обоснование технологических параметров получения

НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ
ИЗОЛИРОВАННЫХ БЕЛКОВ
Толпыгина И.Н., Найденова Е.И.
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования Воронежский государственный университет инженерных технологий
JUSTIFICATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS FOR RECEIPT
ISOLATED PROTEINS
Tolpygina I.N., Naidenova E.I.
Federal public educational institution of higher education Voronezh state university of engineering
technologies
The paper presents the results of studies for justifying the technological parameters in isolation of protein from flour of
lentils.
Ключевые слова: белки, изоляты, технологических параметров, аминокислоты.
Введение.
При получении изолятов цель состоит в
изолированном извлечении протеинов путем
отделения других компонентов. Выработка
изолята предполагает, что белки могут вести себя
во влажной среде иначе, чем другие компоненты.
Его получают за счет изменений фазы
(растворение, осаждение) или эффекта размера.
Материалы и методы.
На первой стадии белки, содержащиеся в
растительном сырье, избирательно переводятся в
растворимое состояние, а затем отделяются от
нерастворимого попутного продукта; на второй
стадии их избирательно, раздельно извлекают,
используя наилучшим образом их физикохимические свойства. В ходе избирательной
регенерации изолята, целью которой является
отделение белков от растворимых соединений,
возможно применение двух способов:
– белки претерпевают изменение фазы (их
осаждают), тогда как другие растворимые
соединения
мало
подвергаются
такому
видоизменению состояния;
– используют различия в размерах и
электрическом
заряде
между
белковыми
макромолекулами и другими соединениями
причем
разделение
можно
оставляя белки в растворе.
осуществлять,
Результаты и обсуждение.
Поведение белков в среде определяется
некоторыми факторами, зависящими от самого
белка.
Их
полиэлектролитный
характер
обусловлен аминокислотным составом, особенно
составом кислых или основных аминокислот, а
также числом и расположением гидрофильных и
гидрофобных
участков. Влияние оказывают
также различные характеристики ионных сил,
которые стабилизируют или не стабилизируют
пространственную конфигурацию белка и
характер ассоциированных небелковых групп.
Важными параметрами среды являются рН и
ионная сила.
Например, по отношению к концентрации
ионов Н+, когда общий заряд белка не равен
нулю,
белки
окружены
слоем
ионов
противоположного
этому
заряду
знака
(характеристики
этого
слоя
позволяют
определять потенциал частицы зета). Силы
электрического отталкивания, обусловленные
этим зарядом, а также молекулы воды,
соединенные
в
большом
количестве
с
гидрофильными участками белка, отдаляют одну
656
НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
молекулу белка от другой и вызывают ее
растворение в данной среде.
Наоборот, когда суммарный заряд белка равен
нулю, т. е. когда рН равен изоэлектрической
точке белка, белки стремятся объединяться и
формировать частицы, которые задерживаются
при фильтрации.
Влияние ионной силы на поведение белков
обусловлено взаимодействием солей, воды и
белков. Как правило, соли при относительно
малой концентрации оказывают на белки
действие, способствующее их растворению
вследствие уменьшения электростатических
взаимодействий между белками. Наоборот, при
более высокой концентрации это явление имеет
инверсный характер, т. е. белки могут осаждаться
при уменьшении количества воды, имеющейся
для солюбилизации.
Выход чистого продукта из исходного сырья
зависит, кроме первоначального содержания в
нем белков, от условий перевода их в
растворимую форму. Относительно мягкие
условия обычно бывают достаточны для
перевода в растворимое состояние запасных
белков семени.
Кривая
растворимости
белков
из
растительного
сырья
представляет
собой
результирующую характеристику поведения всех
содержащихся в нем белков. Наблюдаемые
вариации могут предопределяться их природой,
присутствием других компонентов, сортами
растения, условиями возделывания.
Параметрами, которые необходимо принимать
в расчет при построении кривых растворимости,
являются рН и ионная сила.
Кривые растворимости белков, имеющихся в
сырье, позволяют выбирать зоны рН среды в
зависимости от того, является ли целью
достижение
высокой
растворимости
(солюбилизация на первой стадии приготовления
изолята) или, наоборот, низкой (осаждение
белков, выработка концентратов).
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
На
рисунке
1
представлена
рассчитанная для муки чечевицы.
кривая,
Эта кривая демонстрирует минимальную
растворимость при рН 4-4,5; с одной и другой
стороны от этого минимума растворимость тем
выше, чем дальше находится рН от данной точки,
называемой изоэлектрической. Растворимость
при естественном значении рН семян (6,5) в
чистой воде уже весьма велика (83%).
Заключение
Степень растворимости, помимо рН, является
функцией концентрации анионов и катионов,
добавляемых для изменения рН. Так, при
введении едкого натра растворимость растет
непрерывно вследствие повышения рН, но
наклон кривой невелик (между рН 9 и 12
увеличивается всего лишь на 3%). Наоборот, в
присутствии Са(ОН)2 растворимость при этих же
рН несколько меньше, а при рН 10,8 достигает
максимума. Мука характеризуется сильной
растворимостью в нейтральном растворе (87%
при рН 7) или слегка щелочном (93,5% при рН 9),
что служит благоприятным фактором для
экстрагирования
посредством
перевода
в
растворимое состояние.
В кислой среде влияние аниона на
растворимость очень заметно. Так, в присутствии
соляной кислоты максимум (85%) наблюдается
при рН 2. Напротив, серная кислота не дает такой
растворимости; она увеличивается непрерывно,
достигая 70% при рН 1,5.
Подобное влияние аниона проявляется при
минимальной растворимости в интервале рН 3,55,0. Так, минимум, равный 8%, наблюдаемый в
присутствии соляной кислоты при рН 4,5, в
присутствии серной кислоты бывает более
высоким (10%) при рН 4,5 и сдвигается к более
кислому рН при 4,0.
657
НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
100
Выход
белков,90
%
80
70
Вода
60
Соляная кислота
50
Гидроксид Na
40
Гидроксид Са
30
Серная кислота
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 рН экстракта
Рис. 1 – Кривая растворимости белков чечевицы в зависимости от рН
658