Реализуя в производство тенденции здорового питания, нельзя обойти вниманием такой уникальный ресурс, как молочная сыворотка, которая является биологически полноценным продуктом и имеет низкую себестоимость.
Основной компонент этого сырья – сывороточные белки, характеризующиеся высокой биологической ценностью и усвояемостью. Однако, широкое применение их в пищевых технологиях сдерживается значительной остаточной антигенностью. При этом наиболее сильно антигенные свойства выражены у β – лактоглобулина – основного белка молочной сыворотки (табл. 1) [1].
Таблица 1
Характеристика антигенных свойств белков молока
|
Белок |
Доля белковых компонентов, % |
Молекулярная масса, кДа |
Частота аллергических реакций, % |
Характеристика |
|
β-лактоглобулин |
9 – 17 |
18360 |
62 – 100 |
Видоспецифичен. Термостабилен. Выраженные аллергические свойства. |
|
α-лактоальбумин |
0,3 – 0,9 |
14200 |
41 – 53 |
|
|
Казеин |
76 – 86 |
18000 – 24000 |
43 – 60 |
Нет видовой специфичности. Есть в молоке других животных. Термолабилен. Выраженные аллергические свойства. |
|
Сывороточный альбумин |
0,7 – 1,3 |
67000 |
18 - 57 |
Видоспецифичен. Термостабилен. |
Поступая в желудок, белки коровьего молока подвергаются протеолизу пепсином - ферментом желудочного сока. Однако, β-лактоглобулин, в отличие от бычьего сывороточного альбумина (БСА) и α-лактальбумина, не гидролизуется. Такие нерасщепленные макромолекулы белков молока достигают эпителия тонкой кишки и адсорбируются энтероцитами (рис. 1). Большая часть белка, поглощенного энтероцитами, расщепляется в эндолизосомальной системе на аминокислоты (50 %) и пептиды (40 %), тогда как 10 % не подвергаются гидролизу и переносятся в неизменном виде [2]. При взаимодействии негидролизованных белков молока со специализированными клетками иммунной системы запускается синтез IgE и IgG к различным антигенным детерминантам этих белков.
Рисунок 1. – Внутриклеточный транспорт пищевых антигенов
Таким образом, модификация состава и свойств молочной сыворотки для снижения остаточной антигенности ее белковых фракций, в частности, β-лактоглобулина, особенно актуальна. На основании патентного поиска установлено, что наиболее перспективным способом снижения аллергенности молочного сырья является протеолиз присутствующих белков, позволяющий получить гидролизаты с заданными свойствами.
Нами разработана технология получения низкоаллергенных гидролизатов белков ультрафильтрационного концентрата подсырной сыворотки. В качестве сырья при подборе условий биоконверсии применяли ультрафильтрационный концентрат белков подсырной сыворотки, полученной от выработки сыра «Российский» на ОАО «Калачеевский сырзавод». Концентрирование проводили на ультрафильтрационной установке MMS Swissflow VF с использованием керамических мембран с фактором концентрирования 5,6.
Для реализации гидролиза осуществлен подбор мультиферментной композиции на основе коммерчески доступных ферментных препаратов протеолитического действия (Protamex и Alcalase), разрешенных для применения в пищевой промышленности. Оптимизированы условия ферментативной конверсии белков УФ-концентрата подсырной сыворотки, которые позволили получить гидролизат с привлекательными органолептическими характеристиками. Изучены его химический состав и свойства (табл. 2).
Таблица 2
Сравнительный анализ химического состава и свойств исследуемых образцов
|
Наименование показателя |
Подсырная сыворотка |
УФ-концентрат подсырной сыворотки |
Гидролизат белков УФ-концентрата |
|
Массовая доля жира, % |
0,05 |
0,30 |
0,30 |
|
Массовая доля общего белка, % |
0,79 |
2,73 |
2,72 |
|
Содержание общего азота, % |
0,13 |
0,43 |
0,43 |
|
Содержание небелкового азота, % |
0,0343 |
0,107 |
0,3096 |
|
Массовая доля белка, % |
0,60 |
2,03 |
0,76 |
|
Содержание сывороточных белков, % |
0,60 |
2,02 |
0,75 |
|
Массовая доля лактозы, % |
4,75 |
5,34 |
4,68 |
|
Массовая доля сухих веществ, % |
5,58 |
9,70 |
9,54 |
|
Содержание β-лактоглобулина, мг/мл |
1,704 |
9,049 |
0,004 |
|
Содержание α-лактоальбумина, мг/мл |
1,220 |
6,44 |
Менее 0,003 |
|
Содержание лактоферрина, мг/мл |
0,909 |
4,87 |
– |
|
Массовая доля золы, % |
0,52 |
0,60 |
0,85 |
|
Кислотность, °Т |
27,1 |
29,8 |
29,3 |
|
Величина рН, ед. |
6,38 |
6,55 |
6,51 |
Степень гидролиза белков в УФ-концентрате подсырной сыворотки составила 10,58 ± 0,32 %, что обеспечило снижение остаточной антигенности полученного гидролизата в 1000 раз до 0,015 %.
Для профилактического питания людей с аллергией на белки разработана рецептура кисломолочного напитка на основе нормализованной смеси молока цельного, обезжиренного и полученного гидролизата белков УФ-концентрата подсырной сыворотки с применением йогуртовой закваски. Разработанная технология позволяет получить функциональные продукты питания с направленными физиолого-биохимическими свойствами, повышенной пищевой и биологической ценностью.