Особенности применения трансглутаминазы в переработке молока

УДК 577+637

Особенности применения трансглутаминазы в переработке молока

Шлейкин А. Г., Данилов Н.П.

Аннотация
Проведено обобщение данных о состоянии и перспективах применения ферментной технологии в переработке молока. Приведена характеристика специфичности трансглутаминазы (ТГ) по отношению к белкам молока в сравнении с другими белками. Выявлена активность ТГ в диапазоне pH (5-8) с оптимумом около pH 7. Определена стабильность фермента при температуре до 40 град. С и инактивация при температуре выше 65 град. С. Рассмотрена субстратная специфичность трансглутаминазы к белку. Определены наиболее подходящие субстраты для ТГ: казеин, казеинат натрия, желатин, миозин, а также 11S и 7S глобулины соевых бобов. Хорошими субстратами являются также коллаген, глиадин и глютенин пшеницы, белок яичного желтка. Актин под действием ТГ, как правило, не связывается. Приведены условия ферментативного связывания белков сыворотки молока с глютеном пшеницы. При хранении в течение 6 недель при 4 град. С не было обнаружено изменений в реологических свойствах и степени полимеризации белка для йогуртов, приготовленных из молока, обработанного ферментным препаратом. Снижение остаточная концентрация растворимых белков, при инкубировании молочной сыворотки с препаратом ТГ, доказано методами электрофореза и гель-хроматографии. Связывание глютена с белками сыворотки молока приводит к снижению иммунной активности глютена, что может быть использовано для выработки специальных продуктов, предназначенных больным целиакией.

Ключевые слова: трансглутаминаза, казеин, глютен, белки сыворотки молока, переработка молока

Список литературы

Шлейкин А.Г., Данилов Н.П. Эволюционно-биологические особенности трансглутаминазы. Структура, физиологические функции, применение. // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2011. Т. 47, № 1, С. 3-14. [Shleikin A.G., Danilov N.P. Evolutionary and biological features of a transglutaminaza. Structure, physiological functions, application. Zhurnal evolyutsionnoi biokhimii i fiziologii. 2011. Vol. 47, No 1, p. 3-14. (in Russian)]
Swaisgood H.E., Horton H.R. Covalent immobilization of proteins by techniques which permit subsequent release. Methods Enzymol. 1987. No 135, p. 130-141.
Данилов Н.П., Шлейкин А.Г. Влияние трансглутаминазы на консистенцию молочного сгустка. Материалы всероссийской конференции “Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания”. – Углич: ВНИИМС, 2008. С. 82-84. [Danilov N.P., Shleikin A.G. Influence of a transglutaminaza on a consistence of a dairy clot. Materials of the All-Russian conference "Scientific and Practical Aspects of Greening of Food". – Uglich: VNIIMS, 2008. p. 82-84. (in Russian)]
Патент РФ № 2009141081.Способ получения молочной сыворотки с пониженной концентрацией остаточного белка. 10.05.2011. Шлейкин А.Г., Данилов Н.П. [Patent RF № 2009141081. Way of receiving whey with the lowered concentration of residual protein. 10.05.2011. Shleikin A.G., Danilov N.P. (in Russian)]
Шлейкин А.Г., Данилов Н.П. Роль трансглутаминазы в модификации глютена и в развитии целиакии. Материалы IV международной научно-технической конференции “Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке”. – СПб: СПбГУНиПТ, 2009. С. 424-426. [Shleikin A.G., Danilov N.P. Transglutaminaza role in modification of gluten and in development of a tseliakiya. Materials IV of the international scientific and technical conference "Low-temperature and Food Technologies in the XXI Century". St.-Petersburg. 2009. p. 424-426. (in Russian)]
Шлейкин А.Г., Данилов Н.П. Изучение связывания белков сыворотки молока микробной трансглутаминазой. Материалы межрегиональной конференции с международным участием. “Современные подходы к метаболической коррекции в профилактике и терапии”. – СПб: СПбМА им. И.И. Мечникова, 2009. С. 142-144. [Shleikin A.G., Danilov N.P. Studying of binding of proteins of serum of milk of the microbic transglutaminazy. Materials of interregional conference with the international participation. "Modern approaches to metabolic correction in prevention and therapy". St.-Petersburg. 2009. p. 142-144. (in Russian)]
7. Шлейкин А.Г., Данилов Н.П., Красникова Л.В. Влияние трансглутаминазы на связывание сывороточных белков. // Пищевая промышленность. 2009. № 7. [Shleikin A.G., Danilov N.P., Krasnikova L.V. Influence of a transglutaminaza on binding of serumal proteins. Pishchevaya promyshlennost'. 2009. No 7. (in Russian)]
8. Шлейкин А.Г., Данилов Н.П., Шарапова Т.А. Технологические и медико-биологические аспекты действия трансглутаминазы. // Известия СПбГУНиПТ. 2009. № 3,4. С. 47-49. [Shleikin A.G., Danilov N.P., Sharapova T.A. Technological and medicobiological aspects of action of a transglutaminaza. Izvestiya SPbGUNiPT. 2009. No 3,4. p. 47-49. (in Russian)]
9. Shleikin A., Gorbatovsky A., Danilov N. The use of transglutaminase in food processing. 3rd Baltic Conference on Food Science and Technology “FoodBalt-2008”, Jelgawa, 2008. Р. 51-53.
10. Shleikin A.G., Danilov N.P., Ternovskoy G.V. Modification of food products properties by use of transglutaminase. 11th International Congress on Engineering and Food “Food process engineering in a changing world”, Athens, Greece, May 22-26, 2011. Congress Proceedings, vol. I. Р. 663 – 664.
11. Shleikin A.G., Krasnikova L.V., Danilov N.P. Substrate specificity of transglutaminase. “Food technology operations. New Vistas”, monography, edited by W. Kopec and M. Korzeniowska, Wroclaw, 2009. Р. 101-112.
12. Shleikin A.G., Krasnikova L.V., Danilov N.P. Influence of transglutaminase on milk whey protein cross-linking. 4th International Conference on “Quality and Safety in Food Production Chain”, Wroclaw, Poland, 24-25 September 2009. Р. 211-212.
13. Shleikin A., Ternovskoy G., Danilov N. Enzyme technologies development in food industry. 6th Baltic Conference on Food Science and Technology "Innovations for food science and production" FOODBALT-2011, Jelgava, Latvia, May 5-6, 2011. Р. 18.
14. Shatalov I., Shatalova A., Shleikin A. Effect of microbial transglutaminase on gluten immunotoxicity. FEBS Journal, 2013. 280 (suppl. 1), SW05. S23-10, P. 464.
15. Shleikin A., Ternovskoy G., Kuznetsova L., Oreshko L., Martinovic A. Application of sourdough in the production of gluten free bread. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 2013. Iss. 12. P. 355-358.
16. Shleikin A., Shatalov I., Shatalova A. Developing of edible packaging material based on protein film // 9th Baltic conference on Food Science and Technology "Food for Consumer Well-Being" FOODBALT 2014 Conference Proceedings. Jelgava, 2014. P. 298-301.
17. Wang Y., Liu A., Ye R., Wang W., Li X. Transglutaminase-induced crosslinking of gelatin – calcium carbonate composite films. Food Chemistry. 2015, No 166, p. 414-422.
18. Lorenzen P.Chr., Mautner A., Schlimme E. Effect of enzymatic crosslinking of milk proteins on the resulting properties of yoghurt products. Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte. 1999, No 51(1), p. 89–97.
19. Flanagan J., Gunning Y., FitzGerald R. J. Effect of crosslinking with transglutaminase on the heat stability and some functional characteristics of sodium caseinate. Food Research International. 2003, No 36, p. 267-274.
20. De Jong G.A.H., Wijngaards G., Koppelman S.J. Transglutaminase inhibitor from milk. Journal of Food Science. 2003, No 68, p. 820–825.
21. Bönisch M.P., Tolkach A., Kulozik U. Inactivation of an indigenous transglutaminase inhibitor in milk serum by means of UHT-treatment and membrane separation techniques. International Dairy Journal. 2006, No. 16, p. 669-678.
22. Nieuwenhuizen W.F., Dekker H.L., Groneveld T., Koster C. G. de, Jong, G. A. H. de. Transglutaminase-mediated modification of glutamine and lysine residues in native bovine beta-lactoglobulin. Biotechnology and Bioengineering. 2004, No 85(3), p. 248–258.
23. Lorenzen P.Chr., Neve H., Mautner A., Schlimme E. Effect of enzymatic cross-linking of milk proteins on functional properties of set-style yoghurt. International Journal of Dairy Technology. 2002, No 55(3), p. 152-157.
24. Bönisch M.P., Huss M., Weitl K., Kulozik U. Transglutaminase cross-linking of milk proteins and impact on yoghurt gel properties. International Dairy Journal. 2007, No. 17, 1360-1371.
25. Dickinson E. and Yamamoto Y. Rheology of Milk Protein Gels and Protein-Stabilized Emulsion Gels Cross-Linked with Transglutaminase. J. Agric. Food Chem. 1996, No 44, p. 1371-1377.