Способ химической модификации пищевых белков Советский патент 1981 года по МПК C07K1/107 A23J3/00 

(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ

I

Изобретение относится к способам химической модификации белков, выделенных . из природных источи и ков, действием ангидридов .алифатических дикарбоновых кислот и может найти примеиекие в пищевой промышлеикости., j

Химическая модификация белков проводится с целью улучшения их фуикциоиальиых свойств (растворимость, пеиообраэование, эмульгирование и т. д.).

Известен способ химической модифнка: ,ции белков молока путем их обработки ук- П сусным ангидридом в водной среда яри рН 5,0 1.

Несмотря на то, что уксусный ангидрид является дашевым и доступным реагентом, этот способ не нашел широкого прнмегсеиия для модификации пишевых бел1к в. о обусловлено иизкими функциоиальными свой ствами и низкой пищевой ценностью aaetifлнроваииых белков.

Более широкое применение для модификации белков иашли ангидриды алифати- j ческих дикарбоиовых.кислот (2.

Для получеиия белков, устойчивых в условиях термической обработки, известен

способ яичкого белка аигидрндом 3 3-ди eмfлглyтapoвoй кислоты при рН 9,0; 25С в кюлыюм соотношении белокмодифйпирующмй реагент 1:60 |3|.

Неджтатком способа является использованме до|)©гого и труднодоступного ангидрида 3,3-днметнлглутаровой кислоты.

Среди амгндридов алифатических дикарбоновых кислот наиболее широкое применение для химической модификации пищевых белков «ашел ангидрид янтарнЫ кислоты. С помощью этого реагента были модя фнцированы различные пищевые белки, вы деленные из природных источников, в частности, белковый нзолят сои и белковый нзолят дрожжей |4J.

Наиболее близким к предлагаемому является способ химической модификации белKOBOtx) нзолята дрожжей яитариым ангидридом в водной среде при рН 7-8 и весовом соотиошенин белок-янтарный ангидрид 1:1 -Ю:1 15).

Этот способ позволяет проводить процесс в мягких условиях и дает конечиый продукт с улучшенными по сравнению с исходным белком фуикциональными свойствами.

Недостатками способа являются незначительное улучшение растворимости модифицированных белков по сравнению с исходными белками в физиологическом интервале трН (4-9) и как следствие трудность его дальнейшего использования (5, а также относительно высокая стоимость янтарного ангидрида - 89,0 руб/кг (6|. Вследствие этого указанный способ является малопригодным для крупнотоннажного промышленного производства модифицированных пищевых беЛков.

Цель изобретения - удешевление способа химической модификации пищевых белков и улучшение функциоиальиых свойств модифицируемых белков. ,

Поставленная цель достигается способом химической модификации пищевых белков, согласно которому белок обрабатывают ангидридами N-ацетил- о-аминодикарбоновых кислот общей формулы

CHsCp-NH-СЯ-С ,

где п 1,2, , при весовом соотношении

белок - модифицирующий реагент :1 5:1.

Модификацию проводят в водной среде при рН 7-8 с последующим выделением модифицированного белка известными методами.

Ислользуемые в предлагаемом способе модифицирующие реагенты - ангидриды N-ацетил- о-амннодикарбоновых кислот могут быть легко получены с высоким выходом из уксусного ангидрида и природных о-аминодикарбоиовых кислот 7). Уксусный ангидрид является дешевым и доступным реагентом, производимым в больших количествах химической промышленностью. о-аминодикарбоновые кислоты получают в настоящее время в больших количествах микробиологическим путем 8. Для срав-. нения, стоимость янтарного ангидрйд а 89,0 руб/кг, а стоимость уксусного ангидрида 1,50 руб/кг, L-глутамнновой кислоты 40,0 руб/кг (61.

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

Кроме того, и а синтетических пептидных моделях иедавно было показано, что связь |.-(if-глутамил)-лизин легко подвергается рчс;реплению под действием ферментов желудочно-кишечного тракта (9J. Так как в способе модификации образуется в основном именно этот тип связи, то, повидимому, при такой моднфикации не происходит снижения пищевой ценности белка

Пример I. 3,00 г белкового изолята дрожжей растворяют в 0,1 н. растворе едкого натра. К полученному раствору прибавляют порциями при перемешивании 1,50 t

ангидрида N-aцeтил-L-глyтaминoвoй кислоты, поддерживая рН среды в интервале 7- 8. Реакционную смесь перемешивают 1 ч в этом интервале рН до полного pactBopeния модифицирующего реагента. Затем осаждают при рН 3,5 добавлением соляной кислоты, отделяют центрифугированием, промывают водой, растворяют в воде при рН 7,5 и выделяют из раствора с помощью лиофильной сушки. В итоге получают 3,0 г модифицированного белка с влажностью 8%, содержанием азота 13,, золы 6,25% и растворимостью при рН 9,0 6,88%, при рН 7,(Ю - 6,220/0 и при рН 5 - 5,35%.

Пример 2. Аналогично примеру I с тем отличием, что в качестве модифицирующего реагента используют ангидрид N-ацетилL-аспарагнновой кислоты. В итоге получают белок с влажностью 10%, содержанием азота 13,28%, золы 7,00% и растворимостью при рН 9,0 6,78%, при рН 7,0 - 6,18%.

Пример 3 7,0 г белкового изолята сои растворяют в 0,1 R растворе едкого натра и к полученному раствору прибавляют порциями при перемешивании 3,5 г ангидрида N-ацетил-глутамииовой кислоты, поддерживая рН в интервале 7-8. Затем реакционную смесь перемешивают I ч при рН 7,5 ц обрабатывают аналогично примеру I.

В итоге получают 7,0 г модифицированного белка с влажностью 7,5%, содержанием аадта 13,, золы 7.19% и растворимостью при рН 9,0 7,10%, при рН 7,0- 6,48%.

Пример 4. 17,0 г белкового изолята криля растворяют в 0,Гн растворе едкого натра. К полученному раствору порциями при перемешивании добавляют 3,4 г ангидрида Nацетнлглутаминовой кислоты при рН 7,5. Затем реакционную смесь перемешивают I ч при рН 7,5 и обрабатывают аналогично прИ: меру 1. В итоге получают 16,0 г модифицнрованного белка с влажностью 7,2%, со держанием азота 13,90%, золы 5,94% и растворимостью при рН 10 13,0%%, при рН 7,0 - 5,57%, при рН 6,0 - 5,26%.

Были исследованы следующие функциональные см)йсТва модифицированных белков:

а)растворимость белков в интервале рН 4-11,

б)эмульгирующая способность. Методика определения растворимости

белков.

I г белка суспендируют в 50 мл дистиллированной воды н к полученной суспензии добавляют прн перемешивании 5 н.раствора едкого натра до рН 12,0, выдерживают 0,5 чпрн перемешивании. Затем добавлением 0,2 н. раствора соляной кислоты доводят П,0 н отбирают алнквоту. Аналогично отбирают аликвоты раствора при рН 9,7; 6,0; 5,0; 4,5; 3,5; 3,0; 2,0. Отобранные алнквоты центрифугируют при

S8564266

15000 об/мин в течение 40 мин при 25°С,. метрически иа пряборе при длине волны Концентрацию белка в супериатантах опре- 540 им. Полученные результаты приведены деляют по биуретовой реакции спектрофото- в табл. I.

Таблица 1

Методика определения эмульгирующей способности белка.

100 мг белка помещают в 50 мл яйцевидную колбу, добавляют 10 мл дистиллированной воды и перемешивают при рН 7- 7,5 до получения раствора или однородной суспензии. Затем добавляют 10 мл рафинированного подсолнечного масла и перемешивают в течение 1 мин при 16000 об/мни. Полученную эмульсию помещают в 10 мл центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 5 мин при 1300 об/мин.

36,4

26,5

21,0 Таким образом, предлагаемый (июсоб хи-55 мнческой модификации пищевых белков позволяет получать белковые препараты с высокой степенью растворимости в физиологическом интервале рН, что особенно важЭмульгирующую способность белков рассчитывают по формуле

Э.С. -5:. 1000/0

D

где Э. С. - эмульгирующая способность белка - /о; А - высота водного слоя в пробнрК€ I М М f

В - полная высота эмульгируемой

смеси в пробирке, мм. Полученные результаты приведены в табл. 2.

Таблица 2

52,7

7,25

53,4 во для их Дальиейщей технологической переработки. формула изобретения Способ химической модификации пцЩевых белков путем обработки белков ангидридами алифатических дикарбоиовых кислот в водиой среде в интервале рН 7-8 при весовом соотиошении белок - аигидрид алифатической дикарбоновой кислоты 1:1-5:1, отличающийся, тем, что, с целью улучшений функциональных свойств белка, в качестве ангидридов алифатических дикарбоновых кислот используют ангидриды Naцeтил-4-aминoдикapбoн6выx кислот общей формулы л

c«,-co-NH-ctJ|-ctQ

где п 1,2. )rf 0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3 Gandhi S. K., Schultz J. R., Bouhey F. W Forsythe R. H. Chemical modification of egg

wTiite with 3,3-dimethY:|glutaric anhvdride.«Fbod Sci, 1968, V. 33, Ns 2, p. 163-169.

9.WaiBel Р. Е., Carpenter К. J Mechanisms of Heat Damage in Proteins. 3. Studies with -(v-t-glutami)-L-lysine.- «Br. J. Nutrii 1972, V. 27. p. 509-515.