Wpływ czynników fizycznych na dostępność enzymatyczną in vitro białek nasion fasoli (Phaseolus sp.)

• Autorzy: Urszula Krupa , Maria Soral-Śmietana

Warianty tytułu

The Impact of Physical Factors on the In Vitro Digestibility of Proteins from Bean Seeds (Phaseolus sp.)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem badań było określenie wpływu czynników fizycznych zastosowanych podczas wodno- cieplnych procesów autoklawowania i mikrofalowania na zakres enzymatycznego trawienia in vitro białek wyodrębnionych z nasion dwóch polskich gatunków fasoli: fasoli zwykłej (Phaseolus vulgaris) odm. Aura i fasoli wielokwiatowej (Phaseolus coccineus) odm. Eureka. Analiza strawności in vitro preparatów białkowych przeprowadzona w środowisku symulującym fizjologiczne warunki trawienia białek w dwunastnicy wykazała, że temperatura i ciśnienie zastosowane w procesie autoklawowania powodowały znaczącą poprawę strawności badanych białek nasion fasoli. Natomiast po procesie mikrofalowania, po 10 min proteolizy, strawność preparatów białkowych była mniejsza niż preparatów białek z nasion niepoddanych obróbce hydrotermicznej. Na podstawie obrazu separacji żelowej SDS-PAGE białek wyodrębnionych z nasion przed obróbką wodno-cieplną stwierdzono dominujący udział frakcji o masie ok. 49-45•10³ Da, uznanej za faseolinę, charakteryzującej się znaczną stabilnością termiczną. Czynniki fizyczne w obydwu zastosowanych procesach powodowały zmiany zawartości frakcji białkowych, szczególnie widoczne w przypadku preparatu EA. Wyniki separacji SDS- PAGE uzupełniły analizę strawności in vitro i wykazały szczególny wpływ procesu autoklawowania nasion na wyizolowane z nich białka, widoczny na obrazie rozdziału.(abstrakt oryginalny)

EN

The objective of this paper was to determine the impact of physical factors on the digestibility of proteins isolated from two Polish bean seed species: Phaseolus vulgaris var. Aura and Phaseolus coccineus var. Eureka. The two physical factors were applied during the two hydrothermal treatment processes: autoclaving and microwave cooking. The analysis of the in vitro digestibility of protein preparations, carried out in an environment simulating physiological conditions of proteins digestion in duodenum, showed that temperature and pressure applied during the autoclave cooking significantly improved the digestibility of protein preparations. Contrary to the microwave treatment, after a 10 minute proteolysis cmpleted, the digestibility of protein preparations was lower than the digestibility of protein preparations from bean seeds that had not been thermally treated. On the basis of the SDS-PAGE electrophoresis separation of proteins isolated from native bean seeds prior to the hydro-thermal treatment, it was stated that a fraction showing a mass from 49 to 45 x 10³ kDa was predominant; this fraction was identified as a phaseolin which was characterised by a significant thermal stability. In the two processes applied, the physical factors caused changes in the content of protein fractions, in particular in the EA protein preparation. Results of the SDS-PAGE protein separation made the analysis of the in vitro digestibility more complete; they proved that the autoclaving process of bean seeds specifically affected proteins isolated from them; this impact was clearly visible on the presentation of the SDS-PAGE separation.(original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Biotechnologia; Badanie żywności; Warzywa

EN

Food; Biotechnology; Food research; Vegetables

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 2005
• Numer: R. 12, nr 2 (43), Supl.
• Strony: 121--132

Twórcy

autor

Urszula Krupa

• Instytut Rozrodu Zwierząńt i Badań Żywności PAN, Olsztyn

autor

Maria Soral-Śmietana

• Instytut Rozrodu Zwierząńt i Badań Żywności PAN, Olsztyn

Bibliografia

• [1] Acosta G.: Effect of sowing date on the growth and seed yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in highland environments. Field-Crops-Research, 1996, 49, 1-10.
• [2] Alonso R., Aguirre A., Marzo F.: Effects of extrusion and traditional processing methods on antinutrients and in vitro digestibility of protein and starch in faba and kidney beans. Food Chem., 2000, 68, 159-165.
• [3] AOAC. 1975. Official Methods oh Analysis. 12th ed., Washington, USA.
• [4] AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. 15th ed., Arlington, Virginia.
• [5] Armour J.C, Perera R.L.C, Buchan W.C, Grant G.: Proteas inhibitors and lectins in soya beans and effects of aqueous heat treatment. J. Sci. Food Agric., 1998, 78, 225-231.
• [6] Barampama Z., Simard R.E.: Nutrient composition, protein quality and antinutritional factors of same varieties of dry beans (Phaseolus vulgaris) grown in Burundi. Food Chem., 1993, 47, 2, 159167.
• [7] Bishnoi S., Khetarpaul N., Yadav R.K.: Effect of domestic processing and cooking methods on phytic acid and polyphenol content of pea cultivars (Pisum sativum). Plant Foods Hum. Nutr., 1994, 45, 381-388.
• [8] Bressani R., Elias L.G., The nutritional role of polyphenols in beans. In J.H. Hulse, Polyphenols in cereals and legumes. Canada, IDRC, 1980.
• [9] Carbonaro M., Grant G., Cappelloni M., Pusztai A.: Perspectives into factors limiting in vivo digestion of legume proteins: antinutritional compounds or storage proteins? J. Agric. Food Chem., 2000, 48, 742-749.
• [10] Chang K. C., Satterlee L.: Isolation and characterisation of the major protein from great northenbeans (Phaseolus vulgaris). J. Food Sci., 1981, 46, 1368-1373.
• [11] Deshpande S.S., Sathe S.K., Salunkhe D.K., Comforth D.P.: Effects of dehulling on phytic acid, polyphenols and enzyme inhibitors of dry beans (Phaseolus vulgaris). J. Food Sci., 1982, 47, 1846-1850.
• [12] Deshpande S.S., Damodaran S.: Heat-induced conformational changes in phaseolin and its relation to proteolysis. Bioch. Biophys. Acta, 1989, 998, 179-188.
• [13] Fan T. Y., Sosulski F.W.: Dispersibility and isolation of proteins from legume flours. Can. Inst.. Food Sci. Technol. J., 1974, 7, 4, 256-260.
• [14] Guzman-Maldolado S.H., Acosta-Gallegos J., Paredes-Lopez O.: Protein and mineral content of a novel collection of wild and weedy common bean (Phaseolus vulgaris L.). J. Sci. Food Agric., 2000, 80, 1874-1881.
• [15] Habiba R.A.: Changes in anti-nutrients, protein solubility, digestibility and hcl-extractibility of ash and phosphorus in vegetable peas as affected by cooking methods. Food Chem., 2001, 77, 187-192.
• [16] Hsu H.W., Vavak D. L., Saterlee L. D., Miller G. A.: A Mulitenzyme technique for estimating protein digestibility. J. Food Sci., 1977, 42, 1269-1273.
• [17] Ishino K., Ortega M.L.D.: Functionation and characterization of major reserve proteins from seeds of Phaseolus vulgaris. J. Agric. Food Chem., 1975, 23, 529-533.
• [18] Jasińska Z., Kotecki A.: Rośliny strączkowe. PWN. Warszawa 1990.
• [19] Klepacka M., Porzucek H., Piecyk, M., Sałański P.: Effects of high pressure on solubility and digestibility of legume proteins. Pol. J. Food Nutr. Sci., 1997, 6/47, 2, 41-49.
• [20] Krupa U., Soral-Śmietana M.: Nasiona fasoli - źródłem odżywczych i nieodżywczych makroskładników. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2003, 2 (35) Supl., 99-108.
• [21] Kunachowicz H., Nadolna I., Przygoda B., Iwanow K.: Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych. IŻŻ, Warszawa 1998, s. 367-368.
• [22] Laemmli U. K.: Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T.4. Nature, 1970, 227, 680-685.
• [23] Lanfer-Marqez U.S.L., Lajolo F.M.: In Vivo Digestibility of Beans (Phaseolus vulgaris) Proteins: the role of endogenous protein. J. Agric. Food Chem., 1991, 39, 1211-1215.
• [24] Lott J.N.A., Buttrose M.K.: Globoild in protein bodies of legume seeds cotyledons. Austral. J. Plant Physiol., 1978, 5, 89-95.
• [25] McLester R.C., Hall T.C., Sun S.M., Bliss A.: Comparison of globulin proteins from Phaseolus vulgaris with those from Viciafaba. Phytochemistry, 1973, 2, 85-90.
• [26] Nielsen S.S.: Degradation of bean proteins by endogenous and exogenous proteases. A review. Cereal Chem., 1988, 65, 435-442.
• [27] Piecyk M., Worobiej E., Klepacka M.: In vitro digestibility of crystalline proteins from beans (Phaseolus vulgaris). Pol. J. Food Nutr. Sci., 2000, 9/50, 2, 29-33.
• [28] Piecyk M.: Właściwości strukturalne i funkcjonalne białek krystalicznych otrzymanych z nasion fasoli (Phaseolus vulgaris). Praca doktorska. Wyd. SGGW. Warszawa 2001.
• [29] Pilosof A.M.R., Bartholomai G.B., Chirife J., Bouqet R.: Effect of heat treatment on sorption isotherms and solubility of flour and protein isolated from bean (Phaseolus vulgaris). J. Food Sci., 1982, 47, 1288-1290.
• [30] PN- EN ISO 3188: 1994. Skrobia i produkty pochodne. Oznaczanie zawartości azotu metoda Kjeldahla. Metoda miareczkowa.
• [31] PN- EN ISO 3593: 1994. Skrobia. Oznaczanie popiołu.
• [32] PN- EN ISO 1666: 1999. Skrobia. Oznaczanie wilgotności. Metoda suszarkowa.
• [33] Pusztai A., Steward J.C.: Molecular size, subunit structure and microheterogenity of glycoprotein ii from the seeds of kidney beans (Phaseolus vulgaris L.). Bioch. Bioph. Acta, 1980, 623, 418-428.
• [34] Reddy N.R., Pierson M.D., Sathe S.K., Salunkhe D.K.: Dry beans tannins: a review of nutritional implications. J. Americ. Oil Chem. Soc., 1985, 62, 541-549.
• [35] Sathe S.K., Salunkhe D.K.: Studies on trypsin and chemotrypsin inhibitory activities, hemaglutinating activity and sugar in the great northern beans (Phaseolus vulgaris L.). J. Food Sci., 1981, 46, 1910-1913.
• [36] Sikorki Z., Drozdowski B., Samotus B., Pałasiński M.: Chemia żywności. PWN. Warszawa 1988.
• [37] Soral-Śmietana M., Krupa U., Markiewicz K.: White bean varieties - a source of elements, dietary fibre and resistant starch. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2002, 11/52, SI 1, 17-24.
• [38] Szyrmer J.: Rośliny strączkowe źródłem białka roślinnego. Nowe Rolnictwo, 1986, 35, 1/2: 5-7.
• [39] Vijayakumari K., Siddhuraju P., Janardhanan K.: Effect of various water or hydrothermal treatments on certain antinutritional compounds in the seeds of the tribal pulse (Dolichos lablab var. vulgaris L.). Plant Foods Hum. Nutr. 1995, 48, 17-29.