WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Биохимические и функциональные характеристики белков семян льна и разработка способов повышения их биологической ценности

На правах рукописи

БАРБАШОВ Александр Вячеславович

БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕЛКОВ СЕМЯН ЛЬНА И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

03.00.04 – Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технически наук

Краснодар-2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ксандопуло Светлана Юрьевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

Проскуряков Марк Тихонович;

кандидат технических наук

Багалий Татьяна Михайловна

Ведущая организация: ФГОУ «Кубанский государственный аграрный университет»

Защита состоится 17 мая 2007 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072 г. Краснодар, ул. Московская, 2, корпус А, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета

Автореферат разослан 16 апреля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

канд. техн. наук В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. Задача повышения эффективности использования растительного белка является приоритетной. Лен возделывается в России с глубокой древности и отличается высоким содержанием в семенах биологически полноценных белков. В связи с разработками технологий получения белковых продуктов – как концен-тратов так и изолятов – с улучшеными функциональными свойствами из семян подсолнечника, рапса, сои, хлопчатника, томата и других культур, в целях максимального использования белоксодержащих отходов произ-водств, выбор получения белка из семян льна обусловлен необходимостью расширения сырьевой базы получения пищевого и кормового раститель-ного белка. К сожалению, биохимические характеристики белкового комплекса семян льна, а также функциональные свойства, определяющие пригодность льняных белков к использованию в рецептурах приготов-ления пищевых продуктов, изучены недостаточно. Это ограничивает использование белковых продуктов полученных из семян льна в пищевой промышленности. Особую проблему составляет присутствие в семенах льна цианогенного глюкозида и применение при возделывании льна особых средств защиты растений.

В связи с этим изучение биохимических характеристик белков семян льна и обоснование способов направленной модификации их функ-циональных свойств являются актуальными и имеют теоретическое и прикладное значение для биохимии растений и комплексной переработки масличных семян.

Актуальность темы подтверждается включением ее в НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по техноло-

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту, канд. техн. наук Инге Владимировне Шульвинской за помощь при выполнении работы.

гии живых систем» (№ госрегистрации 1200004210) и тематику НИР КубГТУ.

1.2 Цель работы. Изучение биохимических и функциональных характеристик белков семян льна и разработка способов повышения их биологической ценности.

1.3 Задачи исследования. В соответствии с целью работы были определены задачи исследования:

- исследовать биохимические характеристики белкового комплекса семян льна сортов современной селекции, ранее не изученных и его антипитательные компоненты;

- изучить возможность ферментативной и термической модифи-кации запасных белков семян льна, определяющих их функциональные свойства и биологическую ценность;

- экспериментально оценить и теоретически объяснить влияние ограниченного ферментативного протеолиза собственными протеиназами и термоденатурации белков семян льна на их функциональные свойства и содержание в них антипитательных компонентов;

- определить условия и разработать способы ферментативной моди-фикации функциональных свойств белков семян льна путем ограничен-ного гидролиза протеиназами прорастающих семян;

- определить условия термообработки и разработать способы терми-ческой модификации белков семян льна;

- разработать принципиальные схемы получения модифицированных белковых концентратов из обезжиренных семян льна;

- оценить влияние способов модификации на биологическую цен-ность белковых продуктов и содержание в них антипитательных компонентов;

- оценить возможности и направления применения модифицирован- ных белков в рецептурах пищевых продуктов – мучных кондитерских

изделий – в качестве функциональных компонентов;

- разработать рецептуру приготовления мучных кондитерских изде-лий – пряников – обогащенных модифицированными белковыми компонентами из семян льна.

1.4 Научная новизна. Впервые изучены белки семян льна новых сортов и типов селекции ВНИИМК: Ручеёк и ВНИИМК-620-630 (ВНИИМК- 620 – сорт-контроль). Показано, что под влиянием селекции на высокое содержание линоленовой кислоты в триацилглицеролах льняного масла изменился фракционный состав белкового комплекса: уменьшилась относительная доля щелочерастворимых белков и увеличивалась доля водо- и солерастворимых. Повышение массовой доли растворимых белков привело к возрастанию биологической ценности белкового концентрата, полученного из семян льна.

Впервые выполнен комплекс экспериментальных и теоретических исследований, на основании которых разработаны принципиальные схемы получения модифицированных белковых продуктов из семян льна. Показано и количественно оценено влияние на функциональные свойства исследуемых белков ограниченного гидролиза собственными протеиназами прорастающих семян. Подтверждена гипотеза о существовании различного механизма протеолиза запасных белков в прорастающих семенах. Показана возможность модификации функ-циональных свойств термоденатурацией.

Установлена взаимосвязь между биохимическими характеристи-ками – фракционным составом белков семян – с их функциональными свойствами. Количественно оценена взаимосвязь между содержанием доли белкового и небелкового азота и процентными показателями функциональ-ных свойств.

Впервые экспериментально показана возможность инактивации цианогенных глюкозидов в семенах льна исследуемых сортов при термообработке и оценена биологическая ценность обезвреженных белков. Установлена возможность практически полного обезвреживания белков льна при прорастании и термообработке предварительно увлаженных семян.

1.5 Практическая значимость. Разработаны способы направленной модификации белков обезжиренных семян льна исследуемых сортов, рекомендованы условия ферментативной модификации белков и моди-фикации термоденатурацией.

Оценена биологическая ценность модифицированных белковых продуктов полученных из семян льна. Предложена рецептура приготов-ления пищевых продуктов – мучных кондитерских изделий – пряников, обогащенных модифицированными по разработанным способам белками из семян льна.

1.6 Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научно-методических семинарах кафедры безопасности жизнедеятельности КубГТУ (2003-2006 гг.), на 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Роль социальных, медико-биологических и гигиенических факторов в формировании здоровья населения» (Пенза, 2005 г.)

1.7 Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 4 статьи в научных журналах и тезис в сборнике трудов Всероссийской научно-практической конференции.

    1. Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, методической и экспериментальной части, выводов и списка литературы Основная часть работы изложена на 120 страницах компьютерного текста и содержит 26 таблиц и 16 рисунков. Список публикаций включает 145 научных публикаций, в том числе 15 публикаций зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования. Объектами исследования служили семена льна масличного сортов современной селекции ВНИИ маслич-ных культур им. В.С. Пустовойта, г. Краснодар: ВНИИМК-620-630 и Ручеёк. Характеристика исследуемых семян приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты конкурсного сортоиспытания семян льна

масличного сортов ВНИИМК – 620-630 и Ручеек (среднее

за 1998-2000 гг.)

Сорт Веге-тацион-ный период Урожай-ность семян, т/га Маслич-ность семян, % Сбор масла, кг/га Высота расте-ний, см Масса 1000 семян, г Устойчи-вость к фуза-риозу, %
ВНИИМК 630 87 2,7 54,9 1107 59,1 7,02 90,2
ВНИИМК 620, ст. 82 2,5 51,7 917 59,2 7,37 91,7
РУЧЕЕК 83 2,8 52,5 1050 59,3 7,15 90,1
± к ст. +5 +2,9 +3,2 +190 -0,1 0,35 -1,5


Примечание: различия по высоте растений и устойчивости к фузариозу недостоверны при Р<=0,05.

Как следует из данных таблицы 1, исследуемые сорта льна отличаются от сорта-контроля по ряду агротехнических характеристик – длине вегетационного периода, урожайности, сбору масла с гектара, массе 1000 семян и их масличности.

2.2 Методы исследования. При проведении экспериментальных исследований использовали стандартные методики, рекомендуемые ВНИИ жиров, и общепринятые при биохимических исследованиях масличных семян, а также современные физико-химические методы анализа. Функциональные свойства белковых продуктов, технологические характеристики и химический состав семян, включая определение линамарина, определяли методами, рекомендованными «Руководством ВНИИ жиров». Повторность анализов 4-6-кратная. Общую биологическую ценность готовых продуктов определяли с использованием тест-организма Тetrachymena pyryphormis.

Средние пробы исследуемых семян измельчали в лабораторной мельнице и затем хранили в эксикаторах при влажности воздуха 60 % и температуре 20-22оС. Полученный продукт – полножирную муку – обезжиривали гексаном путем многократного настаивания при 4оС. Полученный обезжиренный продукт – обезжиренную муку – условно называли белковым концентратом. Содержание жира в обезжиренной муке после извлечения льняного масла составляло 3-5%. Фракционирование белков семян льна по растворимости проводили по методу Осборна. Общий азот и азот белковых фракций определяли по микрометоду Кьельдаля, небелковый азот – после осаждения белков трихлоруксусной кислотой (ТХУ), аминокислотный состав белковых фракций – на приборе Милихром А-02, электрофоретическую способность – методом капельно-жидкостного электрофореза. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики. Результаты выражались в процентах.

Общая схема исследования представлена на рисунке 1.

На основании теоретических исследований, касающихся влияния гидролиза и термической денатурации на белковый комплекс масличных семян нами были разработаны способы направленной модификации белкового комплекса нативных семян льна, предусмотренные на стадии подготовки семян к переработке, в результате чего предусматривается получение биохимически модифицированных пищевых белковых продуктов.

Рисунок 1 – Общая схема исследования

Общая структурная схема модификаций белкового комплекса семян льна ограниченным гидролизом при проращивании и термоденатурации представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структурная схема модификаций белкового комплекса семян

льна

Как следует из схемы рисунка 2, модификацию после промывки поверхности семян от слизей вели двумя способами: ограниченным ферментативным гидролизом при проращивании семян в течение 48 часов, где предусматривается обеззараживание семян 0,01-0,03%-ным раствором соли сорбеновой кислоты и термомодификацией при температурах 40оС, 60оС и 80оС, в течение 20, 15 и 10 минут.

Выбор времени проращивания семян – 48 часов – обусловлен недо-пустимостью дальнейшего протекания протеолиза, при котором белок вновь способен обретать гидрофильные свойства. Аналогичный процесс происходит и при термоденатурации белка. В результате, на основании на-ших исследований, были установлены условия проведения модификаций – время проращивания семян, и температуры и время их термообработки.

В дальнейшем белковый продукт, полученный из исходных семян, обозначили как БПЛ-1, белковый продукт, полученный ограниченным гидролизом при 48-часовом проращивании, был обозначен как БПЛ-48, белковые продукты, полученные в результате термомодификации при температурах 40оС, 60оС и 80оС, были, соответственно, обозначены как БПЛ-40, БПЛ-60 и БПЛ-80.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Биохимическая характеристика запасных белков семян льна при-ведена в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристика белкового комплекса семян льна исследуемых

сортов, % азота на абс. сухое вещество

Сорт Общий азот Небелковый азот Белковый азот
альбу-мины глобу-лины глюте-лины альбу-мины глобу-лины глюте-лины альбу-мины глобу-лины глюте-лины
РУЧЕЕК 3,125 0,98 0,15 1,05 0,075 0,065 2,075 0,905 0,085
ВНИИМК-630 4,395 0,665 0,255 1,285 0,11 0,075 3,11 0,555 0,18
ВНИИМК-620 4,418 1,00 0,135 0,933 0,21 0,03 3,485 0,79 0,105

Как следует из полученных данных таблицы 2, белковый комплекс семян льна представлен водо-, соле- и щелочерастворимыми белками, а также небелковым азотом, выделенным из соответствующих групп белков по растворимости.

Преобладающим компонентом белкового комплекса сравниваемых сортов льна являются водорастворимые белки, относительное содержание которых составляет примерно половину других групп белков. На втором месте по массовой доле находятся солерастворимые белки, доля которых составляет 40-45 % от общего содержания белков. Доля щелоче-растворимых белков составляет до 10 % от общей суммы. Высокое содержание доли растворимых белков в семенах льна современных сортов привело к росту биологической ценности белков нативных семян.

Модификация функциональных свойств белков семян льна ограниченным гидролизом собственными протеиназами и термоденатурацией. Результаты изменения фракционного состава белкового комплекса семян льна под воздействием модификаций представлены в виде столбчатых диаграмм рисунка 3.

Как видно из данных рисунка 3, модификация белков семян льна сорта Ручеек проращиванием в течение 48 часов привела к снижению доли белкового азота альбумин-глобулиновой фракции. Аналогичное снижение белка прослеживается и в сортах льна масличного ВНИИМК-620 и ВНИИМК-630. В среднем снижение доли белкового азота альбумин-глобулиновой фракции во всех сортах составляет 1,5-2 %, тогда как снижение доли небелкового азота составляет 0,5 % (сорт Ручеек), 0,4-0,28 – ВНИИМК-620, ВНИИМК-630.

Факт снижения доли белкового азота в процессе данной модификации можно объяснить затратой запасных белков семян на проращивание.

Отмечено некоторое возрастание общего азота в щелочерастворимой фракции всех сортов, составляющее в среднем 0,5 %, вызванное за счет увеличения доли небелкового азота.

Снижение общего азота альбумин-глобулиновой фракции в семенах сорта Ручеек составило 10,16 % и 1,23 % соответственно, ВНИИМК-630 и

ВНИИМК-620 – 12,77 % и 0,625 %.

 Изменение лекгорастворимых фракций модифицированных -0 Изменение лекгорастворимых фракций модифицированных -1

 Изменение лекгорастворимых фракций модифицированных -2

Рисунок 3 – Изменение лекгорастворимых фракций модифицированных

ограниченным гидролизом и термоденатурацией белковых

продуктов: А – из семян льна маслинного сорта «Ручеек», Б –

из семян льна масличного сорта ВНИИМК-620; В – из семян льна масличного сорта ВНИИМК-630

Согласно работам ряда авторов, в семенах на разных стадиях прорастания семян действуют два типа протеиназ – протеиназы, начинающие протеолиз белков на первой стадии прорастания, и вновь синтезированные на более поздних стадиях прорастания протеиназы, продолжающие протеолиз и переходящие в вытяжку из уже проросших семян.

Анализируя динамику денатурации альбумино-глобулиновой фракции (рисунок 3) по сортам, следует отметить выявившуюся разнокачественность (вариабельность) сортов по термостойкости белков.

Для сорта Ручеек термомодификация при 40оС и 80оС снизила содержание общего азота на 66 % и 70 % соответственно. Для белковых продуктов сорта ВНИИМК-620 наблюдается обратная корреляция между белковым азотом и температурой обработки.

Для сорта ВНИИМК-630 наибольшее снижение белкового и небелкового азота альбумин-глобулиновой фракции – до 25 % и 28 % соответственно наблюдается при режиме 80оС.

Изменение функциональных свойств белков. Результаты изменения функциональных свойств белков представлены на рисунке 4.

Как следует из данных рисунка 4, условия обработки белков, ведущие к изменению соотношения белкового и небелкового азота сопровождаются изменением функциональных свойств.

Во всех вариантах модифицированных белковых продуктов произо-шли существенные улучшения жироудерживающих свойств (ЖУС) – на 9,5 %, 110,5 % и 44,0 % в БПЛ-48 в сортах Ручеек, ВНИИМК-630 и ВНИИМК-620.

Значительное увеличение водоудерживающей способности на 129 % и 148 % отмечено в модифицированных продуктах БПЛ-48, полученных из семян сортов ВНИИМК-630 и ВНИИМК-620.

В то же время пенообразующая способность БПЛ-48 практически не отличается от исходных значений, тогда как показатель стойкости пены в БПЛ-48 увеличился на 12,9 % для сорта ВНИИМК-630 и на 40 % для сорта Ручеек.

Значительное увеличение жироэмульгирующей способности (ЖЭС) - на 50 % отмечено у сорта ВНИИМК-620.

 Изменение функциональных свойств модифицированных -3

 Изменение функциональных свойств модифицированных ограниченным-4

 Изменение функциональных свойств модифицированных ограниченным-5Рисунок 4 – Изменение функциональных свойств модифицированных

ограниченным гидролизом и термоденатурацией белковых

продуктов из семян льна исследуемых сортов.

Термообработка семян критической влажности при 40…80оС в течение 20 минут способствовала, как следует из полученных данных, изменению наиболее технологически важных показателей функциональных свойств.

Все варианты термообработки семян способствовали увеличению жироэмульгирующей способности их белков. В то же время термомодификация при 40оС привела к увеличению водоудерживающей способности (ВУС) белкового продукта, полученного из семян, сорта ВНИИМК-630 на 78 %, тогда как обработка белков семян других сортов при 40оС привела к снижению этого показателя.

Максимальный рост жироудерживающей способности (ЖУС) – на 45 % отмечен у БПЛ-40 из семян льна сорта ВНИИМК-620, у белков из семян других сортов серии БПЛ-40 повышение этого показателя было менее значительным, а пенообразующая способность (ПОС) практически не изменилась. У белковых продуктов из семян льна сорта ВНИИМК-630 этот показатель снизился в два раза.

Функциональное свойство белков определяемые поверхностной активностью белковых молекул – стойкость пены для сорта Ручеек увеличилось в среднем на 40%. Стойкость пены также возросла у БПЛ-60 из семян сортов льна ВНИИМК-630 и ВНИИМК-620 в три и два раза соответственно.

Более жесткий тепловой режим термообработки – при 80oС – также привел к увеличению ВУС на 22 и 9% в белковых продуктах сортов Ручеек и ВНИИМК-630, а также увеличилась жироудерживающая способность на 37 %. Стойкость пены возросла соответственно в пять, три с половиной и в три раза у БПЛ-80 сортов Ручеек, ВНИИМК-630 и ВНИИМК-620.

Анализ влияния параметров тепловой обработки семян льна позволяет отметить, что в белковых концентратах из семян льна сорта Ручеек температура модификации 60 и 80oС привела к росту сорбционных и поверхностно активных свойств белковых продуктов.

Сопоставляя химический состав белкового комплекса с изменением функциональных свойств, можно видеть, что для семян сорта Ручеек модификация при 60oС и 40oС при количестве запасных белков (21 % и

20 % соответственно суммарного азота фракции от общего азота) привела к улучшению адсорбционных и поверхностно-активных свойств белковых продуктов БПЛ-60 и БПЛ-40.

Для сорта ВНИИМК-620 наибольшее количество суммарного азота фракций установлено для БПЛ-60 и БПЛ-80 (30 % суммарного азота фракции от общего азота), что сопоставимо с улучшением поверхностно-активных свойств белковых продуктов из семян льна.

Анализ полученных данных выявил закономерность, общую для модифицируемых термообработкой белков, – наиболее заметные изменения функциональных свойств наблюдались при минимальной и максимальной тепловой обработке – 40оС и 80оС, тогда как термообработка при 60оС менее всего изменяла их первоначальные свойства, а, следовательно, и структуру белковых молекул.

Сопоставление глубины изменений белкового комплекса сравниваемых сортов семян при модификации термоденатурацией показывает, что исследуемые сорта льна заметно отличаются по термостабильности запасных белков. В порядке убывания термостабильности сорта могут быть расположены в следующей последовательности: ВНИИМК-630 – Ручеек –ВНИИМК-620.

Разработанные принципиальные схемы модификации белков термо-денатурацией и ограниченным гидролизом представленные на рисунке 2 были применены для изменения функциональных свойств полножирной муки, преимуществом которой является полноценный липидный и жирно-кислотный состав, свойственный исходным семенам.

Как следует из полученных данных, под влиянием термоденатурации увеличилась способность полножирной муки из семян льна трех исследу-емых сортов к сорбции воды и масла. В продуктах, модифицированных ферментативным гидролизом, увеличилась способность белков к связыванию жира, образованию стойких эмульсий.

Гидролиз линамарина при прорастании и термоденатурации семян льна. Под влиянием структурной модификации белков семян при проращивании и термоденатурации семян наблюдалось значительное снижение доли глюкозида линамарина, уровень которого в семенах исследуемых сортов был различным (рисунок 5). Образующаяся в результате гидролиза линамарина синильная кислота включается в аспарагиновую кислоту через цистеин.

 Изменение массовой доли линамарина в семенах льна при-6 Изменение массовой доли линамарина в семенах льна при-7 Рисунок 5 – Изменение массовой доли линамарина в семенах льна

при проращивании

Математическая обработка результатов функциональных свойств белковых продуктов из семян льна масличного сорта Ручеек, модифици-рованных термоденатурацией при температурах от 40 до 80оС, позволила получить уравнения регрессии 2-го порядка, адекватно описывающие из-менение функциональных свойств при варьировании температуры и про- должительности термоденатурации. В результате было получено множес- тво значений, представленных в виде поверхностей рисунка 6.

 Изменение функциональных свойств белковых продуктов -8

 Изменение функциональных свойств белковых продуктов -9

 Изменение функциональных свойств белковых продуктов полученных-10

Рисунок 6 – Изменение функциональных свойств белковых продуктов

полученных из семян льна масличного сорта Ручеек

Оценку относительной биологической ценности белковых концентратов и полножирной муки вели с использованием тест-организма Тetrаchymena pyryformis. По мере углубления гидролиза белков семян собственными протеиназами при проращивании происходило увеличение относительной биологической ценности белкового продукта (рисунок 7). Исходя из данных рисунка 7, оптимальная температура денатурации белков семян льна, при которой рост биологической ценности наиболее полноценен – 40оС. Однако пищевая привлекательность белковых продуктов зависит от сбалансированности аминокислотного состава, который претерпевает изменения в зависимости от способа модификации (таблица 3).

 Относительная биологическая ценность модифицированных белковых-11

Рисунок 7 – Относительная биологическая ценность модифицированных

белковых продуктов из семян льна масличного сорта «Ручеек»

Ферментативная модификация ограниченным гидролизом под воздействием собственных протеиназ пророщенных семян позволяет повысить количество лейцина, изолейцина, метионина, валина, гистидина, фенилаланина.

Термообработка белкового комплекса при 80оС способствовала неко-торому снижению доли незаменимых аминокислот, в связи с тем, что под действием тепловой денатурации незаменимые аминокислоты могут связываться с окисленными липидами, в результате чего теряются, но при этом сохраняется достаточно полноценный аминокислотный состав модифицированного денатурацией белка.

Таблица 3 – Сравнительная характеристика аминокислотного состава

модифицированных белков продуктов из семян льна

масличного сорта Ручеек (г/кг)

Аминокислоты Варианты модификации До модифи-кации БПЛ-1
Ограниченным гидролизом при 48-часовом проращивании, БПЛ-48 Термо- денатурация, 80оС БПЛ-80
Лизин 8,35 1,53 8,03
Фенилаланин 15,44 10,66 13,01
Лейцин 23,09 14,86 20,73
Изолейцин 13,71 8,42 12,69
Метионин 3,53 1,56 2,03
Валин 15,42 10,42 14,49
Тирозин 7,46 5,68 6,86
Аргинин 16,08 16,00 16,39
Пролин 17,35 9,41 15,5
Аланин 9,47 7,51 13,66
Треонин 33,28 15,58 36,45
Гистидин 6,58 3,24 5,37
Глицин 14,73 11,33 17,54
Серин 12,08 7,77 13,52
Глутаминовая кислота 30,60 29,58 34,15
Аспарагиновая кислота 6,65 11,88 23,92

Анализ распределения электрофоретических фракций. При исследо-вании распределения электрофоретических фракций исходного и модифи-цированных белковых продуктов, полученных из исследуемых сортов семян льна, результаты, отображенные в виде электрофоретических спек-тров, представлены в основном одной наиболее крупной фракцией, пло-щадью от 580,7942 mV* до 996,6173 mV*сек, остальные минорные (допол-нительные) фракции присутствуют в минимальных количествах – площади их пиков колеблются от 0,6888 до 21,6974 mV*сек. Под влиянием модифи-каций в исследуемых белковых концентратах происходит варьирование числа фракций – от 20 до 23. В результате модификаций, особенно по мере роста температуры денатурации, наблюдается снижение площадей пиков, что говорит о потере белком его молекулярной массы. Высота пиков фракций колеблется в незначительных пределах. Пики фракций модифи-цированных белков имеют характерные совпадения по конфигурации и времени появления, а в зависимости от вида модификации различаются по скорости движения на хроматограммах, по количеству, по относительной и абсолютной площади пиков разделяющихся фракций.

Разработка рецептуры пищевых продуктов, обогащенных модифицированными белками семян льна. Учитывая высокую жироудерживающую и жироэмульгирующую способности модифици-рованных белковых продуктов нами были разработаны рекомендации по применению модифицированных белковых концентратов в производстве пищевых продуктов – мучных кондитерских изделий (пряников) – с час-тичной заменой (до 5 %) пшеничной муки на модифицированные белковые концентраты.

Была произведена дегустационная и органолептическая оценка обогащенного модифицированным белковым продуктом семян льна кондитерского изделия – пряника «Солнечный».

ВЫВОДЫ

1. Выполнен комплекс экспериментальных исследований, на основании которых показана возможность направленной модификации функциональных свойств белковых продуктов из семян льна, реко-мендуемых для обогащения белком и формирования у пищевых компо-зиций заданных технологических свойств.

2. Впервые охарактеризованы функциональные свойства белков полученных из семян льна современных сортов селекции ВНИИМК и их изменение под влиянием ферментативной и термической модификации.

3. Выявлены закономерности изменения фракционного состава белков исследуемых семян в зависимости от способов модификации. Оценено методом капельного электрофореза количественное распределение электрофоретических фракций белковых фрагментов и высокомоле-кулярных компонентов олигомерных белков семян в результате изменения пространственной организации белковых молекул под влиянием огра-ниченного протеолиза собственными протеиназами при прорастании и термоденатурации.

4. Впервые установлена и количественно оценена взаимосвязь био-химических характеристик белков семян льна с их функциональными свойствами. Выявлено возрастание гидрофобных свойств: жиро-удерживающей, жироэмульгирующей способностей в среднем на 100% и способности к образованию стойких пен в среднем на 50% в моди-фицированных белковых продуктах по мере усиления денатурируюших тепловых и гидролитических воздействий, приводящих к гидрофобизации поверхности белковых молекул и снижению массовой доли водо- и солерастворимых белковых фракций запасных белков на 1,5-2%.

5. Количественно оценено влияние предлагаемых способов модификации белков семян на их биологическую ценность и технологические характеристики белковых продуктов.

6. Разработаны принципиальные схемы и обоснованы условия ферментативной и термической модификации белков семян, охарактеризованы функциональные свойства белковых продуктов, полученных модификациями по рекомендуемым условиям.

7. Разработаны и рекомендованы рецептуры пищевых продуктов с включением модифицированных разработанными способами белков семян льна. Проведена органолептическая оценка приготовленного продукта.

На способы направленной модификации функциональных свойств белков семян льна поданы две заявки на изобретение в Роспатент.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Ксандопуло С.Ю., Барбашов А.В. Групповой состав белкового комплекса семян льна современных сортов // Известия вузов. Пищевая технология. 2005. – № 4. – С. 71-72.

2. Ксандопуло С.Ю., Барбашов А.В. Линамарин и продукты его гидролиза в семенах масличного льна современной селекции // Известия вузов. Пищевая технология. 2005. – № 5-6. – С. 51-52.

3. Барбашов А.В., Шульвинская И.В. Групповой состав белкового комплекса пророщенных семян льна современных сортов // Известия вузов. Пищевая технология. 2006. – № 4. – С. 40-41.

4. Шульвинская И.В., Щербаков В.Г., Барбашов А.В. Влияние ограниченного гидролиза на биохимические и функциональные свойства белков семян льна // Известия вузов. Пищевая технология. 2006. – № 5. – С. 30-32.

5. Шульвинская И.В., Ксандопуло С.Ю., Барбашов А.В. Функциональные свойства белков семян льна. Сборник статей III Всерос. науч.-практич. конференции «Роль социальных, медико-биологических и гигиенических факторов в формировании здоровья населения» // Приволжский Дом знаний.- Пенза, 2005. - С.98



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

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.