Способ регуляции глубины и качества гидролиза сырья маралов путем добавления органических растворителей

Введение. В России на сегодняшний день значительно возросла популярность здорового питания среди населения, что опосредовано концепцией государственной политики в данной сфере. В связи с этим обозначена тенденция постепенного увеличения рынка продуктов функциональной направленности [1, 2].

Среди значительного разнообразия функциональных продуктов все большую популярность приобретает продукция пантового оленеводства, которая характеризуется входящим в ее состав широким спектром биологически активных компонентов: аминокислот, пептидов, липидов, жирных кислот, витаминов, макро-, микроэлементов и гормонов. С древних времен считалось, что препараты из различных частей пантовых оленей являются природными уникальными адаптогенами, способными усиливать собственный биологический потенциал организма.

В связи с увеличением спроса на продукцию пантового оленеводства важным направлением научно-исследовательской работы является разработка эффективных способов переработки сырья пантовых оленей, позволяющих получать биосубстанции с максимальным извлечением биологически активных компонентов.

В настоящее время одним из перспективных способов переработки сырья является проведение гидролиза с применением специфических протеолитических ферментов, которые позволяют получить сложную смесь продуктов распада белков с различной молекулярной массой [3]. Преимуществом ферментативного гидролиза является низкотемпературный режим проведения процесса, что способствует максимальному сохранению биологически активных компонентов сырья [4].

При гидролизе улучшается растворимость и усвояемость получаемых биосубстанций, что делает их более удобными в применении в составе пищевых продуктов.

Согласно литературным данным, действие ферментных препаратов при проведении гидролиза можно усилить путем добавления органических растворителей, что обусловлено изменением липофильности реакционной среды [10].

Цель исследования: провести оценку глубины и качества ферментативного гидролиза сырья маралов в присутствии органических растворителей.

Материалы и методы исследования. Первоначально исследовано влияние различных концентраций этанола и глицерина на актив- ность ферментов при расщеплении сырья маралов. В качестве модельного субстрата использовали сухожилия марала, предварительно измельченные с помощью промышленного измельчителя МИМ-300.

Апробированы органические растворители: этиловый спирт (98 °С), в концентрации 1; 3; 6 %, глицерин (ЧДА) в концентрации 0,5; 1; 3 %.

Гидролиз осуществляли с добавлением комплекса ферментов Протозим В, Протозим С и Протозим ЛП при температуре 50 °С на ультразвуковой установке Elmasonik при гидромодуле 1 : 5 в течение 4, 6 и 8 ч.

В каждой пробе определяли количество аминного азота методом формольного титрования.

Для оценки качества экстракции, проводимой в присутствии органических растворителей, произведено высушивание образцов гидролизатов в инфракрасной сушке при температуре 50 °С до остаточной влажности 7–9 (концентраты) с последующим изучением биохимического состава полученных образцов по общепринятым методикам.

Для определения биологической активности биосубстанций проведены опыты на лабораторных мышах по методике Н.Н. Каркищенко [5].

Результаты исследования и их обсуждение. В ходе исследования проведен анализ биохимического состава биосубстанций из сырья маралов, полученных путем ферментативного гидролиза в присутствии органических растворителей. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатель, %	Этанол			Глицерин
	1 %	3 %	6 %	0,5 %	1 %	3 %
Вода	7,2	7,5	7,0	7,0	7,3	7,6
Протеин	91,4	88,6	88,8	87,1	85,8	67,5
Жир	0,6	0,4	0,5	0,6	1,6	2,2
БЭВ	0	0	0	5,1	9,6	26,1
Зола	0,8	2,0	1,7	1,2	1,0	1,1

Биохимический состав концентратов из сухожилий марала в зависимости от органического растворителя

Согласно результатам биохимического состава концентратов, в образце, полученном в присутствии этанола концентрацией 1 %, выявлена максимальная доля белка и минимальное количество зольных веществ, что свидетельствует об увеличении выхода готового продукта за счет белковой составляющей. При увеличении процента этилового спирта до 3 и 6 % массовая доля белка снижалась на 3 % при одновременном увеличении зольности в 2,1–2,5 раза соответственно.

Добавление глицерина в концентрации 0,5, 1 и 3 % при проведении ферментативного гидролиза оказывало негативное влияние на качественные характеристики гидролизатов, о чем свидетельствует снижение массовой доли белка на 4,9, 6,5 и 35,4 % соответственно по сравнению с гидролизом в присутствии 1 %-го этанола. Кроме того, в образцах с глицерином концентрацией 1 и 3 % массовая доля жира в 2,6–5,5 раза превышала данный показатель в образцах с этанолом, что может свидетельствовать о воздействии данного органического растворителя на жировую фазу сырья.

Максимальное количество БЭВ выявлено в образце с 3 %-м глицерином, в котором данный показатель был выше в 5,1; 2,7 раза по сравнению с 0,5 и 1 %-м раствором. Данная зависимость может свидетельствовать об образовании побочных химических соединений при гидролизе в присутствии глицерина.

Определяющим процессом в ходе гидролиза с применением ферментных препаратов является накопление низкомолекулярных продуктов белковой деградации, оценку которого можно провести по степени накопления аминного азота в полученном продукте.

Для определения глубины гидролиза проведен опыт по определению аминного азота в образцах гидролизатов. Полученные данные представлены на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Накопление аминного азота в процессе гидролиза с добавлением этилового спирта

Данные рисунка 1 свидетельствуют о том, что добавление 1 %-го этилового спирта в процессе ферментативного гидролиза имеет оптимальную и достаточную направленность, в результате чего накопление аминного азота через 4 ч составило 134 мг%, через 6 – 190 мг%, а че- рез 8 достигло максимального значения – 205 мг%. При увеличении концентрации этанола до 3 и 6 % наблюдалось снижение уровня аминного азота до 164 и 160 мг% соответственно при продолжительности процесса ферментации 8 ч.

jS

= a

GO

Ill

• ■    Глицерин 0,5%

• ■    Глицерин 1%

• ■    Глицерин 3%

4 часа 125 120

6 часов

8 часов

Рис. 2. Накопление аминного азота в процессе гидролиза с добавлением глицерина

Согласно данным, представленным на рисунке 2, добавление глицерина в концентрации 0,5 % при проведении гидролиза сырья маралов способствует накоплению низкомолекулярных продуктов гидролитического расщепления в количестве 125 мг% через 4 ч процесса, 134 мг% – через 6 ч и 147 мг% – через 8 ч ферментации. При увеличении концентрации глицерина в растворе до 1 и 3 % показатель аминного азота снижался – 145 и 140 мг% соответственно при продолжительности гидролиза 8 ч.

Таким образом, определено, что ферментативный гидролиз сырья маралов идет быстрее и эффективнее при добавлении в раствор 1 %-го этанола.

С целью определения биологической активности гидролизатов из сырья маралов проведена серия опытов на лабораторных животных (мышах). Сохранность мышей в опытной и контрольной группах в течение всего периода наблюдения была 100 %. Кожные покровы чистые, волосяной покров ровный, гладкий. На протяжении опытного периода животные всех групп были активны и подвижны. Результаты экспериментов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние гидролизатов из сухожилий маралов на продолжительность плавания мышей

Серия опытов	Продолжительность плавания
	мин	%
Контроль	2,72±0,64	100
Гидролизат из сухожилий, спирт 1 %	5,26±1,01	193,3
Гидролизат из сухожилий, спирт 3 %	4,13±1,50	151,8
Гидролизат из сухожилий, спирт 6 %	5,12±1,32	188,2
Гидролизат из сухожилий, глицерин 0,5 %	3,56±1,15	130,8
Гидролизат из сухожилий, глицерин 1 %	4,35±2,02	159,9
Гидролизат из сухожилий, глицерин 3 %	4,50±1,17	165,4

Согласно данным, представленным в таблице 2, у контрольных животных, которые в течение опыта получали физиологический раствор, предельное плавание с грузом составляло менее 3 мин. Выпаивание водных гидролизатов из сухожилий марала вызывало повышение выносливости животных к физической нагрузке. Время плавания мышей, получавших гидролизаты из сухожилий, произведенных с добавлением 1 %-го раствора этилового спирта, на 93,3 % превышало продолжительность плавания в контрольной группе. Высокие значения работоспособности у мышей были установлены и в других образцах. При введении гидролизатов, полученных с добавлением более высоких концентраций этилового спирта, время плавания мышей превышало данный показатель в контрольной группе на величину 51,8–88,2 %, при добавлении глицерина – на 38,2–65,4 %.

Выводы

• 1.    Ферментативный гидролиз сырья маралов в присутствии этилового спирта в концентрации 1 % влияет на качественные показатели готовых гидролизатов, в частности увеличивается массовая доля белковой составляющей до 91,4 % и возрастает биологическая активность на 93,3 % по сравнению с контролем.

• 2.    Установлено, что на глубину ферментативного гидролиза оказывает влияние концен-

• трация и характер органического растворителя. Максимальный показатель аминного азота – 205 мг% наблюдается при ферментации в присутствии 1 %-го этанола.