6.1. Необходимость проведения тех или иных исследований по разделу 6 определяется экспертом Московского государственного университета прикладной биотехнологии Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации.
6.2. В жизнедеятельности человеческого организма главенствующую роль играет белок, поэтому представляется важным проследить, не претерпевает ли он каких-либо изменений в процессе генетической модификации, поскольку генная инженерия может привести к изменению структуры и функции белков, в частности ферментов.
Свойства белка однозначно связаны с его структурой. Основным методом исследования структуры белка является метод рентгеноструктурного анализа его кристаллов. Однако для большинства белков, используемых в питании, данные об их структуре по ряду причин неизвестны. С другой стороны, известно, что структура белков также определяет их термодинамические свойства, которые, в свою очередь, влияют на их функциональные свойства.
Существует ряд методов измерения термодинамических свойств, среди которых предпочтительным методом является калориметрия. Этот метод позволяет измерять температурную зависимость теплоемкости. Из полученной зависимости можно вычислить теплоемкость для нативной и денатурированной форм белка, энтальпию и температуру денатурации белка. Вычисленные термодинамические параметры позволяют определить интегральную гидрофобность и конформационную стабильность белков (38-40). Указанные характеристики тесно связаны с главными функциональными свойствами (41-44).
Метод ионопарной высокоэффективной жидкостной хроматографии в обращенных фазах позволяет идентифицировать единичные замены аминокислотных остатков в белковой макромолекуле и незаменим при сравнительном исследовании белков (44).
В процессе изменения генома организма в нем накапливаются компоненты, обеспечивающие его устойчивость к внешним неблагоприятным факторам-заболеваниям, насекомым-вредителям или гербицидам и т.д. В определенных концентрациях эти компоненты могут быть опасными для здоровья человека, употребляющего в пищу продукты, полученные с применением методов генной инженерии. Поэтому в процессе промышленной переработки такого сырья могут потребоваться изменения в существующих технологиях, обеспечивающие минимальное остаточное содержание опасных для здоровья компонентов. Такие изменения в технологии могут сказаться на качественных показателях (функционально-технологических свойствах) белковых препаратов, вырабатываемых из генетически модифицированного сырья. Кроме этого, предполагается целенаправленное изменение аминокислотного состава белков, выделяемых из генетически модифицированной пищевой продукции (например, имеющих сбалансированный АКС), для повышения их пищевой ценности. Это неизбежно повлечет изменение функционально-технологических свойств коммерческих белковых препаратов и отразится на качестве пищевых продуктов, в которых они используются. Это, в свою очередь, может привести к необходимости внесения изменений в технологические процессы, использующие эти препараты. Поэтому необходим непрерывный контроль (мониторинг) свойств белковых препаратов, вырабатываемых из генетически модифицированного пищевого сырья, при, безусловно, безопасном содержании компонентов, вредных для здоровья человека.
Микро- и макростабильность белковой молекулы определяет ряд наиболее важных функциональных свойств белка, таких как растворимость, способность стабилизировать эмульсии и пены, образовывать гели, удерживать жир и влагу (9-13).
Эти функциональные свойства напрямую связаны с характеристиками готовых пищевых продуктов.
Функциональное свойство | Влияние на характеристики готового продукта |
рН водной суспензии | характеристика белковых препаратов; определяет принципиальную возможность использования белкового препарата в конкретном виде продукции |
Растворимость | используют в качестве первичного показателя качества белковых препаратов; обусловливает реологические свойства белоксодержащих пищевых систем, устойчивость эмульсий, стабилизированных белком, жироудерживающую способность белковых препаратов |
Реологические свойства водных дисперсий | определяют уровень введения препаратов в продукт, обеспечивающий требуемый комплекс реологических свойств готового продукта, влияет на режимы материальных потоков в технологическом процессе |
Водоудерживающая и жироудерживающая способность | влияют на уровень введения в продукт белковых препаратов, обеспечивающий снижение потерь при технологической обработке (варке и жаренье), однородную консистенцию изделий, снижение брака в результате отделения воды и жира, сокращения объема изделий |
Критическая концентрация гелеобразования | определяет уровень введения в продукт белковых препаратов, обеспечивающий требуемый комплекс структурно-механических характеристик готового продукта |
Эмульсионная стабильность | определяет уровень введения в продукт белковых препаратов, обеспечивающий получение устойчивых жировых эмульсий, препятствующий отделению жира в процессе технологической обработки |
В настоящее время отсутствуют стандартизованные методы определения функциональных свойств и результаты измерений должны носить сравнительный характер по отношению к препаратам или коммерческим продуктам, произведенным из немодифицированного пищевого сырья.
Основные методы определения функциональных свойств препаратов приведены в следующей таблице.
Показатель | Метод определения | Литературный источник |
1 | 2 | 3 |
Идентификация состава продуктов | Гистологический метод | 51 |
Растворимость | Спектрофотометрия | 50 |
Водоудерживающая способность | Метод центрифугирования | 46 |
Эмульсионная стабильность | Метод центрифугирования | 47 |
Критическая концентрация гелеобразования | Метод термотропного гелеобразования | 48 |
Жироудерживающая способность | Метод центрифугирования | 49 |
Конформационная стабильность | Микрокалориметрия | 38-40 |
Идентификация аминокислотных остатков | Метод ионопарной ВЖХ | 45 |
Термодинамические свойства | Метод дифференциальной сканирующей микрокалориметрии | 39 |
Интегральная гидрофобность | Микрокалориметрия | 40, 41, 42, 43, 44 |
Реологические свойства водных дисперсий | Вискозиметрия | 52 |
Аминокислотный состав | ВЖХ | 45 |
Органолептические свойства жиров: цвет, запах, прозрачность | Квалиметрия | 53 |
Показатель преломления | Рефрактометрия | 53 |
Плотность жиров | Денситометрия, гравиметрия | 53 |
Вязкость жиров | Вискозиметрия | 53 |
Жирнокислотный состав | ГЖХ | 53 |
Йодное число | Волюмометрия | 53 |
Кислотное число | Волюмометрия | 53 |
Число омыления | Волюмометрия | 53 |
Температура клейстеризации крахмала | Вискозиметрия | 54 |
Размер крахмальных зерен | Оптическая микроскопия | 54 |
Водоудерживающая способность крахмала | Гравиметрия | 54 |
Реологические свойства водных дисперсий крахмала | Вискозиметрия | 54 |
Набухание крахмальных зерен | Оптическая микроскопия | 54 |
Критическая концентрация гелеобразования крахмала | Метод термотропного гелеобразования | 54 |
Содержание амилозы и амилопектина | Спектрофотометрия | 54 |