и содержанию растворимого белка, пептидов, свободных аминокислот (в т.ч. незаменимых), сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы), общих липидов, фосфолипидов и жирных кислот (в т.ч. ненасыщенных), микробиологическим показателям в соответствии СанПиН.

Показана целесообразность применения продуктов ферментативной обработки соевой муки при производстве кексов и вафель для полной замены дорогостоящего и скоропортящегося сырья - меланжа. Установлено что применение разработанной рецептуры при производстве этих мучных кондитерских изделий приводит к интенсификации технологического процесса и способствует удлинению сроков хранения кексов.

Разработана рецептура кексов с использованием взамен меланжа соевой муки, подвергнутой ферментативному гидролизу, и проведена ее апробация в производственных условиях на ОАО «Серпуховхлеб».

Разработана и утверждена технологическая инструкция на производство вафель с ферментативным соевым гидролизатом.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на отчетной научно-технической конференции «Технологии живых систем» (Москва, 2003), Всероссийской научно-технической конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, октябрь 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности России» (Оренбург, 2005), Всероссийской конференции молодых ученых и III школы им. академика Н.М Эмануэля по проблеме «Окисление, окислительный стресс и антиоксиданты» (Москва, 2008), на VIII ежегодной Международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗЫ «Биохимическая физика» (Москва, 2008).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах по утвержденному списку ВАК.





Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 179 листах машинописного текста, проиллюстрировано 30 рисунками и 41 таблицей. Список литературы включает 203 источника отечественных и зарубежных авторов.

  1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы дан анализ и обобщены данные о сое, как источнике белка для создания новых видов пищевых продуктов. Рассмотрены современные представления о структурной организации и функциональной активности протеолитических ферментов, их применении для гидролиза белоксодержащего сырья с целью повышения пищевой ценности готовых продуктов и создания новых.

  1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Объекты и методы исследования

В работе использовали соевую дезодорированную полуобезжиренную муку (ГОСТ 3898-56), предоставленную компанией «Техномол» г. Москва, ферментные препараты фирмы «Erbsloeh»: Бирзим Чилл и Бирзим П7.

Протеолитическую активность ферментных препаратов определяли по методу Ансона в модификации Рухлядевой, амилолитическую – по методу Рухлядевой и Грачевой.

Общий белок определяли методом Къельдаля, растворимый белок – методами Лоури и биуретовым, фракционный состав белка - методом гель-фильтрации. Фракционирование проводили на колонке (2,2x35), заполненной гелем Toyopearl gel HW-55F, аминокислотный состав анализировали на аминокислотном анализаторе модели 835 фирмы Hi­tachi, содержание свободных аминокислот в продуктах гидролиза соевой муки проводили методом ВЭЖХ на хроматографе Agilent 1100.

Общий сахар определяли дихроматным методом, редуцирующие сахара - методом Шорля, со­держание общих углеводов и растворимых углеводов - антроновым методом. Состав углеводов в гидролизатах анализировали по ГОСТ Р 4.1.1672-03 с использованием метода ВЭЖХ.

Определение микробиологических показателей проводили по стандартным методикам, которые применяются в микробиологических исследованиях в соответствии с правилами и нормами СанПиН 2.3.2. 1078-01.

Выделение общих липидов из исследуемых объектов осуществляли методом Блайя и Дайера в модификации Кейтса, содержание вторичных продуктов окисления оценивали по реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой. Определение состава ФЛ проводили методом ТСХ, стеринов – спектрофотометрически, пероксидов – йодометрически.

Жирнокислотный состав липидов проводили методом газовой капиллярной хроматографии по ГОСТ Р 51483-99.

Качество кексов оценивали по общепринятым показателям: удельному объему, влажности, структурно-механическим свойствам. Органолептический анализ осуществлялся при помощи аналитического и количественного описательного метода.

Обработку экспериментальных данных проводили с использованием методов математической статистики. Все опыты проводили не менее, чем в трех повторностях. Математическое планирование и обработку экспериментальных данных осуществляли методом центрального униформ – ротатабельного планирования с последующей графической интерпретацией параметров оптимизации с помощью программ Excel, MatStat и Statistica.

2.2. Выбор условий ферментативной обработки соевой муки ферментными препаратами Бирзим П7 и Бирзим Чилл

Для ферментативной модификации соевой муки наиболее часто используют протеолитические ферменты растительного, микробного и животного происхождения. Эти ферменты различаются по субстратной специфичности, избирательности гидролиза пептидных связей в зависимости от вида аминокислот, образующих пептидную связь, а также оптимальными условиями проявления максимальной каталитической активности фермента.

Для проведения исследований нами были выбраны ферментные препараты фирмы «Erbsloeh»: Бирзим Чилл (ПС= 28 ед. ПС/мл) и Бирзим П7 (35 ед. ПС/мл).

2.2.1. Исследование некоторых кинетических характеристик ферментных препаратов Бирзим П7 и Бирзим Чилл при гидролизе белков соевой муки

С целью выбора оптимальных условий гидролиза белков соевой муки ферментными препаратами использовали кинетические методы ферментативного катализа, теоретические закономерности и практические подходы которых позволяют оценить активность ферментов, а также влиять на их активность в заданном направлении на различных стадиях технологического процесса.

Для выбора оптимальной дозировки ферментных препаратов исследована зависимость скорости гидролиза муки от количества вносимых ферментных препаратов. Гидролиз соевой муки под действием ферментного препарата Бирзим П7 проводили при рН 6,3 и температуре 45С при концентрации субстрата 15 мг/мл, под действием Бирзим Чилл - при рН 8, температуре 50С при различных концентрациях субстрата.

В результате проведенных исследований установлено, что линейная зависимость между скоростью реакции и дозировкой ферментного препарата Бирзим Чилл при различных концентрациях субстрата сохраняется в области концентраций меньше - 0,3 ед.ПС/г муки (рис.1), а для ферментного препарата Бирзим П7 - меньше 0,5 ед.ПС/г муки. Для выбора оптимальной концентрации субстрата определяли начальные скорости реакций гидролиза субстрата при различных его концентрациях.

 Зависимость начальной скорости ферментативных реакций от-0

 Зависимость начальной скорости ферментативных реакций от-1



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.