Исследование функциональных свойств ферментного препарата фосфолипазы С

УДК 665.3.093.4
Волошенко С.В., младший научный сотрудник
Украинский научно-исследовательский институт масел и жиров Национальной академии аграрных наук Украины, г. Харьков
Гладкий Ф.Ф., д-р техн. наук, профессор
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков

В статье сформулирована задача исследования функциональных свойств ферментного препарата отечественного производства, в состав которого входит фосфолипаза С., для проведения реакции ферментной гидратации растительных масле с целью создания экологически чистой технологии.

In the article for the purpose of creation the new ecologically pure technology the problem of research the functional properties of the enzyme preparation of domestic production, which consist phospholipase C, for reaction of enzeme degumming vegetable oils formulated.

На сегодняшний день в мире ферментнные технологии применяют в хлебопечении, в кондитерской промышленности, в приготовлении напитков, в производстве масел и жиров, а именно в производстве специальных жиров, косметических препаратов, гидратации масел и переэтерификации жиров [1].

Одними из основных ферментов, которые катализируют биохимические реакции в превращениях фосфолипидов, являются фосфолипазы.

В процессе рафинации растительных масле на этапе их гидратации с успехом внедрены в промышленность технологии, которые предусматривают использование ферментных препаратов, содержащих фосфолипазы А1 и А2.

Согласно литературным данным, а также на основании исследований, проведённых в Украинском научно-исследовательском институте масле и жиров Национальной академии аграрных наук Украины, на сегодняшний день уже доказана возможность использования фосфолипазы С отечественного производства в технологии гидратации растительных масел [2].

На данный момент в работе использовался ферментный препарат производства ЗАО «Энзим» фосфолипаза С с низкой активностью, которая составляет 500 ед/г. Для продолжения исследований в 2011 году в г. Ладыжин на предприятии «Энзим» был синтезирован ферментный препарат фосфолипаза С активностью 14394 ед/г.

Таким образом, целью научно-исследовательской работы является изучение функциональных свойств данного ферментного препарата фосфолипазы С отечественного производства, т.е. способность его ускорять гидролиз фосфолипидов, для создания новой экономичной и экологически чистой технологии гидратации растительных масел.

Для достижения цели исследований необходимо решение следующих задач: проведение реакции пробной гидратации растительных масел с использованием ферментного препарата, в состав которого входит фосфолипаза С и определение качественных показателей гидратированного масла и фосфоросодержащего осадка.

В работе исследовались образцы масла подсолнечного, подвергавшиеся ферментной гидратации в диапазоне температур от 30 oC до 55 оС в течение 1 часа. Продукты реакции разделяли методом центрифугирования на лабораторной центрифуге ОПН-8 с числом оборотов 6000 с-1. Протекание реакции отслеживали по следующим показателям: кислотное число гидратированного масла, кислотное число фосфоросодержащего осадка, массовая доля фосфоросодержащих веществ в гидратированном масле и массовая доля моноацилглицеринов (МАГ), диацилглицеринов (ДАГ) и триацилглицеринов (ТАГ).

Результаты исследований представлены на рис. 1,2,3 и в таблице 1.

fosfolipaza_C_1
Рис. 1 — Зависимость кислотного числа масла от температуры реакции ферментной гидратации, проведенной с использованием ферментного препарата фосфолипазы С

fosfolipaza_C_2
Рис. 2 — Зависимость кислотного числа фосфоросодержащего осадка от температуры реакции ферментной гидратации, проведенной с использованием ферментного препарата фосфолипазы С.

В результате исследования влияния температуры реакции на изменение кислотного числа гидратированного масла и образовавшегося фосфоросодержащего осадка, установлено, что в масле происходит уменьшение кислотного числа по сравнению с исходным продуктом в выбранном температурном интервале. В свою очередь в фосфоросодержащем осадке наблюдается резкое увеличение кислотного числа при температуре реакции 30 oC и незначительное его снижение при температурах реакции 45 — 55 oC, что может свидетельствовать о том, что в осадке накапливаются свободные кислоты, образовавшиеся в процессе ферментной гидратации.

fosfolipaza_C_3
Рис. 3 — Зависимость массовой доли фосфоросодержащих веществ масла от температуры реакции ферментной гидратации, проведенной с использованием ферментного препарата фосфолипазы С

Как видно из рис. 3, снижение массовой доли фосфоросодержащих веществ происходит до 0,15 %. Следовательно, для полного выведения фосфолипидов из масла необходимо использовать ещё дополнительные методы очистки или другие ферментные препараты.

Таблица 1 — Результаты исследований массовой доли МАГ, ДАГ и ТАГ в продуктах реакции ферментной гидратации с использованием фосфолипазы С

Наименование продукта Массовая доля МАГ, % Массовая доля ДАГ, % Массовая доля ТАГ, %
Исходное масло 1,280 2,348 96,373
Масло гидратированное при t 30 oC 1,284 1,974 96,741
Масло гидратированное при t 45 oC 1,259 2,131 96,610
Масло гидратированное при t 55 oC 1,272 1,959 96,769

Выводы

  1. При анализе результатов определения кислотного числа установлено, что в гидратированном масле происходит снижение кислотного числа с одновременным увеличением кислотного числа в фосфоросодержащем осадке, что свидетельствует об образовании свободных кислот, переходящих во время разделения в фосфоросодержащий осадок.
  2. Анализ изменения массовой доли фосфоросодержащих веществ показал, что снижение массовой доли фосфоросодержащих веществ происходит в среднем до 0,15 % (в пересчете на стеароолеолицитин), что в 1,5 раза выше нормы для гидратированного масла согласно ДСТУ 4492:2005.
  3. Анализ массовой доли МАГ, ДАГ и ТАГ показал, что в результате реакции остаётся неизменной массовая доля МАГ и ТАГ и снижение массовой доли ДАГ. Поскольку не происходит увеличение массовой доли ДАГ в гидратированном масле, это свидетельствует о том, что в ходе реакции не происходит разрыв сложно-эфирной связи между ДАГ и замещенной фосфорной кислотой.

Всё вышесказанное может свидетельствовать о том, что фосфолипаза С производства ЗАО «Энзим» действует только на определённые группы фосфолипидов (на какие именно — будет установлено впоследствии); также на основании проанализированных данных можно предположить, что данная фосфолипаза имеет механизм действия фосфолипазы А1 или А2. Также имеется вероятность того, что данный ферментный препарат вообще не проявляет специфической активности фосфолипазы С и реакция идёт по механизму обычной водной гидратации, поскольку использование этого ферментного препарата предусматривает добавление 1-2 % воды в среду реакции.

Литература
1.Ключникова Л. В. Ферментные технологии — будущее масложировой промышленности // Масложировая промышленность. — 2006. — № 4. — с. 30 — 31.
2. Волошенко С. В. Новая технология ферментной гидратации фосфолипидов растительных масел // Масложировой комплекс. — 2011. — № 2. — с. 35 — 36.


Статья опубликована на сайте irbis-nbuv.gov.ua в 2012 году.