Продукты ферментативной модификации соевой муки: научные и практические аспекты получения и применения в пищевых технологиях
| Вид материала | Автореферат |
- Научно-практические аспекты разработки и применения упаковочных материалов с проектируемым, 662.23kb.
- Научное обоснование и практические аспекты разработки и оценки потребительских свойств, 620.99kb.
- Куриные яйца и продукты их переработки широко применяются в производстве булочных, 32.62kb.
- Разработка биотехнологий получения иммобилизованных дрожжей и их применения в бродильных, 535.9kb.
- Защита www-сценариев от несанкционированного копирования и модификации, 96.45kb.
- Практический семинар «Оборудование и технологии роста кристаллов 2009», 312.42kb.
- Программа научно-практической конференции маг «научные и практические аспекты формирования, 48.45kb.
- Программа семинара по теме: «Практические аспекты применения закона о банкротстве», 23.89kb.
- Концепция издержек на производство, 424.9kb.
- Темы курсовых работ, предлагаемых кафедрой физики полупроводников студентам 2-го курса, 237.29kb.
Исследование продуктов ферментативной модификации соевой муки методом SE-HPLC.
Для оценки эффективности действия ферментных препаратов Бирзим П7, Нейтраза, Флавозим и их МЭК на ИСБ и белок соевой муки (проба 5) проводили сравнительную оценку молекулярно-массовых распределений белка, полученных методом SE-HPLC.
Данные по молекулярному распределению белков в ферментативных гидролизатах (табл.4) показывают, что за 8 часов гидролиза образуются пептиды и олигопептиды различной молекулярной массы и аминокислоты в различном соотношении. Ферментный препарат Бирзим П7 медленнее расщепляет высокомолекулярные белки сои, а Флавозим, обладая эндо- и экзопептидазными активностями, осуществляет достаточно глубокий гидролиз белков соевой муки.
Увеличение продолжительности гидролиза до 17 часов позволяет получать гидролизаты, содержащие в основном пептиды, олигопептиды и аминокислоты, имеющие молекулярную массу менее 45 КДа.
Существенные отличия наблюдаются и в ферментативных гидролизатах, полученных под действием МЭК-2,3.
Таблица 4
Фракционный состав белков соевой муки и ее гидролизатов, полученных с помощью протеолитических препаратов за 8 и 17 ч гидролиза
| Время удерживаниямин | Молекулярная масса, кДа | Соевая мука | Продукты ферментативного гидролиза, полученные под действием | |||||||||
| Нейтраза | Бирзим | Флавозим | МЭК-2 Нейтраза + Флавозим | МЭК-3 Бирзим + Флавозим | ||||||||
| 8,0 | 17,0 | 8,0 | 17,0 | 8,0 | 17,0 | 8,0 | 17,0 | 8,0 | 17,0 | |||
| 5,8 | Более 130 | 14,1 | 4,9 | 2,9 | 16,4 | 12,7 | 23,6 | 21,7 | 12,2 | 2,7 | 8,9 | 8,5 |
| 7,5 | 45-130 | 41,2 | 27,7 | 2,3 | 12,9 | 3,6 | 14,8 | 12,2 | 1,7 | 0,0 | 9,7 | 9,2 |
| 10,8 | 25-45 | 23,5 | 18,4 | 51,1 | 27,4 | 37,5 | 27,7 | 23,4 | 30,4 | 49,7 | 28,6 | 29,9 |
| 12,2 | 15-25 | 11,7 | 40,8 | 36,2 | 37,1 | 39,9 | 25,5 | 34,2 | 45,8 | 36,8 | 42,3 | 41,6 |
| 16,8 | 5-15 | 9,4 | 8,2 | 7,5 | 6,1 | 6,2 | 5,5 | 6,1 | 7,8 | 10,7 | 7,7 | 8,2 |
| 20,2 | Менее 1,5 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 2,7 | 2,3 | 1,9 | 0,0 | 2,7 | 2,5 |
Так, в гидролизате, полученном при действии МЭК-2, преобладают белки и пептиды с молекулярной массой 25-45 кДа (30,4%) и 15-25 кДа (45,8%). В течение следующих 9 ч продолжают накапливаться белки и пептиды с молекулярной массой 25-45 кДа (49,7%) и 15-25 кДа (36,8%), а также короткие олигопептиды с молекулярной массой 5-15 кДа. А при действии МЭК-2,3 наблюдается другое соотношение белков этих фракций :25-45 кДа (28,6%) и 15-25 кДа (42,3%). Через 9 ч гидролиза сохраняется достигнутое соотношение фракций.
Методом SE-HPLC показан различный характер действия исследуемых ферментов Нейтраза, Бирзим и Флавозим и мультэнзимных композиций на их основе на изолированный соевый белок и белки соевой муки. Более глубокий гидролиз высокомолекулярных белков осуществляется с участием ферментного препарата Нейтраза и МЭК-2.
Таким образом, в результате проведенных исследований можно констатировать, что разработанные условия и режимы получения белковых гидролизатов ИСБ и соевой муки позволяют получить гидролизаты существенно различающиеся фракционным составом, что в свою очередь, обусловливает в дальнейшем их различные функциональные свойства (растворимость, пенообразующую, эмульгирующую способность и другие) в условиях технологического процесса производства различных продуктов питания.
Изучение аминокислотного состава продуктов ферментативного гидролиза соевой муки. Для более полной характеристики белковой части продуктов гидролиза соевой муки под действием ферментных препаратов Бирзим П7, Бирзим Чилл, МЭК-1, Нейтраза и Флавозим исследовали состав свободных аминокислот. В результате проведенных исследований установлено, что все образцы муки (проба 1), подвергнутые ферментативному воздействию, содержат широкий набор аминокислот, однако их распределение в образцах различно.
Установлено, что при сравнении аминокислотного состава гидролизатов, полученных при действии отдельных ферментных препаратов Бирзим П7 и Бирзим Чилл, наблюдается значительная разница, обусловленная их действием на различные виды пептидной связи в молекуле белка соевой муки, что является подтверждением различной субстратной специфичности ферментных препаратов Бирзим П7 и Бирзим Чилл по отношению к пептидным связям белка сои и является обоснованием их совместного применения для получения соевых ферментативных гидролизатов. Так, содержание гистидина, треонина, аланина, триптофана и изолейцина в гидролизате, полученном под действием МЭК-1 выше в 1,6 - 3,2 раза по сравнению с содержанием этих аминокислот в гидролизатах, полученных с использованием отдельных ферментных препаратов.
Данные по содержанию свободных аминокислот в гидролизатах, полученных под действием ферментных препаратов Бирзим П7, Нейтраза и Флавозим показывают, что доля незаменимых аминокислот от их общего количества наибольшая у гидролизата, полученного с помощью ферментного препарата Нейтраза и составляет 81%, в то время как для Флавозим и Бирзим П7 - 67,5 и 77,7% соответственно.
Установлено, что содержание валина, лейцина и изолейцина, которые являются наиболее важными аминокислотами, входящими в состав напитков для лиц, занимающихся спортом, наибольшее в гидролизате, полученном с использованием ферментного препарата Нейтраза составляет 54,4%.
Принимая во внимание, что ферментные препараты Бирзим П7 имеют ряд побочных активностей и могут вызывать деградацию крахмала и некрахмальных полисахаридов, содержащихся в соевой муке проводили анализ углеводного состава продуктов ферментативной модификации соевой муки. Установлено, что за 8 часов гидролиза белков соевой муки (проба 1) ферментными препаратами Бирзим П7 и Бирзим Чилл происходит накопление содержания РВ по сравнению с мукой в 1,2-1,3 раза, и это является положительным моментом, так как, известно, что редуцирующие вещества играют важную роль в технологических процессах, способствуют приданию вкуса готового гидролизата, а кроме того, при получении сухого продукта, вследствие реакции меланоидинообразования будут определять цвет и аромат продукта.
Для более полной характеристики продуктов модификации соевой муки (проба 4) определяли содержание некоторых углеводов. Методом ВЭЖХ установлено, что в гидролизате содержится фруктоза, глюкоза, сахароза, мальтоза, стахиоза в следующих количествах соответственно: 1,20%, 0,34%; 13,06%; 0,58%; 11,14% .
Поскольку большая доля углеводов приходится на стахиозу, которую относят к олигосахаридам сои с бифидогенным действием, поэтому продукты ферментативной модификации соевой муки можно отнести к категории функциональных продуктов. И это очень важно, с точки зрения, расширения области применения соевого сырья при производстве функциональных пищевых продуктов. Кроме того, многие диетологи все большее внимание уделяют положительному влиянию соевых олигосахаридов для профилактики ряда заболеваний.
На основании исследования химического состава в соевой муки (проба 1) установлено, что массовая доля липидов в ней составляет 8-9%. В этой связи для более полной характеристики химического состава ПФМСМ с точки зрения пищевой ценности исследовали состав и содержание фосфолипидов и жирных кислот.
Установлено, что в гидролизованной муке массовая доля ФЛ от общего количества липидов составляет 24,8%±1,3%, а в гидролизате 12,4±1,4%.
При исследовании количественного соотношения фракций ФЛ, рассчитанных на неорганический фосфор (Р), было отмечено, что во всех анализируемых образцах было обнаружено 9 фракций фосфолипидов (табл.5).
Таблица 5
Состав фосфолипидов
| Фракция, % Р | Соевая полуобезжиренная мука (n*=15) | Гидролизованная мука (n*=29) | Ферментативный гидролизат (n*=21) |
| ЛФХ СМ ФХ ФС ФИ ФЭ ФГ КЛ+ФК | 3,9±0,6 4,25±0,65 31,4±1,2 15,3±0,95 5,2±0,85 24,45±1,45 3,6±0,4 12,0±1,8 | 3,55±0,50 3,8±0,45 36,3±0,9 14,1±0,6 5,65±0,45 23,6±0,85 3,5±0,3 6,35±0,8 | 6,60±1,85 11,85±0,9 25,1±1,45 7,40±0,65 6,3±0,70 19,15±1,65 4,8±0,8 13,55±1,8 |
Методом газовой капиллярной хроматографии изучен жирнокислотный состав гидролизованной соевой муки (проба 4). Установлено, что она содержит широкий спектр насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Особенно важным является то, что содержание линолевой кислоты, которая является незаменимой и не синтезируется в организме человека, составляет 48%.
Говоря о применении продуктов переработки соевого сырья в пищевой промышленности, немаловажное значение имеет то, что семена сои являются одним из редких продуктов, содержащих изофлавоны, которые сконцентрированы в гипокотиле сои и отсутствуют в масле, в связи с этим исследовали содержание изофлавонов в продуктах ферментативного гидролиза соевой муки методом ВЭЖХ. На рис.9. представлена хроматограмма изофлавонов соевого гидролизата.
Время удерживания, мин
Рис.9. ВЭЖХ хроматография гидролизата обезжиренной соевой муки, полученного обработкой в течение 4 ч МЭК-2.
Установлено, что в ферментативном гидролизате соевой муки (проба 5) содержатся следующие основные изофлавоны: даидзеин и глицитеин (в пересчете на даидзеин) – 137,3 мг/100 г гидролизата, а также генистеин – 90,4 мг/100 г гидролизата, которые являются природными антиоксидантами.
Таким образом, на основании биохимической характеристики продуктов ферментативного гидролиза соевой муки (фракционный состав белков, состав и содержание свободных аминокислот, углеводов, изофлавонов, состояние липидного компонента, в.т.ч. состав и содержание фосфолипидов и жирных кислот) обоснована целесообразность проведения ферментативной обработки соевой муки для получения продуктов повышенной пищевой ценности для их применения в рецептурах пищевых изделий.
Глава 6. Разработка научных и практических подходов к технологии получения и применения продуктов ферментативной модификации соевой муки в пищевой промышленности.
Разработка научных и практических основ получения порошкообразных продуктов ферментативной модификации соевой муки.
С точки зрения наиболее полного использования всех сухих компонентов соевого гидролизата сушка является одним из эффективных способов. Готовый продукт, упакованный герметично, может сохраняться в определенных условиях продолжительное время, будет занимать гораздо меньшее пространство в складском помещении, чем жидкий продукт, и упаковка сухого гидролизата будет дешевле, чем тара для жидкого продукта. Проводили исследования по выбору типа и рационального режима сушки, обеспечивающего качество сухого продукта, с целью его дальнейшего применения при производстве пищевых продуктов.
Установлено, что распылительная и сушка на инертных телах позволяли получать порошки без значительных потерь и достаточно хорошего качества. Порошки имели удовлетворительную растворимость, хорошую сыпучесть. Однако в процессе хранения порошок, полученный на распылительной сушилке, быстро набирал влагу и слеживался, кроме того, в процессе сушки наблюдалось пылеобразование, в отличие от сушки на инертных телах. Это связано, с размером частиц (рис.10).
а б
Рис.10. Дифференциальная и интегральная кривые распределения частиц по размерам в сухих гидролизатах, полученных при использовании а) сушки на инертных телах; б) распылительной сушки.
Сравнительный анализ качества сухого гидролизата, полученного методом распыления и на инертных телах, показал возможность его сушки с использованием любого из этих видов, однако для получения порошка более высокого качества предпочтительнее использовать сушку на инертных телах.
В отличие от сушки твердых объектов при сушке жидких материалов происходят глубокие изменения, в процессе которых формируются важнейшие свойства высушенного продукта.
Для выбора рационального температурного режима сушки соевого гидролизата на инертных телах и получения порошков различной цветовой гаммы использовали гидролизат, полученный с помощью МЭК -5. Температуру на выходе из сушильной камеры меняли в интервале от 53°С до 103ºC. Установлено, что влажность сухих гидролизатов уменьшалась по мере возрастания температуры (табл.6). Низкая влажность гидролизата является хорошим показателем, так как в материалах с низкой влажностью инфицирующая микрофлора развивается гораздо реже, чем в материалах с высокой влажностью. При увеличении температуры происходило уменьшение количества аминного азота и редуцирующих сахаров.
Кроме того, менялся цвет получаемых порошков от белого до золотистого, что можно объяснить реакцией меланоидинообразования продукты которой существенно улучшают вкус и запах продуктов.