CC BY
10ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
УДК 577.151
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКИХ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ БЕЛОКОЧАННОЙ КАПУСТЫ В МЯСОРАСТИТЕЛЬНЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЯХ
М.В.
Сегодня уже не только у специалистов, но и у обычных потребителей не вызывает сомнения тот факт, что здоровье человека непосредственно связано с пищей, которую он ежедневно потребляет. Уравнение «здоровье есть функция питания» является базовым для современной пищевой науки.
Известно, что протеолитические ферменты играют важную роль в пищеварении человека. Растительный белок - важнейшая составная часть рационов полноценного питания. Однако протеазы легко разрушаются в ходе кулинарной обработки и под действием различных факторов: в частности, воздействие высоких положительных температур и таких веществ как ингибиторы [3].
Целью исследований являлось изучение биохимических характеристик протеазного комплекса сортов и гибридов белокочанной капусты, возделываемых в Краснодарском крае и выяснение изменений его активности при воздействии высоких и низких температур.
Данные об исследовании протеолити-ческих ферментов в пищевых продуктах растительного происхождения, имеющиеся в литературе, являются неполными и касаются в основном протеаз семейств бобовых и злаковых растений.
Достаточно подробно изучены лишь протеазы растений, произрастающих за рубежом, таких как папайя, дынное дерево. Перспективным отечественным представителем, способным быть поставщиком активных про-теаз, может служить белокочанная капуста [1,2] широко распространенная в Краснодарском крае.
Объектами исследований служили образцы капусты сорта Харьковская зимняя и
Ксенз
гибридов П-Колобок, П-Экстра, районированных и выращенных на селекционных полях в Краснодарском крае.
Тепловую обработку капусты вели по двум вариантам. Наиболее значительное снижение активности протеаз происходило при варке капусты в воде. Варка на пару менее денатурировала протеазы и позволяла сохранить активность протеаз на более высоком уровне.
Отмечена прямая зависимость степени инактивации протеолитических ферментов капусты от длительности тепловой обработки.
Сравниваемые сорта и гибриды капусты существенно различались по термостойкости кислых и щелочных протеаз. Наиболее термостабильны щелочные протеазы сорта П-Колобок, которые сохраняли максимальную активность при варке как в воде, так и на пару. Менее термостабильны щелочные протеазы у капусты сорта П-Экстра. Щелочные протеазы капусты сорта Харьковская зимняя оказались более термолабильными -варка в воде и на пару в течение 10 минут значительно снижала их активность. Уже через 5 минут варки в воде активность щелочных протеаз трех сортов капусты снижалась в два раза [4].
Снижение активности протеаз при тепловой кулинарной обработке коррелирует с денатурационными процессами белкового комплекса тканей капусты. При изучении электрофоретических спектров белков капусты под влиянием тепловой обработки установлено существенное упрощение электрофоретических спектров и изменение величины их молекулярных масс (рис. 1).
Как видно из рисунка 1, в анодном спектре белков капусты до обработки обнару-
ОЭП
До обработки
0,0
0,5 "
1,0 .
0,09
0,51
Варка в воде 10 минут
0,04
Варка на пару 10 минут
0,08
0,13
0,21 0,26
0,36
0,42 0,49 0,55
0,63
0,61 0,71
0,07
0,40 0,47
0,63
Рис. 1. Электрофоретические спектры анодных белков капусты гибрида Р1-Колобок
жено 10 компонентов. При варке в воде и на пару их количество снижается до 4, что свидетельствует о глубокой денатурации основной массы белков. На электрофорег-раммах появляются новые белковые зоны, которые не обнаружились до тепловой обработки капусты.
Таким образом, все изученные способы термообработки капусты сопровождались снижением активности протеолитических ферментов. В то же время для эффективного гидролиза белков мяса в мясорастительных продуктах необходимо не только сохранять, но и повысить активность протеазного комплекса тканей капусты, вводимой в рецептуру мясных изделий и блюд [5].
Ранее проведенными исследованиями было показана возможность активирования протеазного комплекса капусты.
При замораживании и размораживании было выявлено некоторое возрастание активности протеаз капусты, что послужило основанием для выяснения возможности разработки способа повышения активности про-теаз белокочанной капусты замораживанием с последующим размораживанием перед кулинарной обработкой.
Результаты исследований показывали, что замораживание кочанов капусты при температуре - 6° С в течение 5 часов позволяет
в наибольшей степени повысить активность протеаз. Исследования показали, что размораживание наиболее целесообразно проводить при комнатной температуре в условиях отсутствия света и по возможности с ограниченным доступом кислорода воздуха для снижения процессов окисления. Размораживание в СВЧ оказалось неприемлемым, оно приводило к значительным потерям активности протеаз, из-за значительных потерь влаги и растворенных в ней веществах.
Электрофоретические спектры анодных белков кочанов капусты, до и после обработки холодом, различны (рис.2).
При замораживании при температуре -6° С в течение 1,5 часов в электрофоретических спектрах обнаружено 9 анодных компонентов. На электрофореграммах обнаруживается снижение доли легкоподвижных белков.
В группе среднеподвижных белков появляются новые белковые зоны, которые не обнаруживались до замораживания кочанов капусты.
Полученные результаты позволяют заключить, что замораживание белокочанной капусты нарушает структуру биомембран клетки, что сопровождается переходом ферментов в растворимую форму и реактивацией. Реактивация ферментов и развитие гидролитических процессов ведет к увеличению
+
Проблемы естествознания
167
ОЭП
До обработки
Заморож. 1 час. Заморож. 5 час.
0,0
0,5
1,0
0,26
0,08
0,09 0,13 0,21
0,36 0,42
0,49 0,51
0,55
0,09 0,25
Z0Z0ZX
0,04 0,06
0,09
0,18 0,29
0,35 0,33 0,42
0,60
+
Рис. 2. Электрофоретические спектры анодных белков капусты гибрида Fl-Колобок
возможности контакта ферментов и их субстратов, а также к изменению рН среды из-за вымораживания воды и повышения концентрации растворенных веществ в клетке.
Степень возрастания активности протеаз зависит от сорта капусты и продолжительности замораживания. Увеличение активности протеолитических ферментов происходит также под влиянием высвобождения ферментов из биомембран, и, возможно, из-за образования новых более активных изо-форм ферментов.
Как известно, при прорастании семян происходит активирование протеаз, гидроли-зующих запасные белки под действием низкомолекулярных продуктов гидролиза -пептидов и аминокислот, самопроизвольных конформационных изменений в молекуле фермента, усиливающие его гидролитическую способность.
Можно предполагать, что подобные изменения, приводящие к повышению активности протеолитических ферментов в капусте под влиянием продуктов гидролиза белков затем активируют протеазы мяса, что приводит к дальнейшему углублению гидролиза белков как капусты, так и мяса.
Таким образом, полученные данные, свидетельствуют, что наибольший гидролиз
белков мяса протекает при совместном действии активированных протеаз мяса и капусты.
Увеличение степени протеолиза белков мяса протеазами мяса и капусты представлен на рис. 3. 120
о4 <5 100
80 60 40 20 0
0
60
10 20 30 40 50 Длительность гидролиза, мин Протеазы капусты до замораживания Протеазы капусты после замораживания Протеазы мяса
Протеазы мяса+протеазы капусты до замораживания Протеазы мяса+протеазы капусты после замораживания
Рис. 3. Степень протеолиза белков мяса протеазами капусты и мяса
Полученные результаты свидетельствуют, что при совместном действии протеаз капусты и протеаз мяса гидролиз белков мяса заметно углубляется в среднем на 25 %, что подтверждает инициирование протеаз мяса продуктами гидролиза белков протеазами капусты.
Таким образом, показана возможность повышения протеазной активности капусты
путем замораживания - размораживания, для замены традиционных операций варки капусты в воде и на пару, и возможность индуцированного активирования протеаз мяса низкомолекулярными продуктами гидролиза белков протеазами капусты.
Литература
1. Ковалева О.А. Протеолитические ферменты и ингибиторы протеиназ из растений и их влияние на пищеварительные протеиназы позвоночных животных / О.А. Ковалева. — Автореф. дисс. канд. наук: Краснодар, 1998. - 26 с.
2. Кожухова М.А. Изменение биохимических свойств зеленого горошка и капусты белокочанной при замораживании и низкотемпературном
хранении / М.А. Кожухова. — Автореф. дисс. канд. наук: Краснодар, 1984. - 26 с.
3. Мосолов В.В. Природные ингибиторы протеолитических ферментов / В. В. Мосолов // Успехи биологической химии. - М.: Наука, 1982. т. 22. - С. 100-117.
4. Лобанов В.Г. Трипсиноподобные протеазы капусты и их изменение при кулинарной обработке / В.Г. Лобанов, М.В. Ксенз, Л.Ю. Мякишева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2000. -№ 2-3. - С.118.
5. Ксенз М.В. Изменение активности щелочных протеиназ при тепловой обработке / М.В. Ксенз, В.Г. Щербаков, В.Г. Лобанов // Тез. докл. второй регион. научно-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». - Краснодар, 2000. - С.186-187.
M.V. Ksenz. INFLUENCE OF HIGH AND LOW TEMPERATURES ON THE PROTEOLIS ACTIVITY OF THE CABBAGE IN THE MEAT VEGETABLE CULINARY GOODS.
The proteolis studies of complex of the cabbages and its changes under influence of the low and high temperatures are presented. Due to the results of the reseach, the variants of the proteolis activity by means of freezing — unfreezing operation replacing the traditional operations of boiling cabbage in the water and on the steam are offered. The article considers the possibility of unductive activation of the meat proteasis by the low molecular hydrolysis of fiber products of the cabbage proteasises.
КСЕНЗ Марина Владимировна, родилась в 1977 г., окончила Кубанский государственный технологический университет (1999), канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой естественнонаучных дисциплин Краснодарского кооперативного института Российского университета кооперации. Автор 29 работ.
УДК 664.8.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИНДУСТРИИ ПИТАНИЯ
А.Д. Ефимов, А.Д. Димитриев
По данным ФАО/ВОЗ три четверти населения большинства стран мира страдают заболеваниями, возникновение и развитие которых обусловлены нарушениями питания. Особенностями питания объясняют такие болезни как атеросклероз, избыточная масса тела, гипертония, сахарный диабет, болезни печени, желудочно-кишечного тракта и многие другие. По данным Института питания Российской академии медицинских наук, снижение иммунитета отражает качество питания, недостаточное белковое питание у детей может стать угрозой интеллектуальному будущему на популяционном уровне, а у почти 80 % населения необходима коррекция структуры питания. В связи с этим и с необходимостью реализации общей госу-
дарственной политики в области здорового питания населения России (постановление Правительства РФ № 917 от 10.08.98) возникают важные социальные задачи в области технологии индустрии питания.
Реализация этих задач - это процесс достаточно сложный и затрагивает многие аспекты всей деятельности отраслей, связанных с производством и переработкой продуктов питания. В то же время переход к рыночной экономике существенно расширил возможности к модернизации и развитию индустрии питания в России. К числу положительных факторов следует отнести такие объективные обстоятельства как:
- насыщение товарами продовольственного рынка;
