Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

Определение содержания белка в муке люпина и сои Пищевая ценность и функционально-технологические свойства белковых препаратов зависят непосредственно от их химического состава. Было проанализировано содержание белка в исследуемых белковых препаратах: нативной муке люпина, модифицированной муке люпина и нативной соевой муке (дезодорированной). Определение концентрации белка проводилось по методу Къельдаля в соответствии с ГОСТ Р 51417-99. Сущность метода заключается в разрушение органического вещества серной кислотой в присутствии катализа­тора. Высвобождение продукта реакции щелочью, отгонка и титрование выделяюще­гося ам­мония, вычисление содержания азота, пересчет на сырой протеин (коэффициент 6,25) [39]. Результаты, полученные при определении содержания белка в исследуемых образцах, показаны в таблице 11. Таблица 11 - Содержание белка в исследуемых образцах, % Вид белкового препарата Нативная мука люпина Модифицированная мука люпина Мука соевая Содержание белка, % (в пере­счете на сухой вес) 42,6±0,26 43,0±0,17 44,3±0,15 Исходя из полученных данных, видно, что содержание белка в муке сои незначи­тельно выше, чем в муке люпина, соответственно 44,3 и 42,6-43,0%. Нативная и модифици­рованная мука люпина по количеству белка не различались. По содержанию белка мука лю­пина незначительно уступает соевой муке – на 1,3%. 4.2 Исследование динамики изменения углеводов и фитатов люпина в процессе индуцированного автолиза Антиалиментарные компоненты люпина представлены в первую очередь алкалои­дами. Содержание алкалоидов колеблется в семенах от 0,05 до 4,0%, в листьях — от 0,05 до 1,5% (на сухое вещество). В настоящее время у различных видов люпина найдено около 20 алкалоидов. По распространению и их количественному содержанию основными алкалои­дами являются люпинин, лупа­нин, спартеин и гидроксилупанин. В последнее время установ­лено, что некото­рые алкалоиды горького люпина име­ют фармакологическую ценность, экс­тракты этих алкалоидов снижают артериальное давление, влияют на моторную и психи­че­скую деятельность, не оказывают при этом наркотического воз­действия [40,41,42]. Существует несколько технологий снижения со­держания алкалоидов до предельно допустимой нормы (например, вымачивание в воде). Специали­стами постоянно ведется се­лекция на выведение низкоалкалоидных сортов. Уже выведены безалкалоидные сорта лю­пина, например, L.angustifolius, который выращивают во многих странах [42,43]. Одним из достоинств люпина является меньшее количество ингибиторов протеаз, по сравнению други­ми бобовыми культурами. Количество ингибиторов трипсина в зерне жел­того и узколистного люпина в 3-4 раза меньше, чем в кормовых бобах, в 4-10 раз, чем в го­рохе, и в 100 раз ниже, чем в зерне сои. Содержание другого антиалиментарного фактора – сапонинов в зависимости от сорта люпина колеблется в широких пределах от 0 до 450 мг/кг. Для пищевых целей используют сорта с низким уровнем содержания сапонинов. Также уста­новлено, что такой компонент, как геммаглютины, в экстрактах из сырых се­мян разных сор­тов люпина имеют низкую активность. Таким образом, ряд антиалиментарных соединений, харак­терных для семян бобовых культур, в семенах люпина отсутствует или их количества минимальны, что является его преимуществом перед другими бобовыми культурами [40, 42,44,45]. 4.2.1 Изучение динамики изменения фитатов люпина в процессе индуцированного автолиза Фитаты известны как основной фосфорсодержащий компонент растений (являются запасающей формной фосфора и инозитола в семенах), их содержание колеблется от 1 до 6% в бобовых, злаковых и масличных семенах [46]. Фитаты представляют собой соли фитиновой кислоты и встречаются чаще всего в форме смешанного фитата кальция и магния. Фосфор, содержащийся в фитатах, составляет наибольшую часть (70-80%) от общего содержания фосфора в большинстве семян. Содержа­ние фитатов связано с морфологическим строением семян, например, у злаков, таких как пшеница, овес, содержание фитатов выше в алейроновом слое, а у кукурузы 80% фитатов содержится в зародыше. На содержание фитатов в семенах также влияют агротехнические факторы. В таблице 12 представлены данные по содержанию фитатов в злаковых и бобовых культурах. Таблица 12 - Содержание фитатов в злаковых и бобовых культурах, г/100г про­дукта Продукт Содержание фитатов Продукт Содержание фитатов Пшеница 1,05 Фасоль обыкновенная 1,69 Пшеничные отруби 6,7 Люпин 1,63 Сладкая кукуруза 1,06 Изолят белка люпина 1,43 Ячмень 1,18 Горох 1,23 Овес 1,42 Нативная клейковина 1,9 Соя бобы 1,75 Кормовые бобы 0,98 Соевая мука обезжиренная 2,3 Бобы 1,44 Соя изолят 0,82 Коричневый рис 1,6 Соя концентрат 1,01 Чечевица 0,7 Соединение фитатов с белками происходит в процессе созревания, когда они аккуму­лируются в алейроновом слое и в эндосперме бобов. Доказано, что дефицит цинка, железа, магния и кальция в организме человека связан с наличием фитатов в пище, т.е. фитин нарушает усвоение этих веществ, т.к. фитино­вая кислота является хелатирующим агентом, т.е. соединяется с двух- или трехвалентными катионами. Установлено, что декальцинирующий эффект фитатов тем выше, чем меньше со­отношение кальция и фосфора в продукте и ниже обеспеченность организма витамином D [47,48,49]. Витамин А частично ингибирует эффект, оказываемый фитатами на абсорбцию железа. Присутствие витамина А увеличивает усвоение железа при потреблении риса в три раза, в 2,4 раза при потребление продуктов из пшеницы. Эти данные возможно говорят о том, что витамин А и бета - каротин формируют комплекс с железом, сохраняющим его способность растворяться в кишечном содержимом, предотвращают ингибирующий эффект фитинов и полифенолов на абсорбцию железа [50]. Фитиновая кислота оказывает влияние на снижение активности пищевари­тельных ферментов (амилаза, протеаза, липаза) [46]. Поступление значительных количеств фитиновой кислоты с растительной пищей может способствовать развитию такого заболевания организма человека как рахит [47]. Необходимо отметить, что у фитатов выявлены также и положительные свойства: способность связывать и выводить из организма радионуклиды, ионы тяжелых металлов. Антиоксидантное свойство фитатов имеет большое значение для кожи, т.к. окислительный стресс напрямую связан с уменьшением воспалительного процесса. Кроме того в концентрациях 2-4% фитиновая кислота эффективно применяется для лечения эпидермальной милазмы. Способность фитатов к комплексообразованию с металлами успешно используется для предотвращения образования камней в почках. Также была открыта их роль, как вторичного месенджера во внутриклеточной системе передачи сигналов (в системе сигнальной трансдукции). Фитаты оказывают положительное влияние на здоровье пожилых людей, препятствуя усвоению ряда минеральных веществ, тем самым помогая избежать гиперминерализацию кровяных телец, связок и других частей тела [51]. Инъекция солей фитиновой кислоты в мозг крыс приводит к изменениям в частоте сердцебиения и давлении крови, степень которых зависит от дозы. Сила и специфичность эффектов позволяет предположить, что эти молекулы участвуют в контроле кровяного давления со стороны центральной нервной системы. Фитиновая кислота используется как пищевая добавка в качестве консерванта Е391. Несмотря на выше обозначенные положительные свойства фитиновой кислоты и ее солей, с точки зрения пищевой химии и безопасности питания, фитаты, как компонент пищевых продуктов, следует рассматривать в качестве антиалиментарного фактора, содержание которого необходимо снижать. Способность фитатов к образованию комплексов с макро и микроэлементами особенно опасно для детей, а также для жителей развивающихся стран (т.к., согласно статистическим данным, получение ими растительных белков обеспечивается за счет потребления зерновых культур). Изменение содержания фитатов влияет как на пищевую ценность белковых препаратов, так и на их функциональные свойства [46]. Метод определение содержания фитатов Для определения фитиновой кислоты и ее солей использовали метод непрямого коли­чественного анализа фитатов в пищевых продуктах. Метод основан на экстракции фитатов 2,4% соляной кислотой, последующим центрифугированием по­лученной суспензии и про­пусканием отобранного супернатанта через анионообменную ко­лонку, где фитаты элюиру­ются раствором NaCl определенной концентрации. Полученный элюат используется для оп­ределения концентрации фитатов спектрофотометрическим мето­дом. Пробоподготовка состоит из следующих этапов: 1) 1 г пробы экстрагируют 20 мл 2,4% HCl в течение 2 часов. Если исследуемый образец отличается повышенной концентра­цией жиров (более 5%), то перед экстракцией соляной кислотой необходимо провести обез­жири­вание. 2) Полученную суспензию центрифугируют 30 минут, скорость 8000 оборо­тов/минуту («Janetzki-T24», Германия). Супернатант в дальнейшем используют для опреде­ления в нем фитиновых кислот. В работе использовали стеклянную колонку размером 0,7 x 15 см, которую набивали 1,5 г смолы (AG 1x4 хлорная форма). Подготовка колонки к работе включала промывку ко­лонки 15 мл 0,7 н NaCl и 30 мл дистиллированной воды. Перед нанесением пробы на колонку проводят разбавление, измеряют значение pH раствора и при помощи 1,0 н NaOH доводят его до 6,0. Из приготовленного раствора отбирают 10 мл и наносят на колонку. Проводят элюирование 15 мл 0,1 н NaCl (для удаления неорга­нических фосфатов), скорость протока - 1мл/мин. Затем фитаты элюируют 15 мл 0,7 м NaCl. Полученный элюат используют для спектрофотометрического анализа. До определения оптической плотности на спектрофотометре, необходимо довести pH элюата до 3,0 при помощи 1 н HCl. Полученный раствор смешивают с реагентом Wage (смесь 0,03 % FeCl3*6H2O c 0,3 % сульфосалициловой кислотой в дистиллированной воде) в соотношении 3:1 и интенсивно перемешивают 5 секунд. Измерение проводят против воды на спектрофотометре при длине волны 500 нм, в 1 см³ кварцевой кювете. Концентрация фити­новой кислоты и ее солей определяют, исходя из предварительно построенной калибровоч­ной кривой [49,51,52]. Определение изменения содержания фитатов в процессе индуцированного автолиза методом анионообменной хроматографии Как отмечалось ранее, в большинстве работ, посвященных изучению изменения со­держания фитатов в процессе проращивания семян, были получены результаты, говорящие о значительном снижение содержания фитатов [7,10,53]. Dagnia, и Petterson [54] в своих исследованиях отмечали снижение фитата в проращенных семенах в три раза, Reddy с колле­гами [55] отмечал снижение содержания фитатов на 20,5-77,5%, в зависимости от вида бо­бовых. Большинство исследователей отмечают, что снижение содержания фитино­вый ки­слоты идет на пятый день проращивания, однако, скорость снижения содержания фи­татов зависит от вида и сорта бобовых [53]. Для оценки изменения содержания фитатов в муке бобов люпина в процессе индуци­рованного автолиза, нами был выбран методом непрямого количественного анализа с ис­пользованием анионообменной хроматографии. Пробоподготовка для измерения количества фитатов осуществлялась аналогично оп­ределению степени гидролитических изменений ТХУ растворимых пептидов. Пробы отби­рались через 3 часа гидролиза и 72 часа автолиза. В по­лученных пробах определяли содер­жание фитатов. Параллельно с опытом осуществлялся контроль, аналогично опыту, но без внесения в суспензию муки люпина куриного пепсина. Полученные результаты представ­лены в таблице 13 и на рис. 10. Таблица 13 - Содержание фитатов в исследуемых пробах, мг/г Проба опыта (гидролиз 3 часа, pH 4,0) Контрольная проба (3 часа, pH 4,0) Проба опыта (автолиз 72 часа, pH 7,0) Контрольная проба (72 часа, pH 7,0) Содержание фитатов, мг/г 9 11,73 7,66 10,43 Согласно данным, представленным в таблице 13 и на рис. 10, содержание фитиновых кислот в пробе опыта после 3 часов гидролиза, по сравнению с контролем, уменьшилось на 23,27 %. Рисунок 10 - Изменение содержания фитатов в муке семян люпина в процессе индуцирован­ного автолиза, в сравнении с нативной мукой люпина Содержание фитиновых кислот в пробе автолизата через 72 часа автолиза, по срав­нению с контролем, уменьшилось на 26,55 %. Полученные данные позволяют сказать, что в процессе индуцированного автолиза происходит значительное снижение содержание фита­тов с 11,73 мг до 7,66 мг, т.е. на 34,7%. Определение содержания фитатов в образцах муки люпина и сои Для того чтобы характеризовать безопасность исследуемых образцов, как белковых добавок в пищевых продуктах, необходимо определить содержание в них антиалиментарных факторов, одним из которых являются фитиновая кислота и ее соли. Согласно литературным данным, провидимые учеными исследования по усвоению железа, содержащегося в зерновых кашах, показали, что в некоторых случаях происходит увеличение усвоения железа в 12 раз при условии уменьшения содержания фитатов. Другая часть исследований, посвященная усвоению цинка и кальция, показала, что при употреблении испытуемыми хлеба, содержащего фитаты в нативной форме, происходило усвоение цинка в количестве 23%, а кальция - 13%, в то время как люди, употреблявшие в пищу хлеб, из которого были удалены фитаты, абсорбировали 30% цинка и 30% кальция [47]. Необходимость измерения фитатов во многом связана с тем, что интенсивном развитии сельского хозяйства активно используются удобрения, которые растения аккумулируют из почвы, что значительным образом влияет на содержание фосфора в растениях. По оценкам, приблизительно 35 миллионов тонн фитиновой кислоты, включающей в себя 9,9 миллионов тонн фосфора соединено с 12, 5 и 3,9 миллионами тонн калия и магния соответственно и образует ежегодно 51 миллион тонн фитатов. На современном этапе развития селекции происходит выведение различных сортов зерновых культур с пониженным содержанием фитиновой кислоты, уже выведены гибриды маиса и овса, отличающиеся пониженным содержанием фитатов, но сохраняющие содержание фосфора на прежнем уровне. Количество фитатов может быть оценено методами, окисления железа, бумажной хроматографией, тонкослойной хроматографией, гель-хроматографией [46]. Для определения в исследуемых белковых препаратах содержания фитатов был использован метод непрямого коли­чественного анализа фитатов в пищевых продуктах (подробно описан в подразделе 4.1). Полученные значения содержания фитатов в исследуемых образцах представлены в таблице 14. Таблица 14 - Содержание фитатов в исследуемых образцах муки люпина и сои, мг/г Вид муки Мука люпина модифицированная Соевая мука Содержание фитатов, мг/г 7,66 17,50 Полученные результаты позволяют сказать, что содержание фитатов в люпине в два раза ниже, чем в сое. Снижение содержания фитатов позволит повысить пи­щевую ценность продуктов с белковой добавкой из муки люпина модифицированного.

Похожие:

	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... ...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (Ленина)»
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Исполнитель: Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур ран
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет учебно-научно-производственный...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет учебно-научно-производственный...
	1. Банковский сектор2 Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики микроструктур Российской академии наук
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики микроструктур Российской академии наук		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...