Термодинамические аспекты влияния низкомолекулярных углеводов и полисахаридов на функциональные свойства белков

• Автор: Антипова, Анна Сержановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Функциональные свойства пищевых белков и факторы

их определяющие.

1.2. Влияние низкомолекулярных сахаров на функциональные свойства и термодинамические параметры белков.

1.2.1. Изменение функциональных свойств белков в результате

ковалентного связывания с НМ сахарами по реакции Майяра.

1.2.2. Влияние низкомолекулярных сахаров на термоденатурацию

глобулярных белков.

1.2.3. Изменение гелеобразующей способности белков под

влиянием низкомолекулярных углеводов.

1.2.4. Влияние низкомолекулярных углеводов на поверхностную
активность белков.
1.2.5. Предложенные механизмы изменения конформационной
стабильности и функциональных свойств белков под влиянием низкомолекулярных углеводов.
. Взаимодействия белокполисахарид и их роль в
изменении функциональных свойств белков.
1.4. Взаимодействие белков с ароматобразующими
соединениями.
Заключение.
ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
Материалы.
Приготовление растворов биополимеров.
Методы исследования.
Дифференциальная рефрактометрия.
Спектрофотомстрия.
Определение растворимости и сорастворимости биополимеров.
Построение фазовых диаграмм систем биополимерI биополимер2 вода.
Методы светорассеяния.
Многоугловое статическое светорассеяние.
Динамическое лазерное светорассеяние.
Калориметрия смешения.
Тензиометрия.
Дифференциальная сканирующая калориметрия. Инициирование процесса гелеобразования в растворах казеината натрия.
Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия.
Оценка связывающей способности биополимеров по отношению к ароматобразующему соединению гексилацетату.
Приготовление и характеристика эмульсий типа масло в воде.
Измерение потенциала на каплях эмульсий.
Реология в объме эмульсий и гелей.
Реология межфазных адсорбционных слоев биополимеров. Определение величины поверхностной адсорбции биополимеров на каплях эмульсии.
Определение скорости криминга в эмульсиях.
Ш.1.
1.1.2.
1.1.3.1.
1.2.1. II 1.2.2.
Ш.З.
1.3.1.1.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Влияние низкомолекулярного углевода сахарозы на растворимость белков в водной среде.
Влияние сахарозы на молекулярные и термодинамические параметры легумина в водной среде.
Характер и природа изменений молекулярных и термодинамических параметров овальбумина в водной среде под влиянием сахарозы.
Влияние сахарозы на молекулярные и термодинамические параметры казеината натрия в водной среде. Термодинамика взаимодействия.
Влияние сахарозы на гелеобразующие свойства казеината натрия.
Влияние сахарозы на термодинамическое поведение белков в их смешанных водных растворах с другими биополимерами.
Влияние сахарозы на термодинамическую несовместимость биополимеров в водной среде.
Влияние сахарозы на термодинамические параметры парных межмолекулярных взаимодействий биополимеров в водной среде.
Влияние сахарозы на термодинамические параметры парных взаимодействий легумина и декстрана изменение термодинамической устойчивости смешанного раствора биополимеров по отношению к диффузии.
Влияние углеводов на поверхностную активность белков.
Влияние низкомолекулярного углевода сахарозы на поверхностную активность белков на границе раздела фаз с неполярной средой.
Изменение поверхностной активности легумина на плоской границе раздела фаз воздухвода под влиянием сахарозы.
1.3.1.2. Изменение поверхностной активности овальбумина на плоской границе раздела фаз воздух вода под влиянием сахарозы.
1.3.1.3. Влияние сахарозы на поверхностную активность казеината натрия на плоской границе раздела фаз воздух вода.
II 1.3.2. Роль структуры углеводов в их влиянии на поверхностную активность белка на плоской границе раздела фаз воздух вода.
1.3.2.1. Изменение поверхностной активности легумина на плоской границе раздела фаз воздух вода под влиянием низкомолекулярного углевода глюкозы.
1.3.2.2. Влияние высокомолекулярных углеводов на поверхностную активность легумина.
II 1.4. Влияние мальтодекстринов на способность легумина к связыванию ароматобразующих соединений в водной среде.
II 1.5. Влияние пектина с высокой степенью этсрификации на структуру и свойства эмульсий, стабилизированных а5 казеином и р казеином.
1.5.1. Взаимосвязь между свойствами эмульсий и характером
взаимодействия белокполисахарид в объме водной дисперсионной среды при 7.0
1.5.2. Взаимосвязь между свойствами эмульсий и характером
взаимодействия белокполисахарид в объме водной дисперсионной среды при 5.5.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Обнаруженные эффекты были, в обоих случаях, аналогичны тому, что наблюдалось для водных растворов белка уменьшение, в присутствии сахаров, времени гслсобразования и рост величины модуля эластичности сформированных гелей, причм наиболее ярко это проявлялось при высоких молярных отношениях II сахар белок. В работе представлены также данные конфокальносканирующей микроскопии, свидетельствующие о формировании все более гомогенной структуры эмульсионных гелей при увеличении концентрации сахаров в системе. Интересные результаты были получены в работах 7, 8 при изучении влияния НМ сахаров на гелеобразование белков обезжиренного молока после их обработки под высоким давлением 0 МПа, которое, как уже упоминалось выше , вызывает денатурацию сывороточных белков, входящих в состав молока, облегчая, тем самым, их способность к гелеобразованию. Было обнаружено, что присутствие сахаров в растворе белков до весоб. Наибольшая степень вязкоэластичности сформированных гелей достигалась при концентрации углеводов вссоб. Однако при более высоких концентрациях весоб. НМ углеводы, напротив, препятствовали гелеобразованию белков 7. Было также установлено, что основной вклад в процесс гелеобразования обезжиренного молока вносит мицеллоподобный казеин и изменения свойств этого белка, после обработки под высоким давлением, обуславливают, главным образом, изменения гелеобразующей способности всей системы, в целом 8. Значительно меньше исследований было посвящено изучению влияния НМ сахаров на поверхностную активность белков в водной среде. При этом существенная часть, из них, была выполнена проф. В этих работах изучалось влияние сахарозы на поверхностные свойства глобулярных белков бычьего сывороточного альбумина, БСА, и индивидуальных соевых глобулинов и 7 3. Было показано, что присутствие сахарозы в системе приводит к увеличению мсжфазного давления на границе раздела фаз, а также скорости адсорбции БСА на плоской границе раздела фаз воздухвода . Увеличение скорости адсорбции белка в присутствии сахарозы отмечалось также ранее в работе 4. Однако с увеличением концентрации углевода в системе, Патино и др. Авторы, опираясь на выводы, сделанные в работах , 5 о предпочтительной гидратации белков в присутствии сахарозы, высказали предположение, что сахароза, таким образом, препятствует разворачиванию белка при адсорбции на межфазиой поверхности, что позволяет большему количеству белка участвовать в формировании адсорбционных слоев. Уменьшение скорости адсорбции белка с ростом концентрации углевода в системе они связывали с увеличением, при этом, вязкости в объме раствора 6 и, таким образом, приходили к заключению, что характер изменения поверхностной активности белка в присутствии сахарозы обуславливается балансом между эффектами, связанными с этими двумя процессами. Влияние сахарозы на поверхностную активность соевых глобулинов и 7 3 изучалось при двух значениях водной среды 7. М, а также при варьировании концентраций как белков, так и сахарозы в системе. При этом, как отмечали авторы, динамика адсорбции белка зависит от молекулярных особенностей белков, уровня их ассоциациидиссоциации в зависимости от и ионной силы водного раствора, а также концентрации сахарозы в системе, обуславливающей степень разврнутости белка. В данной работе наблюдалось также увеличение, под влиянием сахарозы, пенообразующей способности белков и, в частности, более высокая стабильность пен. Аналогичные результаты, а именно рост стабильности белковых пен в присутствии сахарозы, были получены также в работах 7, 8. Э.О. ИЭТ белка, приводит к значительному улучшению пенообразующей способности белков, а также стабильности пен во времени. Наблюдавшееся в работе 0 увеличение времени жизни пен, стабилизированных изолятом сывороточных белков молока, как результат добавления в раствор белка, перед взбиванием, сахарной пудры . Зависимость скорости вытекания водной дисперсионной среды из пен от е вязкости отмечается также в работе 1. Такое же объяснение рост вязкости дисперсионной среды дают в своей работе 2 авторы наблюдавшемуся увеличению стабильности пен, приготовленных на основе изолята сывороточных белков молока в присутствии лактозы, однако в тоже время они отмечают, что варьирование концентрации углевода в системе не приводило к какимлибо изменениям обнаруженного эффекта. Мштауем В.