A növényi eredetű élelmiszerek allergiás hatásának csökkentése az enzimatikus hidrolízis módszerével

Rimareva L.V, Sokolova E. N, Serba E. M, Borshchevа Yu. A, Kurbatova E. I. és Krivova A. Yu.

Egész Orosz Kutatóintézet, Élelmiszer-biotechnológia - a Szövetségi, Állami Költségvetési Tudományos Intézet "Élelmiszer, Biotechnológia és Élelmiszer-biztonsági Szövetségi Kutatóközpont".

KULCSSZAVAK:

Enzimatikus hidrolízis; Gabonafehérjék; Allergenitás; Proteáz; Csökkent allergén aktivitású termékek

Töltse le ezt a cikket:

Rimareva L. V, Sokolova E. N, Serba E. M, Borshchevа Y. A, Kurbatova E. I, Krivova A. Y. A növényi eredetű élelmiszerek allergiás hatásának csökkentése enzimatikus hidrolízis módszerével. Orient J Chem 2017; 33 (4).

Bevezetés

Ennek a tanulmánynak a célja az volt, hogy megvizsgálja a proteolitikus hatású enzimkészítmények hatását a fehérjenövények lebomlási fokára csökkent allergén hatású diétás termékek előállításához.

Anyagok és metódusok

A vizsgálat tárgya búza-, rozs- és kukoricaliszt volt. Enzimrendszerként (FS) az Aspergillusniger fonalas gomba tenyésztésével nyert gomba proteázok (FS-1) komplexét használták; (FS-2) az A. oryzae mikromicéta által szintetizált proteázok komplexe. A proteolitikus aktivitást a hemoglobin hidrolízisének mértékével határoztuk meg [9]. Az amin-nitrogén tartalma - réz módszerrel ammóniumsók hiányában [10]. Az összes fehérjetartalmat Kjeldahl-módszerrel határoztuk meg automatikus [11].

A nyers gabona fehérjeanyagainak hidrolízisét FS proteolitikus aktivitásokkal hajtottuk végre korábban kiválasztott körülmények között: 2 órán belül 50 ° C-on рН5,5 [8] mellett a liszt-szuszpenzió koncentrációja - 30%. A nyersanyag fehérjekompozíciójának proteolízisének meghatározásához és fermentalitáshoz a poliakrilamid-gél elektroforézisének módszerét használtuk [12].

A gabonafélék összes fehérjéjének összetételét az egyes frakciók összetétele határozta meg, amelyek osztályozása az oldhatóság elvén alapszik [11]. Fehérjefrakciók: albuminek, globulinok és glutelin, amelyeket a prolaminok liszt egymás utáni feldolgozásával extraháltak vízzel, 5-10% -os nátrium-klorid-oldattal, 60-80% -os alkoholos vizes oldattal és 0,1-0,2% -os nátrium-oldattal. hidroxid. Az albuminokat ammónium-szulfát segítségével frakcionáltuk a globulinokból. A globulinokat 50% -os, az albumint pedig 100% -os telített ammónium-szulfát oldattal kicsapjuk. A folyékony és a szilárd frakciókat centrifugában (3000 ford/perc) elválasztottuk. Az összes és a szabad aminosav tartalmát a HPLC „KNAUER” aminosav-analizátorral (Németország) határoztuk meg.

Kutatták a gabona nyersanyagok és az enzimatikus hidrolízis termékeinek fehérje- és aminosav-összetételét. A növények fehérjetartalmukban különböztek egymástól. A legmagasabb fehérjetartalmat a búzában (21%) és a rozsban (18,2%), a legkevesebbet kukoricában (13,1%) figyelték meg, a rozsfehérjék 46,7% esszenciális aminosavat tartalmaztak magasabb biológiai értéket (1. táblázat). ).

1. táblázat: Az esszenciális aminosavak tartalma a gabona nyersanyagokban.

Aminosav (AA)	Esszenciális aminosavak tartalma, mg/g liszt
Aminosav (AA)	Kukorica	Rozs	Búza
Treonin	0,454	0,489	0,691
Valine	0,523	0,608	0,835
Metionin	0,224	0,205	0,283
Izoleucin	0,478	0,419	0,742
Leucin	1,595	1,036	1,750
Fenilalanin	0,868	0,944	1,406
Lizin	0,436	0,672	0,743
Triptofán	2,200	5,644	4,263
Az esszenciális aminosavak teljes száma	6,778	10,017	10,713
Az aminosavak teljes száma, köztük pótolhatatlan, az AA teljes számának% -a	16,33841,5	21,46746,7	24,86843,1

A vizsgált búza-, rozs- és kukoricaminták fehérje-összetételének az oldhatóságra való jellemzését az 1. ábra mutatja be. A legmagasabb albumintartalmat a kukoricaliszt fehérjéinek összetételében figyeltük meg (15,5%); globulinok - a globulinoké - rozslisztben (24,5%), glutelinek - búzában (38,6%).

A gabona nyersanyagok allergén fehérjéinek lebontására kiválasztott gabonafehérjék frakcionális összetételének vizsgálatát az elektroforézis módszerével végeztük. A vizsgált gabonanövények frakcionális összetételének elemzése 10–97 kDa közötti fehérjefrakciók jelenlétét mutatta. Ugyanakkor megállapították, hogy a nyersbúzában magasabb a magas molekulatömegű fehérjék, beleértve a glyadenovo és a glutaminova frakciókat, a 35 és 44 kDa közötti tartományban. A rozs és kukorica alapanyagban a fehérje frakciók molekulatömege szignifikánsan alacsonyabb volt. A kukorica esetében jellemző, hogy a polipeptidek molekulatömege 50 kDa, a rozs esetében pedig 60 kDa (2. ábra).

2. ábra: Az elektroforetogram natív fehérje növényekről készült (M 1 –marker 10–250 kDa; 1 – búza; 2 – kukorica; 3 – rozs).

A kenyér és sütőipari termékek előállításánál a gabonaféléket, mint elsődleges összetevői a búzából, rozsból vagy ezek keverékéből nyert lisztet és a kukoricát használják. Ha a növényeket a fehérjék szenzibilizáló aktivitásának mértékére kívánjuk minősíteni, akkor erről a tendenciáról beszélhetünk: búza - rozs - kukorica. [13, 14]. Az étrendi fehérje alacsony toxicitású termékének létrehozása céljából csökkenteni kell a fehérje lánc hosszát peptidek képződésével. Az ezen a területen végzett vizsgálatok fontos láncszemek az alapvető probléma megoldásában, amely az élő test teljes fehérjetartalmú táplálékkal való ellátását biztosítja [15, 16].

A komplex proteolitikus rendszerek dózisának kiválasztása céljából az utóbbi koncentrációja 1-7 egység PS/g liszt között változott. Az értékelés kritériuma az amin-nitrogén képződésének szintje volt a fehérje hidrolízise eredményeként a vizsgált búza-, rozs- és kukoricaliszt mintákban.

A kutatás eredményei azt mutatták, hogy a 6 egység PS/g liszt koncentrációja az FS-1 esetében optimális mind a folyamat gazdasági, mind hidrolitikus oldaláról, míg az FS - 2 esetében az áramlási dózis alacsonyabb és 4 egység PS/g liszt (3. ábra). Fontos megjegyezni, hogy az FS - 1 expozíció eredményeként az amino-nitrogén felhalmozódásának szintje a gabona fermentálistában elérte a 97,2-101, 1 mg% -ot. az FS - 2 esetében - 116,1-130,6 aláírás, mg%. A proteolitikus enzimek katalitikus tulajdonságainak jellemzője a peptidkötés típusához és hatásmechanizmusához fűződő specifitás. Ezért még a különböző specifitású komplex enzimkészítmények alkalmazása szempontjából is korlátozott a szabad aminosavak képződésének folyamata, és az enzimatikus hidrolízis fő termékei a különböző molekulatömegű peptidek.

3. ábra: A proteolitikus hatású enzimkészítmények hatása a rozs, a búza és a kukorica fehérjéinek hidrolízisére. FS-1, izolált Aspergillusniger; b. Aspergillusoryzae-ból izolált FS-2;

Az aminosavak elemzését az enzimkészítmények expozíciójának eredményeként gabonafélék koncentrált szuszpenzióin (30%) végeztük (2. táblázat). Az aminosavak nyilvánvalóan nem okoznak allergiás reakciókat. A kutatás eredményei azt mutatták, hogy az FS -2 hatása az összes növény esetében a fehérjék hidrolízisének mélyebb fokát jellemzi. A szabad aminosavak felhalmozódása intenzívebben következett be a rozs szuszpenziójában, és a szabad aminosavak szintje az FS-2 dózisának alkalmazásakor a teljes mennyiség 10% -a volt, míg az FS-1 értéke 7,6 volt.

2. táblázat: A szabad aminosavak tartalma fermentaliszt szemcseszuszpenziókban, az enzim komplex függvényében.

Aminosav (AA)	AA tartalma, mg/g liszt.
	Kukorica		Rozs		Búza
	FS- 1	FS- 2	FS- 1	FS- 2	FS -1	FS- 2
Treonin	0,102	0,116	0,262	0,279	0,129	0,142
Valine	-	0,023	0,031	0,045	0,030	0,031
Metionin	-	-	-	-	-	-
Izoleucin	-	-	0,038	0,036	0,027	0,049
Leucin	0,020	0,036	0,035	0,058	0,029	0,042
Fenilalanin	-	0,015	0,011	0,047	-	0,021
Lizin	0,038	0,040	0,032	0,039	0,012	0,024
Triptofán	0,302	0,429	0,309	0,637	0,349	0,551
A rendelkezésre álló A A/AA teljes száma elengedhetetlen; az AA/AA teljes számának% -ában pótolhatatlan	1,248/0,4627,6/2,9	1,469/0,6599,0/4,1	1,739/0,7188,1/3,3	2,151/1,14110,0/5,3	1 433/0,5765,8/2,3	1,908/0,8607,8/3,5

Az allergén aktivitású fehérjékből való felszabadulás lehetőségének részletesebb tanulmányozásához olyan gabonafélék, mint a búza, a rozs és a kukorica felhasználásával készült termékek előállítása során tanulmányozták a fermentált növényben lévő polipeptidek összetételét, amelyet a vizsgált proteolitikus anyag hatására nyertek enzimeket alaposan tanulmányozták. (4-6. Ábra).

4. Ábra: A polipeptidek összetétele fermentalisztikus búza (M - marker 10-250 kDa, 1 - búza feldolgozása, FS-1, 2 - búza feldolgozása FS-2).

6. Ábra: A polipeptidek összetétele fermentalisztikus rozs (M - marker 10-250 kDa, 1 - rozs feldolgozása, FS-1, 2 - rozs FS-2 feldolgozása).

A gabona nyersanyagok szuszpenzióinak feldolgozása proteolitikus hatású enzimkészítményekkel azt mutatta, hogy a legjobb eredményeket az FS - 2 alkalmazásával értük el. Ebben az esetben az összes fermentalista minta 40-ből jelentősen csökkent a polipeptidek 35 molekulatömege. Az FS - 1 alkalmazásának eredményei kevésbé hatékonyak, a fehérjék jelentős hányadának molekulatömege 45 és 75 kDa között maradt.

Most bebizonyosodott, hogy a gabona nyersanyagok előkezelése az Aspergillusoryzae fonalas gombák tenyésztésével nyert FS-2 enzimkészítményekkel lehetővé teszi az allergén fehérjék megszabadulását a gabonafélékben, például a búzában, a rozsban és a kukoricában, és biztosítja a csökkent gabonanövények módosított termékei, csökkent szenzibilizáló aktivitással és esszenciális aminosavakkal dúsítva.

Elismerés

A kutatást az Orosz Tudományos Alapítvány 16-16-00104 támogatásával támogatták.

Ez a munka Creative Commons Nevezd meg! 4.0 nemzetközi licenc alatt van licencelve.