RU2830309C1 - Способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки - Google Patents

Способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки Download PDF

Info

Publication number
RU2830309C1
RU2830309C1 RU2024125672A RU2024125672A RU2830309C1 RU 2830309 C1 RU2830309 C1 RU 2830309C1 RU 2024125672 A RU2024125672 A RU 2024125672A RU 2024125672 A RU2024125672 A RU 2024125672A RU 2830309 C1 RU2830309 C1 RU 2830309C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrolysis
whey
peptides
bromelain
molecular
Prior art date
Application number
RU2024125672A
Other languages
English (en)
Inventor
Ильян Чанхович Кан
Дмитрий Анатольевич Черепков
Original Assignee
Ильян Чанхович Кан
Дмитрий Анатольевич Черепков
Filing date
Publication date
Application filed by Ильян Чанхович Кан, Дмитрий Анатольевич Черепков filed Critical Ильян Чанхович Кан
Application granted granted Critical
Publication of RU2830309C1 publication Critical patent/RU2830309C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области переработки молочной сыворотки. Раскрыт способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки, характеризующийся тем, что пропускают раствор изолята сывороточного белка с протеолитическим ферментом Бромелайн в течение 8 часов через катодную камеру аппарата для электрохимического гидролиза при температуре 35,5°С, со скоростью потока 5 л/мин, плотностью тока в катодной камере 600 mA/см2, окислительно-восстановительным потенциалом -980 мВ и pН 8,5. Изобретение позволяет получить низкомолекулярные гидролизные пептиды из молочной сыворотки. 1 ил., 4 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области переработки молочной сыворотки. Белки, содержащиеся в молочной сыворотке и концентратах сывороточных белков, обладают ценными биологическими свойствами. Наибольшее практическое значение имеют β-лактоглобулин и α-лактоальбумин, доля которых в сывороточных белках составляет 70-80%. Аминокислотный состав этих белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот (лизина, триптофана, метионина, треонина) и аминокислот с разветвленной цепью (валина, лейцина и изолейцина) они превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения.
Гидролиз сывороточных белков может быть осуществлен при действии химических агентов (щелочь, кислота) или ферментных препаратов.
Наибольший интерес вызывает именно ферментативный гидролиз, позволяющий получить гидролизаты с заданными свойствами.
Известно, что белки молочной сыворотки: β-лактоглобулин, α-лактальбумин - являются основными аллергенами молока. Для снижения аллергенных свойств проводят ферментативный гидролиз сывороточных белков. Осуществлен сравнительный анализ гидролизатов белков молока, представленных на мировом рынке, для сопоставления пептидного и аминокислотного профиля продуктов аналогов с учетом специфики применения гидролизатов. Рассмотрены гидролизаты сывороточных белков фирмы Ingredia (Франция) и Hilmar (США) согласно информации, предоставленной производителями. По результатам анализа продуктов аналогов зарубежного производства установлено, что 1) основными характеристиками гидролизатов являются: степень гидролиза белка, пептидный и аминокислотный профили; 2) использование гидролизата как компонента детского и специализированного питания предполагает глубокий гидролиз молочного белка (степень гидролиза преимущественно составляет 22-29%), 99% пептидной фракции должны быть представлены короткоцепочечными пептидами с молекулярной массой менее 10 кДа с отсутствием высокомолекулярной фракции (>20 кДа), а также сбалансированный аминокислотный состав.
В качестве наиболее близкого аналога был выбран патент США US 5356637 А, из которого известен ферментативный гидролизат, богатый ди- и трипептидами, получаемый путем ферментативного протеолиза смеси белков, предварительно подвергнутых термической обработке. Богатый ди- и трипептидами гидролизат извлекается путем разделения жидкости и твердого вещества с последующей ультрафильтрацией, а затем стерилизуется и сушится.
Разработанный способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки основан на гибридном ферментно-электрохимическом гидролизе, при котором раствор концентрата сывороточных белков смешивают с ферментом и пропускают через катодную камеру в электролизере проточного типа.
Электролизер проточного типа с полупроницаемой мембраной - является аппаратом для электрохимического гидролиза (ЭХГ).
Пример 1. Базовый метод
Перед внесением ферментов начальное значение рН доводят путем добавления водного 5% раствора щелочи гидроксида натрия (калия). Раствор белка получают из концентрата сывороточного белка, а гидролиз ведут при температуре 50°С в течение 8 часов, с начальным рН 8,5 ед., ультрафильтрацию гидролизата осуществляют на мембранах с пропускной способностью 10 кДа (до массовой доли сухих веществ в концентрате 20-22%, после чего полученный концентрат пастеризуют при температуре (70-80)°С в течение 30 с и сушат на распылительной сушилке. При этом методе степень гидролиза сывороточных белков составляет не более 31% при применении протеолитических фермента бромелайн в течение 8 часов.
Пример 2. Экспериментальный метод, вариант 1
Раствор изолята сывороточного белка пропускается через катодную камеру электролизера, t (р-ра) = 21,5°С, со скоростью потока 5 л/мин, плотность тока в катодной камере 600mA/см2, окислительно-восстановительный потенциал =-980 мВ, РН=8,5. При этом методе степень гидролиза сывороточных белков составляет не более 35% при применении протеолитических фермента бромелайн в течение 8 часов.
Пример 3. Экспериментальный метод, вариант 2
Раствор изолята сывороточного белка пропускается через катодную камеру аппарата для электрохимического гидролиза (ЭХГ), t (р-ра) = 35,5°С, со скоростью потока 5 л/мин, плотность тока в катодной камере 600 mA/см2, окислительно-восстановительный потенциал =-980 мВ, РН=8,5. При этом методе степень гидролиза сывороточных белков составляет не более 53% при применении протеолитических фермента бромелайн в течение 8 часов.
Таблица 1 (степень гидролиза)
Степень гидролиза, % Продолжительность гидролиза, ч
4 часа 8 часов
Бромелайн, PH=8,5, t=50,0°С 19,51±0,9 30,92±1,7
Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=21,5°С 20,77±0,8 34,19±0,9
Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=35,5°С 36,44±0,5 52,22±0,6
Согласно приведенным в Табл. 2 результатам можно сделать вывод о том, что гибридный метод практически полностью гидролизует β-лактоглобулиновую фракцию, остальные белковые компоненты фракций сывороточных белков подвергаются биохимической трансформации. В большей степени биоизменениям подверглась фракция α-лактальбумин и иммуноглобулинов, массовая доля азота за период ферментации снизилась в 4,5 раза, снижение массовой доли азота фракции сывороточного альбумина почти в 3,0 раза, а массовая доля азота фракции протеозо-пептонов снизилась почти в 2 раза. Установленная закономерность связана с отщеплением от фракций сывороточных белков аминокислотных остатков и пептидов с различной молекулярной массой.
Таблица 2 (фракционный состав)
Образец Массовая доля азота во фракциях, %
Общее содержание β-лактоглобул ин α-лактальбумин Сывороточный альбумин иммуноглобулины протеозопептоны
До ферментации 8,75±0,51 4,16±0,13 1,66±0,08 0,54±0,02 1,38±0,08 1,01±0,05
Бромелайн, PH=8,5, t=50,0°С 2,79±0,13 1,53±0,04 0,29±0,06 0,31±0,01 0,84±0,05 0,69±0,01
Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=21,5°С 1,82±0,12 0,55±0,02 0,25±0,06 0,23±0,02 0,51±0,05 0,72±0,05
Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=35,5°С 1,62±0,12 0,49±0,02 0,18±0,03 0,13±0,02 0,30±0,05 0,52±0,05
В Табл. 3 приведены данные фракционного состава концентрата сывороточных белков до и после ферментативного гидролиза, полученных при применении различных ферментных препаратов.
Таблица 3 Фракционный состав концентрата сывороточных белков до и после ферментативного и гибридного гидролиза (n=5)
Наименование фракции Массовая доля азота во фракциях, %
До гидролиза Бромелайн, PH=8,5, t=50,0°С Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=21,5°С Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=35,5°С
β-лактоглобулин (β-Лг) 4,16±0,13 1,44±0,02 1,39±0,08 1,32±0,05
α-Лактальбумин (α-Ла) 1,66±0,08 0,57±0,03 0,55±0,02 0,52±0,02
Сывороточный альбумин сыворотки (СА) 0,54±0,02 0,18±0,01 0,18±0,18 0,17±0,06
Иммуноглобулины, в т.ч. 1,38±0,08 0,48±0,02 0,46±0,02 0,44±0,02
иммуноглобулин G1 (Ig G1) 0,58±0,05 0,20±0,01 0,19±0,01 0,18±0,008
иммуноглобулин G2 (Ig G2) 0,27±0,01 0,09±0,003 0,09±0,01 0,08±0,005
иммуноглобулин A (Ig A) 0,29±0,01 0,10±0,006 0,09±0,01 0,09±0,003
иммуноглобулин М (Ig M) 0,24±0,01 0,08±0,003 0,08±0,01 0,07±0,003
протеозо-пептоны 1,01±0,05 0,35±0,01 0,34±0,01 0,31±0,02
ВСЕГО: 8,75±0,51 3,033±0,15 2,93±0,14 2,77±0,13
В процессе ферментативного гидролиза сывороточных белков бромелайном массовая доля β-лактоглобулина, α-лактальбумина, сывороточного альбумина и иммуноглобулинов сократилась в 3,0 раза. Также изменению подверглись протеозо-пептоны - в процессе гидролиза термолизином они сократились в 2,9 раза.
При гидролизе бромелайном с ЭХГ плотностью тока 600 mA/см2, t=21,5°С наблюдаются схожие значения изменений фракций белков: остаточное количество β-лактоглобулина, α-лактальбумина, сывороточного альбумина и иммуноглобулинов уменьшилось в 3,2 раза.
В случае гидролиза сывороточных белков бромелайном с ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=35,5°С массовая доля вышеуказанных фракций уменьшилась в 2,9 раза.
Увеличение концентрации аминного азота в гидролизате, и, соответственно, степени гидролиза хорошо коррелирует с изменением других параметров, например, его молекулярно-массового состава. В связи с чем были проведены исследования молекулярно-массового распределения белковых фракций, образующихся под действием протеолитических ферментов. Анализ белкового и пептидного профиля представлен на фигуре.
Анализ представленных результатов электрофоретического разделения позволяет сделать вывод о том, что в ходе ферментативного гидролиза сывороточных белков происходит перераспределение фракций, при этом соотношение отдельных фракций зависит от вида используемого ферментного препарата (Табл. 4).
Таблица 4 Молекулярно-массовое распределение белков и пептидов в результате ферментативного гидролиза (n=5)
Молекулярная масса, кДа Массовая доля фракций, %
Бромелайн, PH=8,5, t=50,0°С Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600mA/см2, t=21,5°С Бромелайн, ЭХГ плотность тока 600mA/см2, t=35,5°С
Более 50 12,53±0,6 10,77±0,53 10,21±0,3
50-30 23,9±0,7 13,26±0,66 13,42±0,7
29-11 18,0±0,4 9,97±0,49 10,7±0,6
10-5 21,0±1,5 21,12±1,05 29,15±0,46
Менее 5 24,12±1,7 33,88±0,7 34,5±0,73
Данные, представленные в Табл. 4, показывают, что гидролизаты, подвергаемые электрофорезу, представляет собой смесь соединений белковой природы, молекулярная масса которых находится в пределах от 5 до 50 кДа.
На фигуре представлена электрофореграмма гидролизатов сывороточных белков:
1 - маркер молекулярных масс;
2 - ГСБ при использовании Бромелайн, PH=8,5, t=50,0°С;
3 - ГСБ при использовании Бромелайн с ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=21,5°С;
4 - ГСБ при использовании Бромелайн с ЭХГ плотность тока 600 mA/см2, t=35,5°С.
Гидролитическое расщепление белков начинается через небольшой промежуток после внесения ферментных препаратов, поэтому уже после 10-15 минут гидролиза часть белковых веществ переходит частично в растворимое состояние, и на электрофореграмме (фигура) наблюдается изменение фракционного состава.
Большая часть фракций приходится на белки с низкой молекулярной массой - 10-5 кДа составило 21-29%, менее 5 кДа составило 33-35%. Суммарно 55-65%. При гидролизе в течение 8 ч массовая доля фракций с молекулярным весом более 50 кДа заметно сокращается, и изменения составляют от 10,21 до 12,46% (в зависимости от метода).

Claims (1)

  1. Способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки, заключающийся в пропускании раствора изолята сывороточного белка с протеолитическим ферментом Бромелайн в течение 8 часов через катодную камеру аппарата для электрохимического гидролиза при температуре 35,5°С, со скоростью потока 5 л/мин, плотностью тока в катодной камере 600 mA/см2, окислительно-восстановительным потенциалом -980 мВ и pН 8,5.
RU2024125672A 2024-09-02 Способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки RU2830309C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2830309C1 true RU2830309C1 (ru) 2024-11-18

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1722383A1 (ru) * 1989-10-23 1992-03-30 Институт Прикладной Физики Ан Мсср Способ выделени белков из молочной сыворотки
RU2065703C1 (ru) * 1992-07-01 1996-08-27 Институт прикладной физики АН Республики Молдова Способ изоэлектрической коагуляции белков молочной сыворотки и электролизер для его осуществления
MD139Z (ru) * 2009-04-23 2010-09-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Способ переработки сыворотки

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1722383A1 (ru) * 1989-10-23 1992-03-30 Институт Прикладной Физики Ан Мсср Способ выделени белков из молочной сыворотки
RU2065703C1 (ru) * 1992-07-01 1996-08-27 Институт прикладной физики АН Республики Молдова Способ изоэлектрической коагуляции белков молочной сыворотки и электролизер для его осуществления
MD139Z (ru) * 2009-04-23 2010-09-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Способ переработки сыворотки

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВУТКАРЕВА И.И. Влияние ферментации концентрированной молочной сыворотки на выделение органических кислот при электрообработке, Электронная обработка материалов, 2021, N 2(57), с. 48-53. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shazly et al. Fractionation and identification of novel antioxidant peptides from buffalo and bovine casein hydrolysates
Hernández-Ledesma et al. Release of angiotensin converting enzyme-inhibitory peptides by simulated gastrointestinal digestion of infant formulas
Ohba et al. Physiological functions of enzymatic hydrolysates of collagen or keratin contained in livestock and fish waste
KR20080045108A (ko) 우유 카제인의 효소 가수분해물에서 식별된 생물활성펩티드 및 그것을 얻는 방법
Holder et al. Selective isolation of angiotensin-I-converting enzyme-inhibitory peptides from micellar casein and β-casein hydrolysates via ultrafiltration
KR100437984B1 (ko) 펩티드혼합물의제조방법
EP3701802B1 (fr) Composition à hautes teneurs en acides aminés libres et utilisation en tant que matière première et aliment complet pour l'alimentation animale
Pouliot et al. Effect of peptide distribution on the fractionation of whey protein hydrolysates by nanofiltration membranes
CN116789793A (zh) 一种乳蛋白组合物及其制备方法和应用
RU2830309C1 (ru) Способ получения низкомолекулярных гидролизных пептидов из молочной сыворотки
RU2366294C1 (ru) Способ получения биологически активной добавки "мобелиз" и полученная этим способом бад "мобелиз"
CN111349676A (zh) 一种羊乳乳清高f值寡肽的制备方法
US4579660A (en) Method for treatment of biomass
CN103937858B (zh) 一种从裂壶藻藻粕制备抗氧化剂的方法
Sereda et al. Whey proteins hydrolysis using Alcalase and Flavourzyme
Lee et al. Isolation of an angiotensin converting enzyme inhibitory peptide from irradiated bovine blood plasma protein hydrolysates
CN118547034A (zh) 一种高稳定性牦牛骨髓小分子肽的提取方法
FI104457B (fi) Proteiinikoostumus ja sen valmistus ja käyttö sekä sitä sisältävät valmisteet ja näiden valmistus
CN114057833B (zh) 基于减少黑色素沉淀功效的贻贝多肽、多肽粉及制备方法和应用
WO1999005918A1 (en) Glutamine enriched peptide products
WO2023221994A1 (zh) 一种乳蛋白组合物及其制备方法和应用
Cliffe et al. A time course study of peptide production in accelerated‐ripened cheddar cheese using reverse phase high performance liquid chromatography
JP3437738B2 (ja) 臭気の低減された蛋白質加水分解物の製造方法
RU2510398C2 (ru) Способ выделения низкомолекулярных пептидов
CN115669792A (zh) 一种利用鲟鱼鱼筋制备脱苦低分子黏蛋白的方法