Авторы

Исследование и рациональное применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей

DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-46-58
УДК 664.9

Исследование и рациональное применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей

Мезенова О. Я., Тишлер Д. ., Агафонова С. В., Мезенова Н. Ю., Волков В. В., Бараненко Д. А., Гримм Т. ., Ридель C.. .

Ссылка для цитирования: Мезенова О.Я., Тишлер Д., Агафонова С.В., Мезенова Н.Ю., Волков В.В., Бараненко Д.А., Гримм Т., Ридель С. Исследование и рациональное применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 46-58. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-1-46-58

Аннотация
Показана актуальность переработки вторичного коллагенсодержащего рыбного и мясного вторичного сырья с получением активных низкомолекулярных пептидов. Получены и исследованы пептидные и липидные композиции при гидролизной переработке голов кильки, говяжьих ребер и берцовых костей. Максимальный выход протеиновой фракции с наименьшей молекулярной массой пептидов установлен при термогидролизе в водной среде и с предварительным отделением жира и ферментолизом. В данных композициях содержится от 19,8 до 78,9% пептидов с молекулярной массой менее 10 кДа, в зависимости от вида сырья и применяемого фермента. Для определения рациональных направлений использования пептидных и жировых композиция исследован их биопотенциал. Установлены органолептические свойства и аминокислотный состав сублимированных пептидных композиции. Показано повышенное содержание во всех образцах глицина, пролина, аланина, аргинина, лейцина и других аминокислот, обладающих остеотропной и нейропротекторной эффективностью. Относительно соевых белков исследованы функционально-технологические свойства пептидов мясокостного сырья. Показаны их повышенные жироэмульгирующие свойства. Рациональными направлениями применения пептидных композиций определены специализированные продукты питания спортивного и нейрогуморального назначения, эмульсионные жиросодержащие пищевые системы (майонезы, соуса, колбасные изделия). Установлены показатели гидролитической и окислительной порчи липидных фракций, полученных при гидролизе коллагенсодержащих животных тканей. Жиры, выделяемые перед гидролизом, по показателям гидролитической и окислительной порчи соответствуют пищевым жирам животного происхождения. Жиры, получаемые при термогидролизе, не соответствуют показателям безопасности по перекисным и кислотным числам. Они рекомендованы в качестве гидрофобного источника углерода для микробиологического синтеза биоразлагаемых полимеров. Говяжьи жиры были апробированы в микробном синтезе с применением Ralstoniaeutrophaдля получения полигидроксиалканоатов - биоразлагаемых полиэфиров со свойствами пластмасс.

Ключевые слова: коллагенсодержащие ткани, термогидролиз, ферментолиз, низкомолекулярные пептиды, липиды, специализированное питание, полигидроксиалканоаты.

Список литературы

1. Вторичное рыбное сырье: состав, свойства, биотехнологии переработки: монография. / О.Я. Мезенова, Л.С. Байдалинова, Е.С. Землякова и др. Калининград: Издательство КГТУ 2015. 317 с.

2. Мезенова О.Я.Потенциал вторичного рыбного сырья // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2018. № 1. С. 11-18.

3. Мезенова О.Я.Перспективы получения и использования протеинов из вторичного рыбного сырья // Вестник Международной академии холода. 2018. № 1. С. 5-10.

4. Анализ состояния экономики и перспектив применения биотехнологии в рыбной отрасли Калининградской области / О.Я. Мезенова, А. Хелинг, Й.Т. Мерсель, В.В. Волков, Н.Ю. Мезенова, С.В. Агафонова, В.И. Саускан, Б.А. Альтшуль, М.М. Розенштейн, М.П. Андреев. Рыбное хозяйство. 2020. № 5. С. 38-50.

5. Мезенова О.Я.Биотехнологические способы получения протеиновых и белково-минеральных добавок из вторичного рыбного сырья коптильных производств // Известия вузов. Пищевая технология. 2019. № 2-3. С. 68-71.

6. Исследование протеиновых фракций высокотемпературных гидролизатов из голов копченой кильки / Мезенова О.Я., Волков В.В., Байдалинова Л.С., Агафонова С.В., Мезенова Н.Ю., Казимирова Е.А., Шендерюк В.И., Гримм Т. // Рыбное хозяйство. 2020. № 2. С. 113-117.

7. Ферментативная модификация побочного мясокостного коллагенсодержащего сырья при его переработке / Н.Ю. Мезенова, О.Я. Мезенова, С.В. Агафонова и др. // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10 (№2). -С.314-324.

8. Патент РФ № 2681352 Способ получения пищевых добавок из вторичного копченого рыбного сырья / Мезенова О. Я., Байдалинова Л.С., Агафонова С.В., Мезенова Н.Ю., Городниченко Л.В., Калинина Н.С., Волков В.В., Гримм Т., Хёлинг А. заявл. 22.01.2020, опубл. 22.07.2020.

9. Патент РФ № 2728468 Способ получения протеиновой пищевой добавки из мясокостного сырья / Агафонова С.В., Байдалинова Л.С., Волков В.В., Казимирова Е.А., Мезенова Н.Ю., Мезенова О.Я. заявл. 22.01.2020., опубл. 29.07.2020.

10. Idowu A.T., Igiehon O.O., Idowu S., · Olatunde O.O., Benjakul S.Bioactivity Potentials and General Applications of Fish Protein Hydrolysates. // International Journal of Peptide Research and Therapeutics, 2020. DOI: 10.1007/s10989-020-10071-1

11. Yathisha U.G., Ishani Bhat, Iddya Karunasagar & Mamatha B.S. Critical Reviews in Food Science and Nutrition Antihypertensive activity of fish protein hydrolysates and its peptides Antihypertensive activity of fish protein hydrolysates and its peptides.//Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2018. DOI: 10.1080/10408398.2018.1452182

12. Kehinde B.A., Sharma P.Recently isolated antidiabetic hydrolysates and peptides from multiple food sources: a review //Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2018. DOI: 10.1080/10408398.2018.1528206

13. Tischler D.A Perspective on Enzyme Inhibitors from Marine Organisms. Mar. Drugs. 2020. 18:431.

14. José Antonio Vázquez, Isabel Rodríguez-Amado, Carmen G. Sotelo, Noelia Sanz, Ricardo I.Pérez-Martín, and Jesus Valcárcel Production, Characterization, and Bioactivity of Fish Protein Hydrolysates from Aquaculture Turbot (Scophthalmus maximus) Wastes // Biomolecules. 2020. Feb; 10(2): 310.

15. Patent CN 110547384. Antibacterial peptide of bone collagen of Larimichthys polyactis and application of antibacterial peptide. Zhong Shan, Chang Qing, 10.12.2019.

16. Injury Shi-Ying Cai, Yu-Mei Wang, Yu-Qin Zhao, Chang-Feng Chi, Bin Wang.Cytoprotective Effect of Antioxidant Pentapeptides from the Protein Hydrolysate of Swim Bladders of Miiuy Croaker (Miichthys miiuy) against H2O2-Mediated Human Umbilical Vein Endothelial Cell (HUVEC). // International Journal of Molecular Sciences. -2019. No 20(21). P.5425.

17. Rasa Slizyte, Katariina Rommi, Revilija Mozuraityte, Peter Eck, Kathrine Five, Turid Rustad.Bioactivities of fish protein hydrolysates from defatted salmon backbones. Biotechnology Reports. 2016. No 11. Р. 99-109.

18. María Blanco, José Antonio Vázquez, Ricardo I. Pérez-Martín, and Carmen G. Sotelo. Hydrolysates of Fish Skin Collagen: An Opportunity for Valorizing Fish Industry Byproducts. // Food Science and Technology. 2017. No 15(5). Р. 131.

19. Yanlan Lin, Xixi Cai, Xiaoping Wu, Shengnan Lin, Shaoyun Wang. Fabrication of snapper fish scales protein hydrolysate-calcium complex and the promotion in calcium cellular uptake // Journal of Functional Foods. 2020. No 65. Р. 1037.

20. Do-Un Kim, Hee-Chul Chung, Jia Choi, Yasuo Sakai, Boo-Yong Lee. Oral intake of low-molecular-weight collagen peptide improves hydration, elasticity, and wrinkling in human skin: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Study. // Nutrients. 2018. No 10(7). Р. 826.

21. Xiu-Lan Chen, Ming Peng, Jing Li, Bai-Lu Tang, Xuan Shao, Fang Zhao, Chang Liu, Xi-Ying Zhang, Ping-Yi Li, Mei Shi, Yu-Zhong Zhang & Xiao-Yan Song. Preparation and functional evaluation of collagen oligopeptide-rich hydrolysate from fish skin with the serine collagenolytic protease from Pseudoalteromonas sp. SM9913. // Scientific Reports. 2017. No 7. Р. 763.

22. Гришин Д.В.Биоактивные белки и пептиды: современное состояние и новые тенденции практического применения в пищевой промышленности и кормопроизводстве / Д.В. Гришин, О.В. Подобед, Ю.А. Гладилина, М.В. Покровская, С.С. Александрова и др. // Вопросы питания. 2017. Т.86. №3. С. 20-31.

23. Мезенова Н.Ю., Агафонова С.В., Мезенова О.Я. и др.Исследование процесса модификации мясокостного сырья крупного рогатого скота методом высокотемпературного гидролиза. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2020. № 1 (43). С. 18-26.

24. Мезенова Н.Ю., Агафонова С.В., Мезенова О.Я., Байдалинова Л.С., Гримм Т.Изучение глубокой переработки побочного мясокостного говяжьего сырья с получением функциональных органических композиций // Все о мясе. 2020. № 5. с. 207-212.

25. Fukui T, Chou K, Harada K, Orita I, Nakayama Y, Bamba T, Nakamura S, Fukusaki E. Metabolite profiles of polyhydroxyalkanoate-producing Ralstonia eutropha H16. // Metabolomics. 2013. No 10(2). Р. 190-202.

26. Koller M., Niebelschütz H., Braunegg G. Strategies for recovery and purification of poly [(R)‐3‐hydroxyalkanoates] (PHA) biopolyesters from surrounding biomass. // Eng Lif Sci. 2013. No 13(6). Р. 549-562.

27. Сравнительная оценка способов гидролиза коллагенсодержащего рыбного сырья при получении пептидов и исследование их аминокислотной сбалансированности / О.Я. Мезенова, В.В. Волков, Т. Мерзель, Т. Гримм, С. Кюн, А. Хелинг, Н. Ю. Мезенова // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2018. №4. С. 83-94.

28. Обоснование рациональных параметров комплексной переработки вторичного рыбного сырья шпротных производств с применением метода высокотемпературного гидролиза / Мезенова О.Я., Байдалинова Л.С., Мезенова Н.Ю., Агафонова С.В., Казимирова Е.А., Шендерюк В.И. // Известия ТИНРО, 2020. № 1. С. 210-220.

29. Король С.Обоснование состава и качества желированного биопродукта, предназначенного для повышения стрессоустойчивости организма / С. Король, О.Я. Мезенова // Вестник молодежной науки, 2020. № 3 (25).

Некрасова Ю.О., Мезенова О.Я.Батончики-снеки для спортивного питания: маркетинговое исследование и технология // Вестник молодежной науки, 2020. № 3 (25).

Читать статью полностью