Реферат
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Литературный обзор 8
1.1 История масленичной культуры подсолнечника 8
1.2 Применение шрота подсолнечника в энергетической промышленности 11
1.3 Применение белка подсолнечника 18
1.4 Морфология и состав белка 20
1.5 Субклеточное расположение белка 21
1.6 Фенольные соединения семян подсолнечника 22
1.7 Взаимодействие белков с фенольными соединениями 22
1.8 Влияние фенольных соединений на белковые препараты 23
1.9 Структура белка подсолнечника 27
1.10 Генотипические вариации белка подсолнечника 30
1.11 Растворимость белка подсолнечника 31
1.12 Конформационная стабильность протеина подсолнечника 32
1.13 Факторы, влияющие на пищевое применение подсолнечного шрота 34
1.14 Технология получения протеина подсолнечника 39
1.15 Кислотная экстракция протеина подсолнечника 47
1.16 Щелочная экстракция протеина подсолнечника 49
1.17 Общая очистка белка 51
1.18 Экстракция протеина методом МАЕ 51
1.19 Получение пленок на основе протеина подсолнечника 53
1.20 Получение волокон на основе протеина методом электроформования 55
1.21 Актуальность и новизна научной работы 57
2 Экспериментальная часть 59
2.1 Техника безопасности 59
2.2 Исходные материалы 61
2.3 Получение белка методом щелочной экстракции 62
2.4 Получение пленок методом термоформования 62
2.5 Исследование аминокислотного состава протеина подсолнечника 63
2.6 Определение растворимости протеина подсолнечника 64
2.7 Исследование смачиваемости 64
2.8 Механические свойства 65
2.9 Рентгенофазовый анализ 66
2.10 Исследование структуры пленок 66
2.11 Микроскопические исследования 67
3 Обсуждение результатов 68
3.1 Аминокислотный состав белковых изолятов 68
3.2 Растворимость протеина подсолнечника 69
3.3 Механические свойства образцов 73
3.4 Структура пленок 75
3.5 Исследование фазового состава 77
3.6 Исследование смачиваемости поверхности пленки 79
3.7 Морфология поверхности образцов 81
ВЫВОДЫ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 84
Актуальность темы исследования
Растительные белки широко используются в пищевой промышленности в последние годы в основном из-за низкой стоимости и экологичности. Подсолнечный шрот, побочный продукт производства подсолнечного масла, содержит около 30-50% белка, и более высокий процент белка получается из очищенных семян. Использование подсолнечного шрота для производства белковых изолятов может снизить зависимость пищевой промышленности от дорогостоящих соевых белковых изолятов и еще больше повысить полную использование этой еды.
Основным полифенолом в побочном продукте подсолнечника является хлорогеновая кислота (CGA). Химически фенольные соединения способны взаимодействовать с белками, изменяя их растворимость, усвояемость, срок годности и стабильность, а также их органолептические свойства (зеленый темный цвет из-за окисления фенольных соединений). В отличие от нежелательных эффектов, CGA обладает биологическими свойствами, включая антиоксидантный, антиаллергенный, противовоспалительный, антимикробный, анти-ожирение и антитромботический, и, следовательно, CGA, извлеченный из побочного продукта подсолнечника, может быть использован в производстве фармацевтических, косметических и пищевых ингредиентов
Меньшую коммерческую ценность изолята подсолнечного белка можно объяснить низкими функциональными свойствами, в частности растворимостью. Применение любого белкового изолята в пищевой промышленности во многом зависит от функциональных свойств и питательных качеств.
В связи с растущим спросом на пластмассы и проблемами, связанными с их утилизацией, все острее ощущается потребность в новых биоразлагаемых материалах. Потенциальные кандидаты для использования в производстве биоразлагаемых пленок включают соевые белки, пшеничную клейковину, кукурузные белки, миофибриллярные белки из рыбы и гороховые белки.
Большое количество реакционноспособных групп, присутствующих на остатках, составляющих белковые цепи, побудило многих исследователей провести эксперименты по сшиванию для повышения механических свойств и снижения растворимости пленок, образованных этим методом.
Данная работа посвящена термоформованию белков хранения, выделенных из семян подсолнечника (Helianthus annuus). Основной целью было изучение влияния различных добавок на механические свойства и растворимость термоформованных пленок.
Термический анализ белков переживает новое расширение в связи с появлением новых агроматериалов. Действительно, растет потребность в замене синтетических пластмасс материалами, как биоразлагаемыми, так и возобновляемыми.
Цель работы - Получить и исследовать физико-химические свойства пленок на основе белкового изолята подсолненчого шрота.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:
1. Разработать алгоритм получения белкового изолята из подсолнечного шрота и получить данный протеин методом щелочной экстракции с последующим осаждениембелка в его изоэлетрической точке. Исследовать свойства белка подсолнечника и его аминокислотный состава;
2. Получить плёночный материал на основе белкового изолята подсолнечного шрота и пластификатора глицерина методом термоформования;
3. Исследовать морфологию поверхности и механические свойства материала;
4. Исследовать влияние фенольных соединений и температуры на физико-химические свойства материала на основе белкового изолята подсолнечника;
5. Исследовать фазовый качественный и количественный состав, смачиваемость поверхности
Благодарности
Автор выражает благодарности Шаповаловой Е., за консультацию по структуре научной работы, а также Курзиной И.А за помощь в обращении с лабораторным оборудованием, Екимовой И.А. за консультацию по механизмам экстракции белковых молекул.
1. Изоляты подсолнечного белка, полученные из остаточных продуктов промышленности, были пригодны для получения гибких биоразлагаемых пленок методом термоформования с механическими и барьерными свойствами в том же диапазоне, что и другие белковые пленки. Пленки были в основном стабилизированы водородными и дисульфидными связями и в меньшей степени гидрофобными и ионными взаимодействиями. Содержание остаточных фенольных соединений в изолятах изменяло цвет и непрозрачность пленок, но придавало им антиоксидантные свойства потенциального полезность для сохранения продуктов, чувствительных к окислению. Хотя цвет может ограничить некоторые потенциальные области применения пленок в упаковке, эти материалы могут быть использованы, если их свойства адекватны, для мульчирования с гербицидным эффектом в интенсивном сельском хозяйстве.
2. Это исследование выявило подлинные альтернативы глицерину, широко используемым в настоящее время для сшивания и улучшения качества белковых пленок. Эти природные соединения придают механическим свойствам пленки сходные с теми, которые присущи альдегидам, при этом заметно снижая их растворимость. Они также поддаются биологическому разложению, что является важным преимуществом, если они будут использоваться в производстве пленок, предназначенных для биологической деградации в конце их жизни.
3. Использование герметичных пленок, устойчивых к давлению, позволяет с помощью исследований показать денатурацию нативных глобулинов подсолнечника в условиях низкой влажности (скорость гидратации менее 30%). Это явление на самом деле довольно похоже на “слияние”, но является необратимым из- за следующей коагуляции, которая наблюдается через сканирующий электронный микроскоп. Зависимость температуры денатурации от влажности имеет принципиальное значение для использования подсолнечного жмыха в качестве материальной базы, создаваемой путем впрыска или термическим формованием, и, возможно, быть смоделированным в будущем.
