CC BY
16
№2 (116)_, химия и биология_февраль. 2024 г.
DOI - 10.32 743/UniChem.2024.116.2.16749
ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ШКУР СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Расулова Мамура Шавкатжон кизи
преподаватель кафедры химии Ферганского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Фергана
Назаров Отабек Мамадалиевич
(PhD), доц. кафедры химии Ферганского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: _ fulluren [email protected]
Амирова Тойирахон Шералиевна
(PhD), доц. кафедры химии Ферганского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Фергана
RESEARCH OF PROTEIN COMPONENTS OF FARM ANIMAL SKINS
Mamura Rasulova
Lecturer, Department of chemistry, Fergana State University, Republic of Uzbekistan, Fergana
Otabek Nazarov
PhD, Associate Professor, Department of chemistry, Fergana State University, Republic of Uzbekistan, Fergana
Toyiraxon Amirova
PhD, Associate Professor, Department of chemistry, Fergana State University, Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
Исследовано содержание белка и аминокислот в шкурах мелко- и крупнорогатых животных. Шкуры козы и свиньи характеризуются более высоким содержанием белка. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии анализирован аминокислотный состав образцов шкур. В шкурах животных более высокие концентрации имеют глицин, глутамин, глутаминовая кислота, цистеин, аргинин и гистидин.
ABSTRACT
The content of protein and amino acids in the hides of small and large horned animals was studied. Goat and pig skins are characterized by a higher protein content. The amino acid composition of skin samples was analyzed using high-performance liquid chromatography. In animal skins, glycine, glutamine, glutamic acid, cysteine, arginine and histidine have higher concentrations.
Ключевые слова: шкура, кожа, коза, корова, баран, свинья, белки, аминокислоты.
Keywords: hide, skin, goat, cow, sheep, pig, proteins, amino acids.
Шкуры животных использовались в различных целях с доисторических времен. Шкуры в основном являются побочным продуктом мясного производства. Поскольку мясо для потребления человеком
в основном состоит из крупного рогатого скота, свинины, овцы, козы и курицы, шкуры этих животных наиболее доступны использования людьми. Масса шкуры или кожи составляет от 3 % до 12 % веса
Библиографическое описание: Расулова М.Ш., Назаров О.М., Амирова Т.Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ШКУР СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ животных // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2024. 2(116). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/16749
живого млекопитающего, а у домашней птицы может достигать 20 % [8]. Кожа используется для производства многих изделий из-за ее физических и эстетических свойств. Кожа изготавливается путем стабилизации волокнистой коллагеновой сети шкур животных с помощью химических реагентов -процесса, который в просторечии известен как дубление. Происхождение шкур и методы обработки, используемые при дублении, играют решающую роль в определении свойств конечного кожаного изделия. Для изготовления кожи используются шкуры разных животных с разными физическими характеристиками [10]. Телячьи, свиные, овечьи и козьи шкуры являются наиболее традиционными источниками кожи. Помимо прочего, шкуры используются: в качестве источника белка кератина для экстракции и включения в корма для животных, удобрения, косметику и упаковку пищевых продуктов. Кроме того, из шкур производят желатин и коллаген [8].
Шкура крупного рогатого скота состоит из 33 % белка, 2-6 % жиров, 65 % воды и 0,5 % минеральных веществ. Он разделен на три слоя: эпидермис (около 1 % толщины), дерму (около 85 %) и гиподерму (около 15 %). Дерма - это слой, используемый при производстве кожи. Все млекопитающие имеют разные типы кожи. Кожа меняется в зависимости от возраста, пола, питания и климата [7].
В качестве объектов исследования использовали шкуры наиболее распространенных животных в Узбекистане: козы, коровы, барана, свиньи. Провели сравнительный химический анализ по количественному содержанию белка и их аминокислотного состава шкур мелко и крупнорогатых животных.
Материалы и методы
Определение содержания белка. Для выделения белков биологический материал превращали в порошкообразное состояние в электрическом измельчители ткани до разрушения клеточных стенок, получая го-могенат. От подготовленных проб отбирали навески в термостойкие колбы, приливали концентрированной серной кислоты (р=1,84 г/см3) и разлагали на песчаной бане или плитке, избегая бурного кипения. Для ускорения процесса минерализации, использовали перекись водорода. Окончанием процесса минерализации являлось получение абсолютно прозрачного бесцветного раствора. В подготовленных пробах определяли
содержание белка колориметрическим методом на спектрофотометре V-5000 Metash с реактивом Несслера при длине волны 400 нм [2]. Получены результаты при трехкратной повторности эксперимента. Результаты анализа представлены в таблице 1.
Выделение и очистка белков. Чтобы определить связанные аминокислоты суммарный белок из кожи животных выделяли при помощи экстракции 0.2 н гидроокисью натрия при периодическом перемешивании на магнитной мешалке 500 об/мин в течение 60 мин [1; 2; 5]. Полученные экстракты центрифугировали на рефрижераторной центрифуге при 6000 об/мин в течение 30 мин. Прозрачный суперна-тант для осаждения белка обработали 80 %-ным сульфатом аммония, выдерживали раствор в холодильнике в течение 16 часов для формирования осадка белка. Осадок отделяли центрифугированием и растворяли в минимальном объёме мл 0,2 в растворе гидроксида натрия. Полученные белковые растворы обессоливали, диализовали против проточной воды в течение 24 часов. Обессоленные растворы лиофильно сушили при высоком вакууме и низкой температуре (-35°С). Лиофильно высушенные белки исследуемых образцов кожи взвешивали (15±2 мг), проводили кислотный гидролиз 5,7 в соляной кислоте при 160 °С в вакуумных условиях в течение 70 мин. Гидролизаты упаривали и передавали на анализ аминокислотного состава.
Анализ ВЭЖХ ФТК-производных аминокислот. Синтез ФТК (фенилтиокарбомаил) производных свободных аминокислот проводили по методу Steven A. Cohen, Daniel J. Strydom [3; 4; 6; 9]. Идентификацию ФТК-аминокислот проводят на хроматографе Agilent Technologies 1200 на колонке 75x4.6 mm Discovery HS C18. Раствор А: 0,14М CHsCOONa + 0,05% ТЭА рН 6,4, В:СНэСМ Скорость потока 1,2 мл/мин, поглощение 269 нм. Градиент %в/мин: 16 %/0-2.5мин; 6-30 %/2.51-40мин; 30-60 %/40,1-45 мин; 60-60 %/45,1-50 мин; 60-0 %/50,1-55мин. Полученные результаты аминокислотного состава белков животных приводим ниже в таблице 2.
Обсуждение результатов
Определение содержания белка в шкурах животных определяли после предварительной минерализации пробы с серной кислотой с последующим определением белкового азота с реактивом Несслера.
Таблица 1.
Результаты определения содержания суммарного белка в шкуре животных
№ Наименование Среднее значение содержание белка, % Содержание белкового азота, %
1 Коза 62,07 10,89
2 Корова 42,48 7,56
3 Баран 47,85 8,18
4 Свинья 59,06 10,51
5,7 - переводной белковый коэффициент для козы
5,62 - переводной белковый коэффициент для коровы и свиньи
5,85 - переводной белковый коэффициент для барана
Как видно из полученных данных, сравнительное максимальное содержание суммарного белка установили в коже козы 62,07 %. В то время как минимальное содержание суммарного белка установили в коже коровы 42,48 %. При определении
содержание белка в коже барана составило 47,85 %. В коже свиньи белок составил 59,06 %.
Для установления качества белков, полученных из крупнорогатых и мелкорогатых животных, стояла задача - получить количественное содержание аминокислотного состава выделенных белков.
Таблица 2.
Аминокислотный состав белков шкур животных
Аминокислота Коза Корова Баран Свинья
Концентрация мг/гр
Аспарагин, аспарагиновая кислота 36,51516 22,67557 9,987425 16,45386
Глутамин, глутаминовая кислота 70,44851 46,21373 25,26539 47,75743
Серин 27,52069 18,08798 12,27134 16,60224
Глицин 51,4591 44,57516 44,07339 147,5031
Цистеин 39,59407 35,70447 24,57045 44,58763
Треонин* 24,97686 21,46612 13,79119 23,85922
Аргинин 35,39241 31,57795 24,29499 62,5104
Аланин 15,39366 12,59409 9,4479 26,65824
Пролин 8,446017 10,51572 7,801072 30,98795
Тирозин 23,11665 17,77129 8,305509 5,031824
Валин* 24,76852 23,80952 12,08113 14,08317
Метионин* 11,56015 13,10321 5,132149 9,310919
Изолейцин* 40,625 32,50877 14,0424 16,52138
Лейцин* 45,035 33,5671 19,23983 17,78034
Гистидин* 53,98638 35 20,94907 26,74279
Триптофан 0 0 0 0
Фенилаланин* 57,92107 9,083585 6,915072 18,63671
Лизин HCl* 29,62816 29,46682 15,12275 22,11953
Сумма незаменимых аминокислот, мг/гр 288,46 197, 96 107,24 149,02
Итого 596,3874 437,7211 273,2911 547,1467
*- незаменимые аминокислоты
Аминокислотный состав белков шкур всех животных содержит весь набор незаменимых аминокислот -треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, ги-стидин, фенилаланин и лизин. Как видно из таблицы 2, сравнительное суммарное содержание аминокислот белков из шкур козы и из шкур свиньи преобладают, как и суммарное содержание белков как видно из таблицы 1.
При сравнительном анализе незаменимых аминокислот в белках шкур исследуемых животных преобладает содержание в составе белка из шкуры козы 288,46 мг/гр. Из всех определённых аминокислот максимальную концентрацию имеет глицин (147,5031 мг/гр) в шкуре свиньи. Среди аминокислотного состава шкуры козы содержится высокое содержание глутамина и глутаминовой кислоты, глицина, гистидина и фенилаланина. Шкура коровы богато глутамином и глутаминовой кислотой, глицином, цистеином, лейцином и изолейцином. В шкуре барана преобладает глицин, глутамин и глутаминовая кислота, цистеин и аргинин. Для свиной шкуры
характерны следующие вещества: глицин, аргинин, глутамин и глутаминовая кислота, пролин. Все исследуемые белки сбалансированы и по заменимым аминокислотам. Полученные результаты количественного содержания аминокислот в исследуемых белках доказывают, что шкура животных является источниками полноценного белка.
Выводы. Исследовано количественное содержание суммарных белков кожи козы, коровы, барана и свиньи. В результате получены значение белков в коже козы - 62,07 %, в коже коровы - 42,48 %, в коже барана 47,85 % и в коже свиньи - 59,06 %. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии выявлена качественная характеристика (аминокислотный состав) белков четырёх образцов животных. В результате анализа установили суммарное содержание незаменимых аминокислот для белков четырёх образцов: козы - 288,46 мг/г, коровы -197,96 мг/г, барана - 107,24 мг/г, свиньи - 149,02мг/г.
UNIVERSUM:
химия И биология
Список литературы:
1. Девени Т., Гергей Я. Аминокислоты, пептиды и белки. - М.: Мир, 1976. - 355 с.
2. Ермаков А.И., Арасимович В.В. Методы биохимического исследования растений. - Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Изд-во «Колос», 1982.- 430 с.
3. Ибрагимов А.А., Аббасова Д.З., Назаров О.М. Определение содержания химических элементов в Ephedra equisetina Bunge с использованием нейтронно-активационного анализа // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 8 (74). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/9937 (дата обращения: 21.01.2024).
4. Карабаева Р.Б., Ибрагимов А.А., Назаров О.М. Определение содержания химических элементов и аминокислот в Prunus persica var.nectarina // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 9(75). URL: https://7universum. com/ru/nature/ archive/item/ 10659 (дата обращения: 21.01.2024).
5. Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Москва, 1980. - 272 с.
6. Маматкулова С.А., Абдуллаев Ш.В., Назаров О.М. Компонентный состав экстрактов Raphanus sativus L произрастающего в Узбекистане // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2019. № 8 (62). URL: https://7 universum. com/ ru/ nature/archive/item/7674 (дата обращения: 21.01.2024).
7. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.leather-dictionary.com/index.php/Hide_-_Skin. (дата обращения: 12.01.2024).
8. Matinong, A.M.E., Chisti, Y., Pickering, K.L., Haverkamp, R.G. Collagen Extraction from Animal Skin. Biology. 2022.11. рр. 905. doi.org/10.3390/biology11060905.
9. Steven A. Cohen, Daniel J. Strydom. Amino acid analysis utilizing phenylisothiocyanate derivatives // Journal of Analytical Biochemistry. 1988. - Vol. 174 (1). - Рр.1-16.
10. Wise Will; Covington, Anthony D. Tanning Chemistry // The Science of Leather (2nd Edition). Royal Society of Chemistry, 2019. 685 p.
