Способ химической модификации пищевых белков

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.11.79 (21) 2841429/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

А 23 J 3/00

С 07 G?00 твсударствеллмл квмлтвт

СССР

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 28.08.81 (53) УДК 547.964..07 (088.8) лв делам лзввретеллл л втермтий (72) Авторы изобретения

С. М. Андреев, О. М. Галкин, С. Г. Евдо и С. В. Рогож

Ордена Ленина институт элементооргани (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОИ МОДИФИКАЦИИ

ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ

Изобретение относится к способам химической модификации белков, выделенных иэ природных источников, действием ангидридов.алифатическнх днкарбоновых кислот и может найти применение в пищевой промышленности.

Химическая модификация белков п(товодится с целью улучшения их функциональных свойств (растворимость, ненообраэоваwe, эмульгированне н т. д.).

Известен способ химической модифика,ции белков молока путем их обработки ук- Ю сусиым ангидридом в водной среде пр» рН 50 (I).

Несмотря на то, что уксусный ангидрид является Маршевым и доступным реагентом, этот способ не нашел широкого применения для модификации пищевых белков. Это т обусловлено низкими функциональными свой. ствами и низкой пищевой ценностью ацетилированных белков.

Более широкое применение для модификации белков нашли ангидриды алифатнческих дикарбоновых кислот (2}.

Для получения белков, устойчивых в условиях термической обработки, известен

2 способ моднфнттаини яичного белка ангидридом 3,3-диметнлтлутаровой кислоты прн рН 9,0; 25 С н мольиом соотношении белокмоднфнцирующмй реагент т:60 (3(.

Недостатком способа является использование дорогого н труднодоступного ангидрида 3,3-диметилглутаровой кислоты.

Среди ангидридов алифатнческих дикарбоновых кислот наиболее широкое применение для химической модификации пищевых белков нашел внгндряд янтарной кислоты. С помощью этого реагента были моди= фицнрованы различные пищевые белки, выделенные нз природных источников, в частности, белковый нзолят сои и белковый изолят дрожжей (41.

Наиболее близким к предлагаемому является способ химической модификации белкового изолята дрожжей янтарным ангидридом в водной среде при рН 7 — 8 и весовом соотношении белок-янтарный ангидрид 1;1 — 10:1 (5(.

Этот способ ттоэволяет проводить процесс .

s мягких условиях и дает конечный продукт с улучшенными по сравнению с исходным белком функциональными свойствами.

856426

Недостатками способа являются незначительное улучшение растворимости модифицированных белков по сравнению с исходными белками в физиологическом интервале рН (4 — 9) и как следствие трудность его дальней щего использования 15), а также относительно высокая стоимость янтарного. ангидрида — 89,0 руб/кг 16) . Вследствие этого указанный способ является малопригодным для крупнотоннажного промышленного производства модифицированных пищевых белков.

Цель изобретения — удешевление способа химической модификации пищевых белков и улучшение функциональных свойств модифицируемых белков.

Поставленная цель достигается спосо- <3 бом химической модификации пищевых белков, согласно которому белок обрабатывают ангидридами N-ацетил- а-аминодикарбоновых кислот общей формулы ,о сн,ср- йн- сн- с

ЛЕ H I6- О где п 1,2,, п ри весовом соотношении белок — модифицирующий ре агент I: !—

5:1 .

Модификацию проводят в водной среде при рН 7 — 8 с последующим выделением 2S модифицированного белка известными, методамии.

Используемые в предлагаемом способе модифицирующие реагенты — ангидриды

N-ацетил- а-аминодикарбоновых кислот мо- зе гут быть легко получены с высоким выходом из уксусного ангидрида и природных а-а минодикарбоновых кислот 171. Уксусный ангидрид является дешевым и доступным реагентом, производимым в больших количествах химической промышленностью. 35 а.аминодикарбоновые кислоты получают в настоящее время в больших количествах микробиологическим путем 18!. Для cpas,-, нения, стоимость янтарного ангидрида

89,0 руб/кг, а стоимость уксусного ангидрида

1,50 руб/кг, L-глутвминовой кислоты

40,0 руб/кг 16).

Таким образом, предлагаемые модифицирующие реагенты являются более дешевыми и доступными по сравнению с янтарным ангидридом, что особенно важно при sS крупнотоннажном производстве.

Кроме того, на синтетических пептидных моделях недавно было показано, что связь ф -(-глутамил) -лизин легко подвергается расщеплению под действием ферментов желудочно-кишечного тракта 19}. Так з как в способе модификации образуется в основном именно этот тип связи, то, повидимому, при такой модификации не происходит снижения пищевой ценности белка.

Пример 1. 3,00 г белкового изолята дрож- >> жей растворяют в 0,1 н. растворе едкого натра, К полученному раствору прибавляют порциями при перемешивании 1,50 ангидрида N.-а цетил-L-глута ми новой кислоты, поддерживая рН среды в интервале 7—

8. Реакционную смесь перемешивают i ч

s этом интервале рН до полного растворения модифицирующего реагента. Затем осаждают при рН 3,5 добавлением соляной кислоты, отделяют центрифугированием, промывают водой, растворяют в воде прн рН 7,5 и выделяют из раствора с помощью лиофильной сушки. В итоге получают 3,0 г модифицированного белка с влажностью

8о/g, содержанием азота 13,72 /р, золы 6,25о/о и растворимостью при рН 9,0 6,88о/о, прн рН 700 — 622о/о и при рН 5 — 5,35 /о.

Пример 2. Аналогичйо примеру I c тем отличием, что в качестве модифицирующего реагента используют ангидрид N-ацетилI=аспарагиновой кислоты. В итоге получают белок с влажностью IOо/о, содержанием азота 13,28о/о, золы 7 00 /о и растворимостью при рН 90 б 78о/о, при рН 7,0 — 618о/,.

Пример 3 7,0 г белкового изолята сои растворяют в 0,1 н. растворе едкого натра и к полученному раствору прибавляют порциями при перемеаивании 3,5 г ангидрида

И-ацетил-глутаминовой кислоты, поддерживая рН в интервале 7 — 8. Затем реакционную смесь перемешивают 1 ч прн рН 7,5 . и обрабатывают аналогично примеру !.

В итоге получают ? 0 г модифицированного белка с влажностью 7,5о/о, содеРжанием азота l3,60/о, золы 7,19 /о н растворимостью при рН 9,0 7,10о/р, нрн рН 7,0—

6,48о/о.

Пример 4. 7,0 г белкового изолята криля растворяют в О,l н растворе едкого натра.

К полученному раствору порциями при перемешиваиии добавляют 3,4 r ангидрида Nацетилглутамииовой кислоты п ри рИ 7,5.

Затем реакционную смесь перемешивают I ч при рН 7,5 и обрабатывают аналогично примеру I. В итоге получают 16,0 г модифицированиоге белка с влажностью 7,2о/о, содержанием азота 13,90о/о, золы 5,94 /о и растворимостъю при рН 10 13,0о/о /о, прн рН

7 0 — 5 57о/о. при рН 6,0 — 5,26о/о.

Были исследованы следующие функциональные свойства модифицированных белков: а) растворимость белков в интервале рН 4 — !1, б) эмульгирующая способность.

Методика определения растворимости белков.

I г белка суспеидируют в 50 мл дистиллированной воды и к полученной суспензии добавляют при перемешиванни 5 н.раствора едкого иатра до рН !2,0, выдерживают 0,5 ч при перемешивании. Затем добавлением 0.2 и. раствора соляной кислоты доводят рН до 11,0 и отбирают аликвоту.

Аналогично отбирают аликвоты раствора при рН 9,7; 6,0; 5,0; 4,5; 3,5; 3,0; 2,0.

Отобранные аликвоты центрифугнруют при

15000 об/мнн в течение 40 мнн прн 25 С, метрически на приборе при длине волнЫ

Концентрацию белка в супернатантах опре- 540 нм. Полученные результаты приведены деляют по биуретовой реакции спектрофото- в табл. l.

Таблица 1

Значе- Белковый изолят сои, Белковый изолят криля, Белковый изолят дрожжей ние рН мг/мл мг/мл мг/мл исходный модифиц..Ь исходный модифиц. исходный модифиц2,0 8,73

"0,25

1,28

1 40

1,90

7,50

3,0 4,70 0,55

0,14

0,45

0,57

2,75

0,13

3,5 6,64

0,48

0,65

0,70 0,50

4,0 ;2,29

0,22

0,25

0,66

2,52

4,5 0,97 90,00

5,0 1,08 10&,00

6,0 11,33 113,00

0,25

0,45

0,25

2,75

7,0 11,37 114,00 7,50

0,60

9,0 11,13 114,00 8,25

0 65

9,50

l1,0 11,66 115,00

l 00

Эмульгирующую способность белков рассчитывают по формуле

Э.С. = — л 100 /

8 где Э. С. — эмульгнрующая способность бел /оо„

А — высота водного слоя в пробирке, мм;

 — полная высота эмульгируемой смеси в пробирке, мм.

Полученные результаты приведены в табл. 2.

Таблица 2

Белковый изолят коиля Х Белковый изолят дрожжейД

Белковый изолят соих Х исходный модифиц. исходный модифиц. исходный модифиц.

52,7

7,25

53,4

36,4

26,5

21,0 но для нх дальнейшей технологической переработки. формула изобретения

Способ химической модификации пищевых белков путем обработки белков анТаким образом, предлагаемый рюсоб хи- И мической модификации пищевых белков поз. воляет получать белковые препараты с высокой степенью растворимости в физиологическом интервале рН, что особенно важМетодика определения эмульгирукнцей способности белка.

100 мг белка помещают в 50 мл яйцевидную колбу, добавляют 1О мл дистиллированной воды и перемешивают прн рН 7—

7,5 до получения раствора или однородной суспензия. Затем добавляют 10 мл рафинированного подсолнечного масла и неремешивают в течение 1 мин при 1б000 об/мин.

Полученную эмульсию помещают в 10 мл центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 5 мин при 1300 об/мнн.

52,60

55, 70

54,80

59,20

27,40

53,50

60,50

62,20

68,80

70,10

856426

Составитель Г. Желтуха на

Редактор В. Данко Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Закан 7028/2 Тирви 564 Подянсвое

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР ио делам изооретеанй и открытий

l1ЗОЗв, Москва, )К вЂ , Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гндридамн алнфатнческнх днкарбоновых кислот в водной среде в интервале рН 7 — 8 прн весовом соотношении белок — ангнд- рнд алнфатнческой дикарбоновой кислоты

1:1 — 5:I, отличающийся. тем, что, с целью улучшення функцнональных свойств белка, в качестве ангидридов алнфатнческнх днкарбоновых кислот используют ангндрнды N-ацетнл-4-амнноднкарбонбвых кнслот общей формулы

СНт- С0- ИН-СН -C, О где п- 1,2. » <0

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент Англнн № 1294664, кл. С 3 Н, С 07 G 7/00, !972.

2. Be! i êov W. М., Kha ra tóàï S. G., Besruaov М. G., Wolnowa А. 1. Untersuchung

des Nahwertes von Selective Acylier tern

Casein. —.«Die Nahrung», !975, В. 19, Н. l, S. 65 — 67.

3, Gandhi S. К., Schultz Л. R., Bouhey F. W

Forsythe R. Н. Chemical modification of egg чiЪНе with 3,3-dimethyl lutaric anhydride.«Роо4 Sci», 1968, Ч. 33, № 2, р. 163 — 169.

4. Franzen К. L, Kinsella J. F. Functional

proper ties of succinct la ted ап0 acetyla ted

soy proteins,— «Agric. Food Chem.,» 1976, Ч. 24, р. 788.

5. Vananuvant P., Kinsella J. Е. Preparation of succinilated yeast protein: composition arid solusiEity. — «Biotech. Bioenginer

1978, U. 20, р. 1329 — 1343 {прототнп).

6. Прейскурант М 05 — I I — 45. Оптовые цены на хнмреактнвы н препараты, М., 1 971, 9.1.

7. Butas А., Egnell С, Preparation and

racemisation de Ð .anhydride -N-acetylglutamigue.— «Апп. Chim.» 1965, V. 1О, р. 313.

8. Садовннкова М, С. н Беликов В. М.

Прнменепне аминокислот в нромышленностн н фармаколог. Обзор. М., !972, серия 1У, с. 62.

9. Waiael P. Е., Carpenter К. J. Mecha nisms of Heat Damage in Proteins. 3.

Studies with E. -(yLglutamil) -1-1уз1пе.— . «Вг. J. Nutria 1 972, Ч. 27, р. 509 — 515.