RU2662981C2 - Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran - Google Patents

Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran Download PDF

Info

Publication number
RU2662981C2
RU2662981C2 RU2016150166A RU2016150166A RU2662981C2 RU 2662981 C2 RU2662981 C2 RU 2662981C2 RU 2016150166 A RU2016150166 A RU 2016150166A RU 2016150166 A RU2016150166 A RU 2016150166A RU 2662981 C2 RU2662981 C2 RU 2662981C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrolysis
bran
raw materials
biomodified
triticale
Prior art date
Application number
RU2016150166A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016150166A (en
RU2016150166A3 (en
Inventor
Елена Павловна Мелешкина
Ирина Сергеевна Витол
Геннадий Петрович Карпиленко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ФГБНУ "ВНИИЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ФГБНУ "ВНИИЗ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ФГБНУ "ВНИИЗ")
Priority to RU2016150166A priority Critical patent/RU2662981C2/en
Publication of RU2016150166A publication Critical patent/RU2016150166A/en
Publication of RU2016150166A3 publication Critical patent/RU2016150166A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662981C2 publication Critical patent/RU2662981C2/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J1/00Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
    • A23J1/12Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from cereals, wheat, bran, or molasses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/30Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis
    • A23J3/32Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis using chemical agents
    • A23J3/34Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis using chemical agents using enzymes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.SUBSTANCE: invention relates to the food industry, namely to the production of modified protein products. Modification of non-starch polysaccharides and a protein complex of raw materials is carried out by enzymatic hydrolysis with cellulolytic and proteolytic enzyme preparations followed by its stopping. Before the enzymatic hydrolysis, the ground raw material is mixed with water. Hydrolysis is carried out at optimal dosages of enzyme preparations and saturating substrate concentrations. Hydrolysis is stopped by heating the suspension, followed by separation of the resulting suspension into a solid residue and a liquid fraction of the biomodified product.EFFECT: invention makes it possible to obtain a product possessing characteristic functional and technological properties, increased biological value and to increase its yield.1 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению белкового продукта из зернового сырья, и может быть использовано при производстве обогащенных белком пищевых продуктов с повышенной пищевой ценностью, а также продуктов, обладающих определенными функционально-технологическими свойствами.The invention relates to the food industry, namely to obtain a protein product from grain raw materials, and can be used in the production of protein-fortified foods with high nutritional value, as well as products with certain functional and technological properties.

Зерно злаковых культур, в т.ч. и зерно тритикале, аккумулировало в себе громадный биопотенциал, который в настоящее время используется далеко не в полной мере.Grain of cereal crops, including and triticale grain, accumulated an enormous biopotential, which is currently not fully utilized.

Ферментативная модификация биополимеров зерна и продуктов его переработки проводится с целью получения компонентов с заданными функционально-технологическими свойствами, которые могут быть использованы в различных отраслях пищевой промышленности (хлебопекарная, кондитерская, пищеконцентратная и др.)Enzymatic modification of biopolymers of grain and products of its processing is carried out in order to obtain components with specified functional and technological properties that can be used in various sectors of the food industry (baking, confectionery, food concentrate, etc.)

В настоящее время широко изучаются возможности использования ферментов целлюлолитического комплекса в композиции с амилолитическими и протеолитическим ферментами для комплексной глубокой переработки зернового сырья и вторичных продуктов переработки зерна.Currently, the possibilities of using enzymes of the cellulolytic complex in combination with amylolytic and proteolytic enzymes for complex deep processing of grain raw materials and secondary products of grain processing are widely studied.

Известен (RU, патент 2063144, опубл. 10.07.1996) способ получения белкового продукта из пшеничных отрубей. Согласно известному способу проводят щелочное экстрагирование сырья, отделение экстракта от шрота отрубей и последовательное выделение из экстракта крахмало-белковой фракции и целевого продукта, причем экстрагирование сырья проводят в присутствии тиосульфата натрия, взятого в количестве 0,05-1% от массы сырья, при рН 10-11 и температуре 50-60°С, а выделение целевого продукта при рН 4,0-4,5.Known (RU, patent 2063144, publ. 07/10/1996) a method of obtaining a protein product from wheat bran. According to the known method, alkaline extraction of the raw materials is carried out, the extract is separated from the bran meal and the starch-protein fraction and the target product are sequentially extracted from the extract, and the raw materials are extracted in the presence of sodium thiosulfate taken in an amount of 0.05-1% by weight of the raw material at pH 10-11 and a temperature of 50-60 ° C, and the selection of the target product at pH 4.0-4.5.

Недостатком данного способа является использование агрессивных химических реагентов (гидроксид натрия) и трудоемкость процесса.The disadvantage of this method is the use of aggressive chemicals (sodium hydroxide) and the complexity of the process.

Известен (В.В. Колпакова, А.П. Нечаев, А.В. Смирнова). Белок из пшеничных отрубей. Влияние технологических факторов на выход и биологическую ценность. Хранение и переработка сельхозсырья, 1994, №6. С. 34-42), также способ получения белковых продуктов из пшеничных отрубей и их гранулометрической фракции, включающий щелочное экстрагирование сырья при рН 10-11, отделение экстракта от шрота отрубей, выделение из него крахмало-белковой фракции сепарированием и выделение белкового продукта доведением рН оставшегося раствора до 4,0-4,5 и последующим центрофугированием.Known (V.V. Kolpakova, A.P. Nechaev, A.V. Smirnova). Wheat bran protein. The influence of technological factors on yield and biological value. Storage and processing of agricultural raw materials, 1994, No. 6. S. 34-42), also a method for producing protein products from wheat bran and their particle size fraction, including alkaline extraction of raw materials at pH 10-11, separation of the extract from meal of bran, separation of the starch-protein fraction from it and separation of the protein product by adjusting the pH the remaining solution to 4.0-4.5 and subsequent centrifugation.

Недостатком данного способа является получение белковых препаратов, содержащих повышенные количества тяжелых металлов (свинца, меди, цинка и, особенно, кадмия) при условии неудовлетворительного качества исходного зернового сырья.The disadvantage of this method is the production of protein preparations containing increased amounts of heavy metals (lead, copper, zinc and, especially, cadmium), provided the unsatisfactory quality of the original grain raw materials.

Известен способ (Production and characterization of an extensive rapessed protein hydrolysate / Vioque Javier, Sanchez-Vioque Raul, Clemente Alfonso, Pedrockt Justto, Bautiste Juan, Milan Francisso // J. Amer. Oil Chem. Soc. - 1999. - 76, №7, - p. 819-823) получения белкового гидролизата из семян рапса с использованием эндопептидазы (алкалазы 2,4 L FG) -фермента, продуцируемого штаммом Bacillus licheniformis, и экзопептидазы (Flovourzyme-1000 MG), представляющих собой комплекс экзопротеаз из Aspergillus orysae.The known method (Production and characterization of an extensive rapessed protein hydrolysate / Vioque Javier, Sanchez-Vioque Raul, Clemente Alfonso, Pedrockt Justto, Bautiste Juan, Milan Francisso // J. Amer. Oil Chem. Soc. - 1999. - 76, No. 7, p. 819-823) for the preparation of a protein hydrolyzate from rapeseed using an endopeptidase (2.4 L FG alkalase) enzyme produced by the Bacillus licheniformis strain and exopeptidase (Flovourzyme-1000 MG), which is a complex of exoproteases from Aspergillus orysae .

Недостатком данного способа является необходимость использования серии ферментных препаратов в довольно больших концентрациях для достижения высокой производительности, что приводит к удорожанию продукта.The disadvantage of this method is the need to use a series of enzyme preparations in fairly high concentrations to achieve high performance, which leads to a rise in price of the product.

Известен (RU, патент 2562146, опубл.2015) способ производства кормового белкового продукта, предусматривающий подготовку зернового сырья, в том числе и отрубей, путем размалывания его до частиц размером 1-20 мкм, приготовление водной суспензии зернового сырья с концентрацией сухих веществ 15-16% при соотношении зернового сырья и воды 1:5, проведение ферментолиза зернового сырья последовательно с помощью жидких α-амилазы и глюкоамилазы, внесение в полученный ферментолизат источников азота и фосфора с получением питательной среды, внесение в питательную среду культуры-продуцента, в качестве которой используют штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3585, непрерывное выращивание в многосекционном аппарате с подачей питательной среды одновременно по нескольким секциям, последующее концентрирование суспензии на вакуум-выпарке и сушку, причем влагу, высвобождающуюся на стадиях вакуум-выпарки и сушки, используют для приготовления водной суспензии зернового сырья.Known (RU, patent 2562146, publ. 2015) is a method for the production of protein feed product, which involves the preparation of grain raw materials, including bran, by grinding it to particles of 1-20 μm in size, preparing an aqueous suspension of grain raw materials with a solids concentration of 15- 16% when the ratio of grain raw materials and water is 1: 5, carrying out the fermentolysis of grain raw materials sequentially using liquid α-amylase and glucoamylase, adding nitrogen and phosphorus sources to the resulting fermentolizate to obtain a nutrient medium, introducing into the feeder culture medium of the producer, which is used as a yeast strain Saccharomyces cerevisiae VKPM Y-3585, continuous growth in a multi-section apparatus with the supply of nutrient medium simultaneously in several sections, subsequent concentration of the suspension in vacuum evaporation and drying, and the moisture released in the vacuum stages - evaporation and drying, used to prepare an aqueous suspension of grain raw materials.

Недостатком известного способа следует признать его сложность.The disadvantage of this method should recognize its complexity.

Известен (RU, патент 2250026, опубл. 29.11.2010) способ получения белкового продукта из отрубей, включающий щелочное экстрагирование сырья, отделение экстракта от шрота отрубей и последовательное выделение из экстракта крахмало-белковой фракции и целевого продукта, причем отруби перед щелочным экстрагированием подвергают ферментной обработке, ферменты вносят последовательно: вначале пектолитического действия 2,0…5,0 ед. пектолитической активности на 1 г отрубей, затем ксиланазного действия 30…60 ед. ксиланазной активности на 1 г отрубей, и целлюлолитического действия 4,0…9,0 ед. целлюлолитической активности на 1 г отрубей, при этом время обработки каждым ферментным препаратом составляет 40…60 мин при температуре 50±2°С, гидромодуле 10-1…12-1 и нейтральных значениях рН.Known (RU, patent 2250026, publ. 11.29.2010) a method for producing a protein product from bran, including alkaline extraction of raw materials, separating the extract from meal of bran and sequential isolation of the starch-protein fraction and the target product from the extract, and the bran is subjected to enzymatic before alkaline extraction processing, enzymes contribute sequentially: at the beginning of the pectolytic action of 2.0 ... 5.0 units. pectolytic activity per 1 g of bran, then xylanase action 30 ... 60 units xylanase activity per 1 g of bran, and cellulolytic action of 4.0 ... 9.0 units cellulolytic activity per 1 g of bran, while the processing time of each enzyme preparation is 40 ... 60 min at a temperature of 50 ± 2 ° C, a hydraulic module of 10-1 ... 12-1 and neutral pH values.

Недостатком данного способа является длительность процесса экстрагирования, использование щелочной экстракции и соляной кислоты для осаждения белков, использования серии ферментных препаратов в довольно больших концентрациях для достижения высокой производительности, трудоемкость процесса, что приводит к удорожанию продукта.The disadvantage of this method is the length of the extraction process, the use of alkaline extraction and hydrochloric acid to precipitate proteins, the use of a series of enzyme preparations in fairly high concentrations to achieve high performance, the complexity of the process, which leads to higher cost of the product.

Наиболее близким к заявляемому способу можно признать (RU, патент 2604194 С1, опубл. 10.12.2016) способ получения структурно модифицированного продукта из тритикале - гидролизованной тритикалевой муки, предусматривающий модификацию белкового комплекса сырья путем ферментативного гидролиза протеолитическими ферментными препаратами с последующей его остановкой, перед проведением ферментативного гидролиза проводят измельчение зерна тритикале до размера, характеризующегося 100%-ным проходом через сито диаметром 1 мм, смешивание измельченного сырья с водой при гидромодуле 1:4, проведение процесса гидролиза в течение 2 часов при температуре 50-60°С и рН 5,0-6,0, остановку гидролиза нагреванием суспензии при температуре 80-85°С в течение 10-15 мин, разделение полученной суспензии на твердый остаток и жидкую фракцию структурно модифицированного продукта, при этом в качестве протеолитических ферментных препаратов используют Нейтразу 0,8 L или Протеазу GC-106 в количестве 0,5-1,0 ед. ПС/г измельченного сырья.Closest to the claimed method can be recognized (RU, patent 2604194 C1, publ. 10.12.2016) a method for producing a structurally modified product from triticale - hydrolyzed triticale flour, which involves modifying the protein complex of the feedstock by enzymatic hydrolysis with proteolytic enzyme preparations, followed by its shutdown, before enzymatic hydrolysis grinding triticale grains to a size characterized by 100% passage through a sieve with a diameter of 1 mm, mixing the crushed cheese I am with water at a hydraulic unit of 1: 4, carrying out the hydrolysis process for 2 hours at a temperature of 50-60 ° C and pH 5.0-6.0, stopping the hydrolysis by heating the suspension at a temperature of 80-85 ° C for 10-15 minutes separation of the resulting suspension into a solid residue and a liquid fraction of a structurally modified product, while Neutraz 0.8 L or Protease GC-106 in an amount of 0.5-1.0 units are used as proteolytic enzyme preparations. PS / g of crushed raw materials.

Недостатком известного способа следует признать использование в качестве сырья муки хлебопекарного качества.The disadvantage of this method should be recognized as the use of raw materials of baking quality flour.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в разработке принципиально нового способа получения биомодифицированных отрубей из зерна тритикале.The technical problem solved by the developed technical solution is to develop a fundamentally new method for producing biomodified bran from triticale grains.

Техническим результатом заявленного способа является получение пищевого биомодифицированного продукта гидролизованных тритикалевых отрубей, высокой биологической ценности, а также повышение выхода белка, глубины и степени его гидролиза, с заданными функционально-технологическими свойствами (водопоглотительной, пенообразующей способностью, жиросвязывающей и жироэмульгирующей способностью, а также стабильностью эмульсии и стойкостью пены).The technical result of the claimed method is to obtain a biomodified food product of hydrolyzed triticale bran, of high biological value, as well as an increase in protein yield, depth and degree of its hydrolysis, with desired functional and technological properties (water-absorbing, foaming ability, fat-binding and fat-emulsifying ability, as well as the stability of the emulsion and foam resistance).

Для достижения заявленного технического результата предложено использовать разработанный способ получения биомодифицированных отрубей из зерна тритикале, характеризуемый тем, что проводят модификацию сначала некрахмальных полисахаридов, затем белкового комплекса сырья путем ферментативного гидролиза целлюлолитическими и протеолитическими ферментными препаратами с последующей его остановкой, перед проведением ферментативного гидролиза проводят смешивание измельченного сырья с водой, гидролиз проводят при насыщающих концентрациях субстрата, остановку гидролиза осуществляют нагреванием суспензии с последующим разделением полученной суспензии на твердый остаток и жидкую фракцию биомодифицированного продукта, при этом гидролиз проводят в два этапа, причем на первом этапе вносят целлюлолитический ферментный препарат, а на втором этапе вносят протеолитический ферментный препарат, а время проведения каждого этапа составляет 1,5 часа.To achieve the claimed technical result, it is proposed to use the developed method for producing biomodified bran from triticale grains, characterized in that they modify, first, non-starch polysaccharides, then the protein complex of the raw materials by enzymatic hydrolysis of cellulolytic and proteolytic enzyme preparations, followed by its stopping, before grinding the enzymatic hydrolysis raw materials with water, hydrolysis is carried out at saturating concentration of the substrate, the hydrolysis is stopped by heating the suspension, followed by separation of the suspension into a solid residue and the liquid fraction of the biomodified product, while the hydrolysis is carried out in two stages, the cellulolytic enzyme preparation is introduced in the first stage, and the proteolytic enzyme preparation is introduced in the second stage, and time each stage is 1.5 hours.

Обычно смешивание измельченного сырья с водой проводят при гидромодуле 1:4.Typically, the mixing of crushed raw materials with water is carried out at a water ratio of 1: 4.

Предпочтительно нагревание суспензии осуществляют до температуры 80±5°С с выдерживанием в течение 10-15 мин.Preferably, the suspension is heated to a temperature of 80 ± 5 ° C with holding for 10-15 minutes.

Состав конкретного зернового субстрата может оказывать влияние на характер протекания процесса протеолиза и изменять оптимальные значения температуры и рН. Кроме того, при действии ферментного препарата, а не высокоочищенного фермента на сложный гетерогенный субстрат (отруби из зерна тритикале), возможны отклонения от классической зависимости начальной скорости реакции гидролиза от концентрации фермента (дозировки ферментного препарата). Указанные отклонения, в свою очередь, связаны с различного рода факторами, например ингибирующим действием отдельных компонентов зернового субстрата - отрубей тритикале.The composition of a particular grain substrate can affect the nature of the process of proteolysis and change the optimal temperature and pH. In addition, when the enzyme preparation acts, rather than a highly purified enzyme, on a complex heterogeneous substrate (bran from triticale grain), deviations from the classical dependence of the initial rate of hydrolysis reaction on the concentration of the enzyme (dosage of the enzyme preparation) are possible. These deviations, in turn, are associated with various kinds of factors, for example, the inhibitory effect of individual components of the grain substrate - bran triticale.

В связи с этим, были разработаны условия для действия целлюлолитических и протеолитических ферментных препаратов, позволяющие получить продукт с высоким выходом, провести гидролиз некрахмальных полисахаридов и протеолиз белковых веществ конкретного зернового субстрата (зерна тритикале), получить продукты с разным соотношением высоко-, средне- и низкомолекулярных фракций пептидов и количеством аминокислот и, как следствие, с различными функционально-технологическими свойствами.In this regard, conditions were developed for the action of cellulolytic and proteolytic enzyme preparations, allowing to obtain a product with a high yield, hydrolysis of non-starch polysaccharides and proteolysis of protein substances of a specific grain substrate (triticale grain), to obtain products with different ratios of high, medium and low molecular weight fractions of peptides and the number of amino acids and, as a result, with various functional and technological properties.

В состав мультиэнзимных комплексов (МЭК-1) входили ферментные препараты Шеарзим 500 L + Нейтраза 0,8 L; МЭК-2 соответственно Вискоферм L + Дистицим Протацид Экстра. Выбор ферментных препаратов обусловлен различной специфичностью действия и примерно одинаковыми оптимумами действия: оптимум температуры - 50°С; рН 5,5-6,0 для МЭК-1 и 40°С; рН 3,5 для МЭК-2. Оптимальной дозировкой ферментного препарата «Шеарзим 500 L» является 0,30 ед. КС/г отрубей, а ферментного препарата «Вискоферм L» - 0,40 ед. ЦС/г отрубей; оптимальные условия проведения ферментативной реакции при действии препаратов микробных протеаз «Нейтраза 0,8 L» и «Дистицим Протацид Экстра» на белки отрубей тритикале - оптимальная дозировка 0,5 и 0,75 ед. ПС/г отрубей соответственно, концентрация субстрата 100 мг/мл.The composition of multi-enzyme complexes (IEC-1) included the enzyme preparations Shearzim 500 L + Neutrase 0.8 L; IEC-2, respectively Viscoferm L + Distystim Prototsid Extra. The choice of enzyme preparations is due to different specificity of action and approximately the same optimum action: optimum temperature - 50 ° C; pH 5.5-6.0 for IEC-1 and 40 ° C; pH 3.5 for IEC-2. The optimal dosage of the enzyme preparation Shearzim 500 L is 0.30 units. KS / g bran, and the enzyme preparation "Viscoferm L" - 0.40 units. CA / g bran; optimal conditions for the enzymatic reaction under the action of microbial protease preparations “Neutrase 0.8 L” and “Dysticim Prototsid Extra” on triticale bran proteins - the optimal dosage is 0.5 and 0.75 units. PS / g bran, respectively, substrate concentration of 100 mg / ml.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Перед проведением ферментативного гидролиза тритикалевые отруби с вымольных систем (сход сита 450 микрон) смешивали с водой при гидромодуле 1:4, вносили ферментные препараты целлюлолитического и протеолитического действия в 2 этапа. На первом этапе вносили целлюлолитический ферментный препарат. На втором этапе - протеолитический ферментный препарат, останавливали гидролиз термообработкой суспензии при температуре 80±5°С в течение 10-15 минут с последующим разделением полученной суспензии на твердый остаток и жидкую фракцию структурно модифицированного продукта. Полученный продукт дополнительно может быть высушен.Before carrying out enzymatic hydrolysis, triticale bran from the milling systems (sieve descent 450 microns) was mixed with water at a 1: 4 hydraulic module, enzymatic preparations of cellulolytic and proteolytic action were introduced in 2 stages. At the first stage, a cellulolytic enzyme preparation was added. At the second stage, a proteolytic enzyme preparation, the hydrolysis was stopped by heat treatment of the suspension at a temperature of 80 ± 5 ° C for 10-15 minutes, followed by separation of the resulting suspension into a solid residue and a liquid fraction of a structurally modified product. The resulting product may additionally be dried.

Заявляемый способ поясняется следующими примерами.The inventive method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Тритикалевые отруби с вымольных систем (сход сита 450 мкм) смешивали с водой при гидромодуле 1:4, вносили ферментный препарат Шеарзим 500 L в количестве 0,3 ед. КС/г отрубей. Далее проводили гидролиз при температуре 50°С и рН 5,5-6,0 в течение 1,5 часа. Выход РВ и растворимого белка увеличивается в 2 раза по сравнению с исходными значениями. На следующем этапе вносили ферментный препарат Нейтраза 0,8 L в количестве 0,5 ед. ПС/г отрубей и проводили гидролиз в течение 1,5 ч при тех же условиях. Остановку гидролиза проводят при 80±5°С в течение 10 минут. Далее суспензию центрифугировали при 5000 об/мин в течение 15 минут. Выход белка 80% от его исходного содержания в сырье.Example 1. Triticale bran from vymolny systems (gathering sieves 450 μm) was mixed with water with a hydraulic module of 1: 4, made the enzyme preparation Shearzim 500 L in an amount of 0.3 units. KS / g bran. Next, hydrolysis was carried out at a temperature of 50 ° C and a pH of 5.5-6.0 for 1.5 hours. The yield of PB and soluble protein is doubled compared with the initial values. At the next stage, the enzyme preparation Neutrase 0.8 L in the amount of 0.5 units was added. PS / g bran and hydrolysis was carried out for 1.5 hours under the same conditions. The hydrolysis is stopped at 80 ± 5 ° C for 10 minutes. Next, the suspension was centrifuged at 5000 rpm for 15 minutes. The protein yield is 80% of its initial content in the feed.

Пример 2. Тритикалевые отруби с вымольных систем (сход сита 450 мкм) смешивали с водой при гидромодуле 1: 4, вносят ферментный препарат Вискоферм L в количестве 0,4 ед. ЦС/г отрубей. Далее проводили гидролиз при температуре 40°С и рН 3,5 в течение 1,5 часа. Выход РВ и растворимого белка увеличивается в 1,5 и 2,5 раза соответственно по сравнению с исходными значениями. На следующем этапе вносили ферментный препарат Дистицим Протацид Экстра в количестве 0,75 ед. ПС/г отрубей и проводили гидролиз в течение 1,5 ч при тех же условиях. Остановку гидролиза проводили при 80±5°С в течение 10 минут. Далее суспензию центрифугировали при 5000 об/мин в течение 15 минут. Выход белка 83% от его исходного содержания в сырье.Example 2. Triticale bran from vymol systems (sieve descent 450 microns) was mixed with water with a hydraulic module of 1: 4, make the enzyme preparation Viscoferm L in the amount of 0.4 units. CA / g bran. Next, hydrolysis was carried out at a temperature of 40 ° C and pH 3.5 for 1.5 hours. The yield of PB and soluble protein increases by 1.5 and 2.5 times, respectively, compared with the initial values. At the next stage, the enzyme preparation Dysticim Prototsid Extra was added in an amount of 0.75 units. PS / g bran and hydrolysis was carried out for 1.5 hours under the same conditions. The hydrolysis was stopped at 80 ± 5 ° C for 10 minutes. Next, the suspension was centrifuged at 5000 rpm for 15 minutes. The protein yield is 83% of its original content in the feed.

Дополнительно был проведен хроматографический анализ образцов по примерам 1 и 2 с целью выявления степени гидролиза. Для этого на колонку, заполненную гелем с Toyopearl gel HW-55 F наносили 5 мл супернатанта. Элюцию проводили дистиллированной водой. Объем собираемых фракций - 4 мл. Регистрацию оптической плотности элюата во фракциях осуществляли при длине волны 280 нм. В качестве контроля использовали водный экстракт тритикалевой муки, полученный при соотношении мука:вода 1:20. Полученные данные приведены в таблицы 1.Additionally, a chromatographic analysis of the samples was carried out according to examples 1 and 2 in order to identify the degree of hydrolysis. For this, 5 ml of the supernatant was applied to a column filled with Toyopearl gel HW-55 F gel. Elution was performed with distilled water. The volume of collected fractions is 4 ml. The optical density of the eluate in the fractions was recorded at a wavelength of 280 nm. As a control, an aqueous extract of triticale flour was used, obtained with a flour: water ratio of 1:20. The data obtained are shown in table 1.

Таблица 1 - Распределение по молекулярной массе продуктов протеолиза белков тритикалевых отрубей с использованием МЭКTable 1 - Molecular Weight Distribution of Proteolysis Products of Triticale Bran Proteins Using IEC

Figure 00000001
Figure 00000001

Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют, что значительную часть анализируемых белков составляют агломераты белков с молекулярной массой 700000÷350000. При ферментативной модификации их количество снижается примерно в 1,5 и 2,0 раза соответственно для МЭК-1 и МЭК-2. Фракция с молекулярной массой 100000÷50000 Да (IV пик) в образцах с модифицированными белками тритикалевых отрубей полностью отсутствует, хотя в контрольном варианте на ее долю приходится 13,26%. Также в варианте с использованием МЭК-2 отсутствует фракция пептидов с массой 25000÷1500 Да (VI пик). Обращает на себя внимание и резкое снижение количества низкомолекулярных белков и высокомолекулярных пептидов с массой 50000÷25000 Да примерно в 2-5 раз, а также средне- и низкомолекулярных пептидов с массой 25000÷1500 Да. Полученные данные свидетельствуют о высокой степени и глубине гидролиза белков тритикалеых отрубей с использованием композиций целлюлолитических и протеолитических ферментов. Так, доля низкомолекулярных азотистых соединений (≤1000) увеличилась в результате ферментативной модификации в 4-5 раз.The data presented in table 1 indicate that a significant part of the analyzed proteins are protein agglomerates with a molecular weight of 700,000 ÷ 350,000. With enzymatic modification, their number decreases by about 1.5 and 2.0 times, respectively, for IEC-1 and IEC-2. The fraction with a molecular weight of 100,000 ÷ 50,000 Da (IV peak) is completely absent in the samples with modified triticale bran proteins, although in the control variant it accounts for 13.26%. Also, in the variant using IEC-2, there is no fraction of peptides with a mass of 25000 ÷ 1500 Da (VI peak). Noteworthy is the sharp decrease in the number of low molecular weight proteins and high molecular weight peptides with a mass of 50,000 ÷ 25,000 Da by about 2-5 times, as well as medium and low molecular weight peptides with a mass of 25,000 ÷ 1,500 Da. The data obtained indicate a high degree and depth of hydrolysis of triticale bran proteins using cellulolytic and proteolytic enzyme compositions. Thus, the proportion of low molecular weight nitrogen compounds (≤1000) increased as a result of enzymatic modification by 4-5 times.

Таким образом методом гель-хроматографии показано, что при использовании МЭК1 (Шеарзим 500 L + Нейтраза 0,8 L) во всех гидролизатах преобладают высоко- и средне- молекулярные продукты протеолиза; а при использовании МЭК2 (Вискоферм 500 L + Дистицим Протацид Экстра) низкомолекулярные пептиды и аминокислоты. Модифицированные отруби, представляющие собой пасту, подсушивали при температуре 30-45°С, с конечной влажностью 10-12%.Thus, by gel chromatography it was shown that when using MEK1 (Shearzym 500 L + Neutrase 0.8 L), high and medium molecular weight proteolysis products prevail in all hydrolysates; and when using IEC2 (Viscoferm 500 L + Distystim Prototsid Extra) low molecular weight peptides and amino acids. The modified bran, which is a paste, was dried at a temperature of 30-45 ° C, with a final moisture content of 10-12%.

Кроме того, дополнительно была проведена оценка образцов, полученных по примерам 1-2 по функционально-технологическим свойствам. В таблицах 2, 3 представлены значения водосвязывающей способности (ВВС); жиросвязывающей способности (ЖСС); жироэмульгирующей способности (ЖЭС); стабильности эмульсии (СЭ); пенообразующей способности (ПОС); стойкости пены (СП). In addition, an assessment was additionally carried out of the samples obtained in examples 1-2 according to the functional and technological properties. Tables 2, 3 show the values of water binding capacity (BBC); fat-binding ability (LSS); fat emulsifying ability (ZhES); emulsion stability (SE); foaming ability (PIC); foam resistance (SP).

Таблица 2 - Функциональные свойства модифицированных тритикалевых отрубейTable 2 - Functional properties of modified triticale bran

Figure 00000002
Figure 00000002

*) Контроль К 1 - отруби; Опыт 1 - отруби + МЭК1; Опыт 2 - отруби + МЭК2*) Control K 1 - bran; Experience 1 - bran + IEC1; Experience 2 - bran + IEC2

Функциональные свойства отрубей из зерна тритикале и гидролизованных образцов, полученных с применением МЭК1 и МЭК2, отличаются между собой. Так, водосвязывающая способность гидролизованных отрубей в первом варианте увеличивается на 16%, в варианте 2 - наоборот снижается на 12,6% по отношению к негидролизованным тритикалевым отрубям. Аналогичная закономерность прослеживается для пенообразующей способности (опыт 1: увеличение на 18,0%; опыт 2: снижение на 16,1%). Жиросвязывающая и жироэмульгирующая в обоих опытных вариантах увеличивается на 13,6% и 6,1% и на 19,2% и 7,7% соответственно.The functional properties of bran from triticale grains and hydrolyzed samples obtained using IEC1 and IEC2 differ from each other. Thus, the water-binding capacity of hydrolyzed bran in the first embodiment increases by 16%, in option 2, on the contrary, decreases by 12.6% with respect to non-hydrolyzed triticale bran. A similar pattern is observed for foaming ability (experiment 1: an increase of 18.0%; experiment 2: a decrease of 16.1%). Fat-binding and fat-emulsifying in both experimental variants increases by 13.6% and 6.1% and by 19.2% and 7.7%, respectively.

Стабильность эмульсии и пены модифицированных тритикалевых отрубей снижается: СЭ на 8,7%; СП на 12,5%) (опыт 1) и СЭ на 20,7%; СП на 25,0%) (опыт 2).The stability of the emulsion and foam of modified triticale bran is reduced: SE by 8.7%; SP by 12.5%) (experiment 1) and SE by 20.7%; SP by 25.0%) (experiment 2).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование МЭК на основе целлюлолитических и протеолитических ферментных препаратов позволяет проводить глубокую деструкцию белков продуктов переработки зерна тритикале; получать продукты с различной степенью гидролиза и соотношением компонентов по молекулярной массе, что приводит к изменению функциональных свойств исходной муки и позволит найти новые области ее применения в продуктах питанияThe results obtained indicate that the use of IEC based on cellulolytic and proteolytic enzyme preparations allows for the deep destruction of the proteins of triticale grain processing products; to obtain products with different degrees of hydrolysis and the ratio of components by molecular weight, which leads to a change in the functional properties of the original flour and will allow you to find new areas of its application in food

По результатам, представленным в таблице 2, можно сделать вывод, что целенаправленный гидролиз ферментными препаратами целлюлолитического и протеолитического действия позволяет получить целевой продукт, обладающий характерными функционально-технологическими свойствами, улучшенными относительно исходных продуктов, обладающий повышенной биологической ценностью, без использования кислотных и щелочных реагентов.According to the results presented in table 2, it can be concluded that targeted hydrolysis by enzyme preparations of cellulolytic and proteolytic action allows to obtain the target product with characteristic functional and technological properties, improved relative to the original products, with increased biological value, without the use of acid and alkaline reagents.

Claims (1)

Способ получения биомодифицированного белкового продукта из тритикалевых отрубей, предусматривающий модификацию некрахмальных полисахаридов и белкового комплекса отрубей из зерна путем ферментативного гидролиза целлюлолитическими и протеолитическими ферментными препаратами с последующей его остановкой, при этом перед проведением ферментативного гидролиза проводят измельчение сырья, его смешивание с водой, гидролиз проводят при насыщающей концентрации субстрата 100 мг/мл в два этапа продолжительностью 1,5 часа каждый, остановку гидролиза нагреванием суспензии с последующим разделением на твердый остаток и жидкую фракцию биомодифицированного белкового продукта, при этом на первом этапе гидролиза используют целлюлолитический ферментный препарат Шеарзим 500 L в количестве 0,3 ед КС/г измельченного сырья или Вискоферм L в количестве 0,4 ед ЦС/г измельченного сырья, на втором этапе - протеолитический ферментный препарат Нейтраза 0,8 L в количестве 0,5 ед ПС/г сырья или Дистицим Протацид Экстра в количестве 0,75 ед ПС/г сырья соответственно.A method for producing a biomodified protein product from triticale bran, which involves modifying non-starch polysaccharides and a protein complex of bran from grain by enzymatic hydrolysis with cellulolytic and proteolytic enzyme preparations, followed by its stopping, before the enzymatic hydrolysis is carried out, the raw material is ground, it is mixed with hydrolysis, it is mixed with water saturating substrate concentration of 100 mg / ml in two stages lasting 1.5 hours each, stopping by heating by suspension, followed by separation into a solid residue and a liquid fraction of a biomodified protein product; in the first stage of hydrolysis, Shearzim 500 L cellulolytic enzyme preparation is used in an amount of 0.3 UC / g of ground raw material or Viscoferm L in an amount of 0.4 UC / g of crushed raw materials, at the second stage - the proteolytic enzyme preparation Neutrase 0.8 L in the amount of 0.5 units PS / g of raw materials or Dysticim Protatsid Extra in the amount of 0.75 units PS / g of raw materials, respectively.
RU2016150166A 2016-12-20 2016-12-20 Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran RU2662981C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150166A RU2662981C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150166A RU2662981C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016150166A RU2016150166A (en) 2018-06-21
RU2016150166A3 RU2016150166A3 (en) 2018-06-21
RU2662981C2 true RU2662981C2 (en) 2018-07-31

Family

ID=62713224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150166A RU2662981C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662981C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117337968B (en) * 2022-11-25 2024-03-15 南京农业大学 Preparation method of wheat bran polysaccharide-protein compound with high freezing resistance activity

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2250026C2 (en) * 2002-11-28 2005-04-20 Колпакова Валентина Васильевна Method for obtaining protein product out of bran
WO2016087427A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-09 Novozymes A/S Method for producing a protein hydrolysate
RU2604194C1 (en) * 2015-12-25 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки" (ФГБНУ "ВНИИЗ") Method of modified product production from triticale-hydrolyzed triticale flour

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2250026C2 (en) * 2002-11-28 2005-04-20 Колпакова Валентина Васильевна Method for obtaining protein product out of bran
WO2016087427A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-09 Novozymes A/S Method for producing a protein hydrolysate
RU2604194C1 (en) * 2015-12-25 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки" (ФГБНУ "ВНИИЗ") Method of modified product production from triticale-hydrolyzed triticale flour

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВИТОЛ И.С. и др. Протеолитические и целлюлолитические ферментные препараты в глубокой переработке зерна. Современные методы, средства и нормативы в области оценки качества зерна и зернопродуктов. Сборник материалов 13-й Всероссийской научно-практической конференции. Анапа, КФ ФГБНУ "ВНИИЗ", 6-10 июня 2016 года, с.29-34. *
Свидетельство регистрации 77.99.26.9.У.9261.9.09 "Технологическое вспомогательное средство - ферментный препарат "Шеарзим 500 L", 29.09.2009. *
Свидетельство регистрации 77.99.26.9.У.9261.9.09 "Технологическое вспомогательное средство - ферментный препарат "Шеарзим 500 L", 29.09.2009. Свидетельство регистрации 77.99.88.010.Е.004183.06.14 "Технологическое вспомогательное средство - ферментный препарат "Нейтраза 0,8 L", 02.06.2014. *
Свидетельство регистрации 77.99.88.010.Е.004183.06.14 "Технологическое вспомогательное средство - ферментный препарат "Нейтраза 0,8 L", 02.06.2014. *
ТРУХАНСКАЯ Д.А. и др. Ферментативная модификация биополимеров тритикалевой муки. Сборник материалов конференций. Ч.II Общеуниверситетская научная конференция молодых ученых и специалистов "День науки", Москва, МГУПП, 2016, с.141-143. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016150166A (en) 2018-06-21
RU2016150166A3 (en) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gulati et al. Heating reduces proso millet protein digestibility via formation of hydrophobic aggregates
Pihlanto et al. ACE-inhibitory and antioxidant properties of potato (Solanum tuberosum)
Wattanasiritham et al. Isolation and identification of antioxidant peptides from enzymatically hydrolyzed rice bran protein
Yang et al. Effects of ultrasound-assisted α-amylase degradation treatment with multiple modes on the extraction of rice protein
US8124162B2 (en) Pea protein composition
Baker et al. A comparison in protein extraction from four major crop residues in Europe using chemical and enzymatic processes-a review
WO2019053387A1 (en) Pea proteins with improved flavour, production method, and industrial uses
KR20170106355A (en) Chitin, hydrolysates, and methods of producing one or more products of interest from an insect by enzymatic hydrolysis
Ngamsuk et al. Ultrasonication of milky stage rice milk with bioactive peptides from rice bran: Its bioactivities and absorption
Zhu et al. Amino acid, structure and antioxidant properties of Haematococcus pluvialis protein hydrolysates produced by different proteases
Balandrán-Quintana Recovery of proteins from cereal processing by-products
Bandara et al. Protein extraction from triticale distillers grains
Prandi et al. Comparative study of different protein extraction technologies applied on mushrooms by-products
Karina et al. Mechanically activated hydrolysis of plant-derived proteins in food industry
RU2662981C2 (en) Method for obtaining biomodified protein product from triticale bran
Espinosa-Murillo et al. Impact of high-intensity ultrasound on the physicochemical and functional properties of a protein isolate from passion fruit (Passiflora edulis) seeds
CN104928339A (en) Preparation method for oat protein peptide with effect of inhibiting intestinal inflammatory activity
Goswami et al. Optimization of enzymatic hydrolysis of Pleurotus ostreatus derived proteins through RSM and evaluation of nutritional and functional qualities of mushroom protein hydrolysates
Popović et al. Biologically active digests from pumpkin oil cake protein: effect of cross-linking by transglutaminase
RU2604194C1 (en) Method of modified product production from triticale-hydrolyzed triticale flour
RU2662980C2 (en) Method for obtaining biomodificated protein product from tricticale
Bychkov et al. Fractionation and hydrolysis of proteins of plant raw materials obtaining functional nutrition products
RU2604197C1 (en) Method of producing protein hydrolysate from grain raw material
JP2020517257A (en) Enzyme-based method for extracting value-added products from raw biomass
RU2611180C1 (en) Method of producing fermented product from cereal crop containing dietary fibres

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181221