Аминокислоты, пептиды и белки, получение и применение в продуктах функционального питания

40

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Казанский государственный технологический университет

Кафедра Пищ.БТ

Курсовая работа по дисциплине Технология продуктов

функционального питания на тему:

«Аминокислоты, пептиды и белки, получение и применение в продуктах функционального питания»

Выполнила: ст.гр. 625-121

Муслихова А.Р.

Проверила:

Зиновьева М.Е.

Казань 2009

Содержание

Введение………………………………………………………………….…...3

1Аналитический обзор литературы………………………………………....5

    1.1 Источники получения белков, пептидов, аминокислот……………..5

              1.2 Способы получения белков…………………………………………...9

              1.3 Способы получения пептидов………………………………………..13

              1.4 Способы получения аминокислот……………………………………15

    1.5 Применение белков, пептидов, аминокислот в пищевой 

промышленности……………………………………………………………...........22

2 Патентные исследования……………………………………………….....25

3 Производство концентрата альбуминно-казеинового……………….....38

   3.1 Характеристика сырья и готового продукта………………………....38

   3.2 Описание технологической схемы производства концентрата

альбуминно-казеинового………………………………………………….…….....39

Список используемых источников………………………………………....41

Введение

Важнейшая национальная задача РФ – сохранение здоровья и продление жизни населения – связана с обеспечением адекватного, биологически полноценного питания для всех возрастных и социальных групп граждан.

Белки являются важными и незаменимыми компонентами в питании человека, обеспечивая пластические и энергетические функции организма.

С белками связаны все основные жизненные процессы: обмен веществ; способность к росту и размножению; раздражительность, сократимость и движение во всех его функциях. Белок участвует в образовании иммунных тел и формировании как искусственного, так и естественного иммунитета.

Белки играют ключевую роль в жизни клетки, составляя материальную основу ее химической деятельности. Белки играют роль регуляторов и катализаторов, ускоряющих течение биохимических реакций в процессе обмена веществ. Они также выполняют в организме транспортную функцию, перенося по крови гормоны, гемоглобин, железо, липиды и др., и защитную, синтезируя антитела.

Белки невозможно заменить другими веществами, и роль их в организме человека чрезвычайно важна.

Неполноценное белковое питание всегда приводит к тяжелым заболеваниям.

При недостатке белка происходят морфологические и функциональные изменения: снижение защитных сил, отставание в физическом и умственном развитии. Нарушается гормональная система, свертываемость крови и т.д.

Биологическая ценность белков пищевых продуктов зависит от количества и соотношения в них незаменимых аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме и должны поступать только с пищей.

Особо дефицитными являются лизин, метионин и триптофан. Потребность взрослого человека в лизине – 3-5 г в сутки; недостаток его в организме приводит к нарушению роста, кровообращения, уменьшению содержания гемоглобина в крови. Метионин участвует в обмене жиров и фосфолипидов, является наиболее сильным липотропным средством, участвует в обмене витамина В12  и фолиевой кислоты.

Триптофан способствует росту, участвует в процессе восстановления тканей. Фенилаланин участвует в обеспечении функции щитовидной железы и надпочечников. Лейцин, изолейцин и треонин влияют на процессы роста. При недостатке лейцина уменьшается масса тела, возникают изменения в почках и щитовидной железе. Недостаток валина приводит к расстройству координации движений. Гистидин входит в состав гемоглобина, его недостаток или избыток в организме ухудшают условно рефлекторную деятельность. Аргинин принимает участие в образовании мочевины – конечного продукта обмена веществ.

Заменимые аминокислоты также выполняют в организме разнообразные функции и играют не меньшую роль, чем незаменимые.

Состояние здоровья населения, на данный момент по данным Всемирной организации здравоохранения, имеет тенденцию к ухудшению и характеризуется увеличением числа людей, страдающих различными заболеваниями, в том числе алиментарными (зависящими от питания). Проблема дефицита биологически активных веществ, макро- и микронутриентов, балластных веществ в рационе современного человека существует даже в экономически развитых странах. В развивающихся и малоразвитых странах наблюдается более выраженный дефицит пищевых и биологически ценных компонентов пищи наряду с дефицитом энергетической ценности  суточного рациона. В связи с этим, изучение проблемы получения белков, пептидов, аминокислот и их применения в продуктах функционального питания является актуальной и перспективной.

Целью курсовой работы является исследование способов получения белков, пептидов, аминокислот, а также рассмотрение их применения в продуктах функционального питания.

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Источники получения белков, пептидов, аминокислот

Наиболее перспективными источниками для создания продуктов функционального питания являются белки молока, мяса, сои.

Комплекс белков молока наиболее широко используется в продуктах функционального значения, так как эти белки являются полноценными, хорошо усваиваются и выполняют различные функции: улучшают усвоение кальция, магния, меди, цинка, фосфатов, обладают иммуностимулирующим, антибактериальным, бифидогенным действием. Белки коровьего молока определены как 6 главных: 4 казеина (αs1, αs2, β, и  χ) и 2 сывороточных (β-лактоглобулин и α-лактальбумин). Кроме того, в молоке имеются в небольших количествах белки крови (сывороточный альбумин, иммуноглобулин, β2-микроглобулин), лактоферрин, церулоплазмин, три протеозо-пептона и другие.

По аминокислотному составу казеин – полноценный белок, хотя высокое содержание ароматических аминокислот вызывает затруднение при переваривании в организме грудных детей. Гидролизаты казеина и сывороточных белков используются в пищевых целях, в частности в питании детей [1].

На основе гидролизатов казеина существуют препараты для парентерального питания: отечественные препараты «Аминопептид 1», «Гидролизат казеина ЦОЛИПК».

Мышечная ткань (мясо) является одним из первых источников сырья для получения белка, наиболее часто и традиционно используемых в пищевой промышленности. Содержание белков в мышечном волокне представляют схематически следующим образом:

- в микрофибриллах: миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, тропонин, актинин;

- в саркоплазме: миоген, глобулин, миоглобин, миоальбумин, нуклеопротеиды;

- ядерные белки: кислый белок, остаточный белок, нуклеопротеиды;

- в сарколемме: коллаген, эластин, муцины, мукоиды, кератины, липопротеиды [2].

Мясо является источником белков, наиболее сбалансированных по аминокислотному составу. Для гидролиза используют отходы мясокомбинатов  при переработке мяса для пищевых целей: мясные зачистки, мясную крошку, мясо на костях и другое мясное сырьё.

Другим перспективным источником животного белка являются малоценные породы рыбы и другие морепродукты. Для хранения рыбы, которая портится быстрее других животных продуктов, помимо посола, копчения, охлаждения, очень широко используют сушку, особенно при переработке малоценных пород. Высушенную измельченную рыбу в виде рыбной муки используют в качестве кормов и даже удобрений.

Белоксодержащими тканями у растений являются семена, клубни, корнеплоды и зеленая масса. В качестве источника белка наиболее широко используют бобовые, масличные и злаковые культуры, картофель, батат, томаты, а также капусту, морковь, свеклу и другие виды.

Бобовые отличаются наиболее высоким содержанием белков: в чечевице – 21-36%; в рапсе – 23-25%; в горохе – 20-36%. Особенно богата белками соя: их содержание составляет 27-50%. Биологическая ценность растительного материала, оцениваемая по лизину, также считается наибольшей для сои. Соя и её гидролизаты широко используются в диетическом питании. Соевые белки эффективно улучшают питательные качества пищи, и способствуют ее усвоению, благодаря содержанию в сое множества пищевых ферментов. Соевые белки поставляют все незаменимые аминокислоты, необходимые для эффективного питания человека, его роста, развития или преодоления физических нагрузок. Аминокислотный состав соевого белка является наиболее совершенным из всех источников растительных белков, и напоминает, за исключением серосодержащих аминокислот (метионина), состав высококачественных животных белков. Соевые белки улучшают питательные свойства других растительных белков. Аминокислоты, которых не достает в других белках,например лизин, триптофан, могут находиться в избыточном количестве в соевых белковых продуктах. Соевые белки так же хорошо усваиваются организмом, как и высококачественные животные белки, содержащиеся в мясе, рыбе, молоке и яйцах. Всемирная Организация Здравоохранения рекомендовала сою как основной продукт для преодоления белкового голода, уменьшения потребления холестерина, нормализации веса и здоровья в целом [3].

В результате переработки зерновых культур, например пшеницы, кукурузы, риса, на крахмал в виде отходов получают значительные количества дешевого белка. Однако поскольку производство ориентировано на выработку крахмала, то белки зерновых обычно обладают низкими функциональными свойствами и используются для получения белковых гидролизатов, а также как обогащающие пищевые добавки или же как корм скоту.

Тем не менее, в последнее время в ряде стран организовано промышленное производство белков зерновых с высокими функциональными свойствами, получаемых наряду с крахмалом. Наибольшее развитие получило производство и переработка в искусственные пищевые продукты пшеничной клейковины. Это производство организовано в США и Японии. Интересно отметить, что в Японии масштабы переработки в пищу белка соевых бобов и пшеницы вполне сопоставимы, но производство и переработка последних растет несколько быстрее.

Большой интерес представляют выделение и переработка белка картофеля как отхода производства крахмала. Учитывая значительные масштабы производства картофельного крахмала и высокую биологическую ценность этого белка, несмотря на низкое содержание его в картофеле (около 2%), он может стать одним из весьма перспективных дополнительных источников белка для питания.

Наиболее перспективными видами сырья для производства искусственных продуктов питания считают белки семян масличных культур. Это наиболее дешевое на сегодня белковое сырье, к тому же отличающееся сравнительно высокой биологической ценностью. К масличным культурам относятся соя, хлопчатник, подсолнечник, арахис, рапс, копра, конопля, леп, кунжут, горчица и др. Среди них наибольшее значение приобрели соя, хлопчатник, подсолнечник, арахис и рапс.

Биомасса дрожжей и других микроорганизмов тоже отличается высоким содержанием полноценного белка, 40—80%. Это выше, чем даже в семенах масличных культур, и в несколько раз выше, чем в мышечной ткани животных. Аминокислотный состав белка дрожжей и бактерий сходен и близок аминокислотному составу животных белков. Белок дрожжей обычно беден метионином, но богат лизином и треонином. Отсюда очевидна целесообразность его переработки вместе с белками зерновых культур. Добавление метионина повышает биологическую ценность белка дрожжей до уровня животных белков.

Одноклеточные и многоклеточные водоросли тоже являются источником белка, их производство для кормовых и пищевых целей приобретает и последнее время все возрастающее значение. К ним относятся прежде всего синезеленые (спируллина) и зеленые (хлорелла, сцепедесмус и др.) водоросли. При этом обращают внимание па относительно высокое содержание белка в водорослях, обычно до 50% на сухой вес и выше [4].

В заключение можно отметить, что перспективность того или иного источника определяется прежде всего экономической рентабельностью производства па его основе белков с необходимыми и варьируемыми (для различных форм пищи) функциональными свойствами, а также переработки этого белкового сырья в продукты питания. Она, естественно, зависит в первую очередь от ресурсов данного источника белка, а также от научно-технического уровня, достигнутого в области выделения и переработки этого вида белка.