Спосіб виділення нативних міцел казеїну

Реферат: Винахід належить способу виділення нативних міцел казеїну, який передбачає змішування знежиреного молока із розчином пектину, відстоювання системи "вода-протеїни молокаполісахарид" та її самовільне розшарування на казеїнову і полісахаридну фракції, причому казеїнову фракцію піддають повторному змішуванню із розчином пектину й подальшому розшаруванню. UA 110997 C2 (12) UA 110997 C2 UA 110997 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі біотехнології і може бути використаний для моделювання біохімічних процесів протеолізу білків молока, а також визначення специфічності дії та активності молокозгортаючих ферментів. Відомий спосіб отримання білкового концентрату із молока, що передбачає додавання до знежиреного молока розчину натрієвої солі карбоксиметилцелюлози, витримування отриманої суміші за температури 5…10 °C та її подальше розділення на казеїновий концентрат і полімерно-білковий комплекс [Патент России 1787417, MT1KA23G 1/20, 1/16; заявл. 01.04.1991; опубл. 15.01.1993. Бюл.№2]. Недоліком даного способу є використання хімічно синтезованої сполуки - натрій карбоксиметилцелюлози, яка здатна порушувати іонний склад отриманого казеїнового концентрату та змінювати його біохімічні характеристики. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є спосіб виділення концентрату натурального казеїну із знежиреного молока шляхом додавання водного розчину природного кислого полісахариду - пектину. В умовах термодинамічної несумісності білків і полісахаридів у водних розчинах проходить розділення системи на: міцелярний казеїновий концентрат і безказеїнову полісахаридну фракцію [Концентраты белков молока: выделение и применение: [монография] / В.И. Трухачев, В.В.Молочников, Т.А.Орлова, Р.И.Раманаускас. - Ставрополь: АГРУС, 2009. - 152 с.] (додається). Недоліком даного способу виділення міцелярного казеїну є наявність у складі казеїнової фази системи сироваткових білків молока, які можуть у подальшому негативно впливати на результати біохімічних процесів із використанням отриманого казеїнового концентрату. В основу винаходу поставлена задача розроблення способу виділення нативних міцел казеїну без залишків фракцій сироваткових білків молока. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виділення нативних міцел казеїну передбачає змішування знежиреного молока із розчином пектину, відстоювання системи "водапротеїни молока-полісахарид" та її самовільне розшарування на казеїнову і полісахаридну фракції, згідно з винаходом, казеїнову фракцію піддають повторному змішуванню із розчином пектину й подальшому розшаруванню. На фіг. 1. представлена хроматограма казеїнової фази після розшарування системи "водапротеїни молока-полісахарид", на фіг. 2. - електрофореграми низькомолекулярної фракції (фракції 27-31) після хроматографії казеїнової фази на сефарозі 2В (1) і контрольного зразка сироваткових білків молока (2), на фіг. 3. - хроматограма казеїнової фази після повторного розшарування системи "вода-протеїни молока-полісахарид", на фіг. 4. - електрофореграми контрольного казеїну (1), високомолекулярної (2) і низькомолекулярної хроматографічних фракцій (3) казеїнової фази системи "вода-протеїни молока-полісахарид" після повторного розшарування. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю запропонованих ознак та очікуваним технічним результатом полягає у наступному. Під час змішування розчинів білків і полісахаридів спостерігається утворення двофазної системи, у якій білок міститься в одній фазі, а полісахариди - в іншій. В основі розшарування системи лежить термодинамічна несумісність кислих полісахаридів та білків, здатних до асоціації. У результаті витіснення білка з тієї частини об'єму системи, яка зайнята макромолекулами полісахариду, відбувається концентрування білків. При цьому розчин білка концентрується, а розчин полісахариду розбавляється доти, поки не зрівняється осмотичний тиск у цих фазах. Відповідно до закономірностей безмембраного осмосу, під час використання двох розчинів з різними хімічними потенціалами розчинників, відбувається дифузне перенесення розчинника (через міжфазну поверхню розчинів двох термодинамічно несумісних речовин) у розчин одного із них. Суміш знежиреного молока і розчину пектину за певних умов може самовільно розділятися на дві фази: верхню - безказеїнову і нижню - казеїнову. При цьому одночасно відбуваються два процеси: практично швидке розділення суміші на дві фази і довготривале концентрування казеїнового комплексу молока при відстоюванні (за рахунок агрегації і осадження білка) або під дією відцентрових сил. Безказеїнова фаза містить сироваткові білки, лактозу, пектин та інші розчинні речовини молока. Сироватково-полісахаридна фракція, маючи практично стабільний хімічний склад, ряд корисних функціональних властивостей, у натуральному, згущеному або сухому вигляді може бути використана у виробництві структурованих харчових продуктів та збагаченні їх біологічно активними речовинами. 1 UA 110997 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Казеїнова фракція являє собою розчин казеїну в неденатурованому колоїднодисперсному стані, у вигляді казеїнкальційфосфатного комплексу. Під час виділення нативних міцел казеїну, з метою збереження сольової рівноваги у казеїновій фазі як розчинник пропонується використовувати водно-сольовий розчин. При цьому склад і концентрація солей у розчині повинні бути аналогічними до показників молока незбираного. Спосіб виділення нативних міцел казеїну здійснюють таким чином. З незбираного коров'ячого молока сепаруванням отримують знежирене молоко. Знежирене молоко змішують із 6,5 %- вим розчином пектину у співвідношенні 9:1. Попередньо компоненти охолоджують до температури 7 °C. Суміш перемішують протягом 10 хв та залишають у спокої на 2 години за температури 4 °C. У результаті відстоювання суміші відбувається розділення системи на дві фази: нижню казеїнову, верхню - сироватково-пектинову. За допомогою ділильної лійки чи іншого спеціального обладнання проводять декантування рідкої сироватко-пектинової фази. А казеїнову фазу суспендують водно-сольовим розчином до кількості, що відповідає початковій кількості знежиреного молока. Отриману білкову суспензію змішують із 6,5 % - вим розчином пектину у співвідношенні 9:1 та залишають для повторного розділення системи "вода-протеїни молока-полісахарид". Утворена казеїнова фаза має однорідну, в'язку, сметаноподібну консистенцію. Для збереження нативної структури казеїнових міцел білкову фазу висушують ліофільно. Приклад конкретного виконання способу 3 3 Знежирене молоко у кількості 450 см змішують із 50 см 6,5 %-го водного розчину пектину. Температура компонентів під час змішування становить 7 °C. Суміш перемішують протягом 10 хв, переливають у ділильну лійку та залишають у спокої на 2 години за температури 4 °C. Дві фази, що утворюються у результаті розшарування системи відділяють шляхом декантування. Концентровану нижню фазу - казеїнову - відновлюють у водно-сольовому розчині (склад й 3 концентрація солей аналогічна як у молоці незбираному) до кількості 450 см , повторно 3 змішують із 50 см 6,5 %-го розчину пектину. Суміш залишають у спокої за температури 4 °C на 2 год. для розділення системи. Ефективність даного способу виділення нативних міцел казеїну розкривається за допомогою наступних прикладів і креслень. Приклад 1 (прототип). Для виділення нативних казеїнових міцел застосовано одноразове змішування із розчином пектину та розшарування системи "вода-протеїни молока-полісахарид". Склад міцелярної казеїнової фракції, що отримано у даному прикладі представлено на фіг. 1 та фіг. 2. На хроматограмі, яку отримано у результаті гель фільтрації міцелярної казеїнової фази на колонці з сефарозою 2В, помітно два піки низькомолекулярних фракцій, характерних для сироваткових білків та β-казеїну. За результатами електрофоретичного аналізу до складу цих хроматографічних фракцій (27-31) входять: β-казеїн, р-лактоглобулін (β-1g), а-лактоальбумін (α1а), альбумін сироватки (BSA), сліди імуноглобулінів (Ig) і протеозопептонної фракції. Приклад 2. Для виділення нативних казеїнових міцел застосовано двічі процес змішування із розчином пектину з подальшим розшарування системи "вода-протеїни молока-полісахарид". Склад міцелярної казеїнової фракції, що отримано після другого розшарування системи представлено на фіг. 3 та фіг. 4. На хроматограмі отриманих казеїнових міцел помітно лише один пік низькомолекулярних фракцій. Електрофоретичним аналізом встановлено, що низькомолекулярна фракція представлена лише β-казеїном і не містить сироваткових білків. Технічний результат полягає у розробленні способу виділення нативних казеїнових міцел, який передбачає виділення казеїнової фракції під час розшарування системи "вода-протеїни молока-полісахарид" з повторним її змішування із розчином пектину та подальшим розшаруванням системи. Даний спосіб забезпечує отримання чистого, нативного міцелярного казеїну без залишків фракцій сироваткових білків молока. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 Спосіб виділення нативних міцел казеїну, що передбачає змішування знежиреного молока із розчином пектину, відстоювання системи "вода-протеїни молока-полісахарид" та її самовільне розшарування на казеїнову і полісахаридну фракції, який відрізняється тим, що казеїнову фракцію піддають повторному змішуванню із розчином пектину й подальшому розшаруванню. 2 UA 110997 C2 3 UA 110997 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4