Способ получения запрограммированного по незаменимым аминокислотам белка из трехкомпонентного растительного сырья

 

Способ предусматривает получение комплексного растительного белка путем экстракции растительного сырья с последующим осаждением белковых веществ, промывкой и высушиванием целевого продукта. В качестве растительного сырья используют трехкомпонентную смесь, полученную путем смешивания муки из семян амаранта, пшеницы и сои с учетом содержания белка и выхода его при экстракции в расчете на содержание в смеси белка амаранта 34,6%; белка пшеницы 15,7%; белка сои 49,7%. Изобретение позволит получить продукт, сбалансированный по незаменимым аминокислотам. 2 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения пищевых белковых продуктов с заранее заданными свойствами.

Целью изобретения является создание комплексного белкового продукта на основе трехкомпонентного растительного сырья: семян амаранта, пшеницы и сои с максимально близким по содержанию незаменимых аминокислот к стандартному белку FAO/BОЗ.

Известно, что основным недостатком пищевых растительных белков является их несбалансированность по десяти незаменимым аминокислотам. Большинство растительных белков, кроме бобовых, бедны лизином [1]. В свою очередь, бобовые содержат мало серосодержащих аминокислот (метионина и цистеина). Белок амаранта максимально приближается по большинству аминокислот к идеальному. Его скор (score) равен 75, у сои - 74 и у пшеницы - 53 (табл. 1). Однако в нем недостаточно содержание лейцина.

При малом содержании лизина пшеница имеет комплекс белков, входящих в клейковину с уникальными функциональными свойствами.

Известны способы получения белковых изолятов и концентратов из самого разнообразного растительного сырья, в том числе из сои, пшеницы и амаранта [2-5] . Общим недостатком белков, получаемых по этим способам из монокомпонентного растительного сырья, является их несбалансированность по незаменимым аминокислотам. Однако, как сказал Ф.Эйлворд, особую ценность могут представлять смеси, составленные из двух или более растительных белков.

Задачей работы являлось получение белка с оптимизированным на ЭВМ составом на базе трехкомпонентного растительного сырья: семян амаранта, пшеницы и сои.

Подбор компонентов сырья был обусловлен прежде всего тем, что белок амаранта и сои имеет высокий аминокислотный скор (score), а комплекс белков, входящих в состав клейковины у пшеницы, обладает ценными функциональными свойствами, используемыми в хлебопекарной и макаронной промышленности.

Следующими соображениями, которыми мы руководствовались при выборе сырья, являлось то, что масло, выделяемое из муки семян указанных объектов при ее обезжиривании, обладает лечебно-профилактическими свойствами.

С точки зрения прикладной математики поставленная задача относится к классу задач расчета оптимальных по составу смесей, составленных из нескольких компонентов.

Содержание десяти важнейших аминокислот в компонентах этой смеси приведены в табл. 1.

В нашей задаче для выполнения расчетов оптимальной смеси белков амаранта, пшеницы и сои использовалась компьютерная программа, обеспечивающая решение задач линейного программирования, реализованная на ЭВМ Pentium 166. Математическая модель смеси сведена к системе линейных неравенств, которая решена методом исключения Гаусса, совместно с итерационной минимизацией целевой функции. Для достижения минимума целевой функции при заданных условиях, исходных данных и стандарте FAO/BОЗ потребовалось три итерации. Результаты расчетов показали, что наиболее близкая к "эталонному" белку (по стандарту FAO/BОЗ) смесь формируется, если ее составить в следующих пропорциях: белок амаранта 34,6%; белок пшеницы 15,7%; белок сои 49,7%.

В табл. 2 приведены данные по содержанию десяти незаменимых аминокислот в трехкомпонентном белке, смоделированном на ЭВМ на основании имеющихся литературных данных по аминокислотному составу белка отдельных компонентов. В качестве базового белка взят стандартный белок FAO/BОЗ.

Как видно из таблицы, содержание большинства незаменимых аминокислот - близкое к эталонному белку. Суммарное содержание фенилаланина и тирозина в рассчитанном белке превышает стандарт, а процент треонина и валина несколько ниже стандартного.

Таким образом, состав экспериментального растительного белка снимает вопрос о лимитирующих аминокислотах в отдельно взятых компонентах.

Опытная проверка рассчитанных на ЭВМ параметров приготовления смеси.

Обезжиренная гексаном мука семян амаранта, пшеницы и сои смешивалась с учетом содержания белка и выхода при его экстракции в расчете на содержание в смеси белка амаранта 34,6%, белка пшеницы 15,7%, белка сои 49,7%.

Смесь муки подвергали исчерпывающей водно-кислотной экстракции [3, 5]. После осаждения смеси белковых веществ в изоэлектрической зоне (3,5-6,0) промытый и высушенный целевой продукт подвергли гидролизу для определения его аминокислотного состава.

В табл. 2 представлены результаты аминокислотного анализа экспериментального белка. Из таблицы видно, что содержание всех лимитирующих незаменимых аминокислот в экспериментально полученном белке из трехкомпонентного сырья: муки семян амаранта, пшеницы и сои, близкое к расчетному.

Содержание всех остальных незаменимых аминокислот, близкое к расчетному и стандартному белку FAO/BОЗ.

Таким образом, установлено, что рассчитанное на ЭВМ соотношение белков трехкомпонентного сырья подтверждено в эксперименте. Получен комплексный экспериментальный белок по содержанию незаменимых для человека аминокислот, максимально приближенный к стандартному белку FAO/BОЗ.

Литературные источники 1. Беро С. , Давэн А. Технология извлечения и очистки белковых растительных продуктов. Растительный белок. М., 1991, с. 359-367.

2. Патент DDR 210837, A, J 1/14, 1984.

3. Патент США 4486343, А 23 J 3/00, 1984.

4. Robert Becker. Preparation, composition, and Nutritional Implications of Amarant Seed Oil. Cereal Food World (CTW), v. 34, 11, p. 950-953, 1989.

5. Макеев А.М. и др. Способ получения кормового продукта из растительного сырья. А.С. 1827778, 1998.

Формула изобретения

Способ получения комплексного растительного белка, предусматривающий экстракцию растительного сырья с последующим осаждением белковых веществ, промывкой и высушиванием целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют трехкомпонентную смесь, полученную путем смешивания муки из семян амаранта, пшеницы и сои с учетом содержания белка и выхода его при экстракции из расчета на содержание в смеси: белка амаранта - 34,6%, белка пшеницы - 15,7%, белка сои - 49,7%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2