Fourier-transform infrared spectroscopy in a comparative study of animal and plant proteins

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The method of infrared attenuated total reflection spectroscopy was used to compare proteins (sarcoplasmic, myofibrillar, stroma) contained in the pork muscle tissue, globular proteins obtained from industrially crushed flax seeds, as well as protein-polysaccharide complexes extracted from husked seed coats and whole seeds. Protein components were isolated from saline solutions by precipitation with a threefold excess of 96% ethanol and 5% trichloroacetic acid, as well as by isoelectric precipitation at pH = 4.2. It is shown that the use of different anatomical parts (core and seed coat), including crushed or whole forms and flax seed meal, under varying conditions of pre-treatment, extraction and isolation allow biologically active protein-containing products to be obtained. Such products - protein concentrates, peptide polysaccharides and protein-lipid-polysaccharide complexes with a variable composition and ratio of components - are valuable raw materials for the food industry, medicine, pharmacopoeia and cosmetology. A comparative study of the kinetics of air drying of crude plant and animal globular proteins at 20°C showed these proteins to be similar in terms of extreme changes in the spectra of light absorption curves and the intensity of the main characteristic bands upon moisture removal. Temperature changes, affecting the general appearance of light absorption spectra, lead to deformation of the Amide-I band, which carries information about the protein structure. Deformational changes may be promoted not only by differentiation of globular proteins (albumins and globulins), but also by packing of their polypeptide chains during reconstruction or formation of a new secondary structure destroyed as a result of various mechanical and chemical interventions. According to the obtained data, elevated temperatures have a significant effect on the structural transformations of both protein concentrates and protein-polysaccharide complexes, regardless of their nature.

About the authors

A. P. Nechiporenko

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: allanech2512@yandex.ru

I. E. Minevich

Federal Scientific Center for Fiber Crops

Email: irina_minevich@mail.ru

S. M. Orehova

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: sveta.orehova2012@yandex.ru

V. E. Sitnikova

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: kresenka@gmail.com

D. A. Gromova

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: 16adianay@gmail.com

M. V. Uspenskaya

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: mv_uspenskaya@mail.ru

References

  1. Кауль А.К., Джесвани Л.М., Денди Д.А.В. и др. Источники пищевого белка. М.: Колос, 1979. 302 с.
  2. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. М.: Агропромиздат, 1987. 303 с.
  3. Рудинцева Т.А., Сафронова Г.А., Нечаева Н.Г. Лечебно-профилактические мясные продукты // Мясная промышленность. 1994. N 6. С. 26-27.
  4. Хлебников В.И., Дмитриенко С.Ю. Качество мясных изделий, обладающих функциональными свойствами // Пищевая технология. 2004. N 1 (2780. С. 67-68.
  5. Самченко О.Н. Использование мяса диких животных в технологии мясных изделий // Наука и современность. 2013. N 24. С. 220-224.
  6. Берлова Г.А. Мясо диких животных. Особые правила, особые рецепты // Всё о мясе. 2008. N 6. С. 58-59.
  7. Герасимова Н.Ю. Нетрадиционные виды мясного сырья для производства функциональных продуктов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2012. N 2-3 (326327). С. 17-20.
  8. Таева А.М. Микроструктурные исследования мяса казахского двугорбого верблюда // Мясная индустрия. 2016. N 8. С. 46-49.
  9. Нестеренко А.А., Патиева А.М., Ильина Н.М. Инновационные технологии в производстве колбасной продукции: монография. Саарбрюккен: Pahnarium Academic Publishing, 2014. 165 с.
  10. Щербакова Е.В Применение биотехнологических методов при переработке растительного масличного сырья. Краснодар: Ризограф, 2006. 288 с.
  11. Овчаров С.И. Совершенствование технологии получения белковых изолятов из подсолнечного жмыха // Молодой ученый. 2015. N 12 (92). С. 267-270.
  12. Усатюк С.И., Савчук Ю.Ю. Исследование процесса экстрагирования белка из грецкого ореха // Вестник Алматинского технологичеоюго университета. 2015. N 2. С. 22-26.
  13. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: Дрофа, 2004. 618 с.
  14. Воронова Н.С., Бердина Л.С. Исследование белков семян льна как полноценных и необходимых для здоровья человека // Молодой ученый. 2015. N 14 (94). С. 144-147.
  15. Цыганова Т.Б., Миневич И.Э., Зубцов В.А., Осипова Л.Л. Пищевая ценность семян льна и перспективные направления их переработки. Калуга: Эйдос, 2010. 124 с.
  16. Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Ущаповский И.В., Абрамов Д.В., Краюшкина В.Н. Технология получения белковых концентратов из льняного жмыха для использования в промышленном производстве // Хлебопродукты. 2019. N 8. С. 34-37. https://doi.org/10.32462/0235-2508-2019-30-8-34-37
  17. Скоупс Р.К. Методы очистки белков / пер. с агл. В.К. Антонова. М.: Мир. 1985. 358 с.
  18. Nadathur S.R., Wanasundara J.P.D., Scan-lin L. Sustainable protein sources. Academic Press, 2017.456 р.
  19. Stuart B.H. Infrared spectroscopy: fundamentals аnd applications. N.-Y.: Wiley, 2004. 242 p.
  20. Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрометрическая идентификация органических соединений / пер. с англ. Н.М. Сергеева, Б.Н. Тарасевича. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.557 с.
  21. Krimm S., Bandekar J. Vibrational spectroscopy and conformation of peptides, polypeptides, and proteins // Advances in Protein Chemistry.1986. Vol. 38. P. 181-364.
  22. Рогов И.А., Забашта А.Г., Казюлин Г.П. Общая технология мяса и мясопродуктов. М.: Колос. 2000. 367 с.
  23. Блынская Е.В., Тишков С.В., Алексеев К.В. Технологические подходы к совершенствованию процесса лиофилизации белковых и пептидных лекарственных препаратов // Российский биотерапевтический журнал. 2017. Т. 16. N 1. С. 6-11. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-1-6-11
  24. Игнатов В.Е., Пойманов В.В., Нестеров Д.А. Исследование процесса вакуум-cублимационной сушки бактериальных концентратов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. N 1. С. 27-29. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2013-1-27-29
  25. Busher J.T. Serum Albumin and Globulin. In: Walker Y.K., Hall W.D., Hurst J.W. (ed.). Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations. 3rd edition. Boston: Butterworths, 1990. Chapter 101. P. 497-499.
  26. Кубасова Н.А., Цатурян А.К. Молекулярный механизм работы актин-миозинового мотора в мышце // Успехи биологической химии. 2011. Т. 51. С. 233-282.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).