CC BY
102
НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS»
№2/2015
ISSN 2411-717Х
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Хабибулина Наталья Викторовна
канд. тех. наук, вед. инж. РХТУ им. Д.И. Менделеева,
г.Москва, РФ E-mail: [email protected] Г ордиенко Мария Г еннадьевна канд. тех. наук, в.н.с. РХТУ им. Д.И. Менделеева,
г.Москва, РФ Е-mail: [email protected] Шишова Екатерина Сергеевна студентка 5го курса РХТУ им. Д.И. Менделеева,
г.Москва, РФ Е-mail: [email protected] Дмитриева Юлия Александровна студентка 5го курса РХТУ им. Д.И. Менделеева,
г.Москва, РФ Е-mail: [email protected]
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОГРАНИЧЕННОГО ПРОТЕОЛИЗА НА ПЕНООБРАЗУЮЩУЮ
СПОСОБНОСТЬ СОЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Аннотация
Пенообразующая способность растительных белков находит применение при создании пищевых продуктов. Ее можно регулировать с помощью ферментативного гидролиза. Соевые белки играют ведущую роль в качестве заменителей растительного белка и функциональных агентов. Согласно результатам исследования, проведение ограниченного протеолиза позволяет регулировать пенообразующую способность соевых гидролизатов и получать продукты с высокой пенообразующей способностью, что позволяет рекомендовать их при производстве продуктов, для которых важна пористая и воздушная структура.
Ключевые слова
соевая мука, концентрат белка сои, гидролиз, панкретатин, протосубтилин, функциональные свойства,
пенообразующая способность
В современном мире большое внимание уделяется не только питательной ценности продуктов, но и их влиянию на организм человека в целом. Продукты на основе растительного белка, обладающие функциональными свойствами, помогают решить проблемы, связанные с дефицитом животного белка, а также способствуют поддержанию здоровья организма. Соевый белок благодаря практически полной идентичности белку животных по составу и питательной ценности является ценным сырьем для производства функциональных продуктов. «Под функциональными свойствами белков понимают их физико-химические характеристики, определяющие их поведение при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства продукции» [1, с. 23]. К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся растворимость, водоудерживающая, жироудерживающая, пенообразующая и эмульгирующая способности, способность образовывать гели.
Среди указанных функциональных свойств особое внимание следует уделить пенообразующей способности (ПС). «Это количество пены, образовавшейся в единицу времени из заданного объема раствора, выражаемое объемом пены или высотой столба пены» [2, с. 12]. Пенообразующая способность очень важна
5
НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS»
№2/2015
ISSN 2411-717Х
для кондитерской и хлебопекарной промышленностей, пенящие агенты придают пористую, воздушную структуру пищевым продуктам.
«Структура и качество пены существенно влияют на такой распространенный продукт, как хлеб. Также пена определяет структурно-механические свойства готовой пищевой продукции» [3, с. 95].
«В качестве пенообразователей возможно применение изолятов белка рапса, подсолнечника, гороха, льна, арахиса, кунжута, хлопка и сафлора при производстве пива, взбитых десертов, кондитерских сливок. Они выполняют функцию распределителей жира в субстанции продукта, чем улучшают его органолептические свойства» [4, с. 3]. «Как стабилизаторы пены при изготовлении кислородных коктейлей используются гидролизаты шиповника, косточек винограда, семян тыквы и плодов расторопши» [5. с. 38].
Проведение предварительного ферментативного гидролиза исходного сырья позволяет придать определенные функциональные свойства растительному белку. Это происходит вследствие изменения конформации белка, «раскручивания» белковой глобулы, а также высвобождения функциональных групп и укорачивания белковой цепи. Все это придает полученному гидролизату отличную от исходного сырья структуру и наделяет функциональными свойствами.
Среди наиболее широко распространенных продуктов на основе сои следует отметить соевую муку (53% сырого протеина) и концентрат белка сои (72% сырого протеина). Различное содержание белка, углеводной компоненты, различие в методах предобработки субстрата будут оказывать влияние на функциональные свойства гидролизатов.
В данной работе проводили оценку пенообразующей способности белковых гидролизатов, полученных путем ферментативного гидролиза текстурированной соевой муки (ТСМ) и концентрата белка сои (КБС) под действием панкреатина и протосубтилина, при этом изучали влияние таких параметров, как доза ферментного препарата и продолжительность гидролиза.
В случае использования разных субстратов и ферментных препаратов (рис. 1) пенообразующая способность проходит через максимум. Частичный гидролиз приводит к снижению молекулярной массы молекул белков и к их неполному раскручиванию, следовательно, увеличивается площадь поверхности белка. Также это приводит к образованию большого числа отдельных и достаточно длинных полипептидных цепей, в которые может проникнуть воздух. Эти факторы стимулируют образование белковых пленок вокруг пузырьков газа, что приводит к интенсивному пенообразованию. Более глубокий гидролиз ведет к дальнейшему разрушению белков, в связи с этим уменьшается поверхностная активность и снижается количество полипептидных цепей, которые являются каркасом пены, т.е. пенообразующая способность падает. С другой стороны, если белок не подвергать гидролизу, способность к пенообразованию также будет мала за счет «тяжести» белка и стерических затруднений, мешающих образованию пены.
Рисунок 1 - Изменение ПС в процессе гидролиза ТСМ и КБС в зависимости от: а) концентрации ферментного препарата; б) продолжительности гидролиза
6
НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS»
№2/2015
ISSN 2411-717Х
Следует также отметить, что пенообразование напрямую связано с растворимостью белка. Проведение гидролиза увеличивает растворимость белка, что также коррелирует с ростом его пенообразующей способности.
Наибольшая пенообразующая способность проявляется при действии протосубтилина, что особенно заметно для системы «ТСМ + протосубтилин». Протосубтилин, вероятно, способен частично разрушать белок, сохраняя полипептидный каркас, необходимый для хорошего пенообразования. Обладая другой специфичностью в отношении разрушаемых пептидных связей, панкреатин, возможно, образует полипептидные цепи другой длины или структуры, что делает их менее пригодными для образования пленок. Более высокие показатели для ТСМ связаны, вероятно, с более развитой площадью поверхности данного субстрата, что приводит к лучшей атакуемости субстрата молекулами фермента.
Максимальной пенообразующей способности системы с участием ТСМ достигают при концентрации ферментных препаратов 0,5% (от массы субстрата) и продолжительности гидролиза 30 минут. Для систем с КБС необходимы другие условия: концентрация ферментных препаратов - 2%, продолжительность гидролиза - 2 часа.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части государственного задания.
Список использованной литературы:
1. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. Новый путь получения пищи и его перспективы. Научные основы производства / В. Б. Толстогузов // учеб. пособие - М. : Наука, 1978. - 232 с.
2. Серегин С.А. Химия пищи / С.А. Серегин // учеб. пособие - М. : КТИПП, Кемерово, 2003 - 69 с.
3. Пащенко Л.П. Применение семян масличного льна в мучных кондитерских изделиях: журн. «Современные наукоемкие технологии» / Л.П. Пащенко, Л.А. Коваль, В.Л. Пащенко - М. : 2006.- №6 - 95-96 с. - ISSN 1812-7320.
4. Рензяева Т.В. Функциональные свойства белковых продуктов из жмыхов рапса и рыжика / Т.В. Рензяева - М. : ГОУ ВПО КТИПП - 5 с.
5. Глаголева Л.Э. Биотехнология фитосорбентов и научно-практическое обоснование их использования в технологии пищевых продуктов: дис. ... д-р тех. наук : 03.01.06, 05.18.04 : защищена 03.07.12 / Глаголева Людмила Эдуардовна - М. : 2012.
© Н.В. Хабибулина, М.Г. Гордиенко, Е.С. Шишова, Ю.А. Дмитриева, 2015
7
