SummaryGlucosinolates and their very highly reactive breakdown products (mainly isothiocyanates = ITC) belong to one of the most important natural toxicants. This paper deals with the interactions of allyl-, butyl-, phenyl-and benzyl ITC with egg white proteins resulting in the formation of ITC-proteinconjugates. The ITC's react with amino groups by forming thiourea derivatives. Such reactions are well described by changes in the amounts of free amino groups and available lysine. Further reaction sites are sulphhydryl side chains of proteins leading to dithiocarbamate esters. The investigations further show that such reactions are accompanied with a decrease in the solubility of the prepared conjugates. Simultaneously a shift of the isoelectric range to a lower value of pH can also be observed. Changes in electrophoretic patterns and mobility can also be seen due to the strong electrophilic attack of ITC to proteins. Comparison of the 4 investigated preparations shows that benzyl-ITC is the most reactive partner for egg white proteins. ZusammenfassungGlucosinolate und ihre reaktiven Spaltprodukte (hauptsachlich Isothiocyanate = ITC) zahlen zu den wichtigsten natiirlichen Schadstoffen. Wie gezeigt wird, fiihren Wechselwirkungen von Allyl-, Butyl-, Benzyl-und Phenyl-ITC mit Eiklarproteinen (frisches Eiklar) zur Bildung von ITC-ProteinKonjugaten. Die ITC reagierenmit Aminogruppen unter Bildung von Thioharnstoff-Derivaten. Diese Reaktionen lassen sich iiber Anderungen (Abnahme) im Gehalt an freien Aminogruppen und an verfiigbarem Lysin gut beschreiben. Die Sulfhydryl-Gruppen der Proteine reagieren ebenfalls mit den ITC unter Bildung von Dithiocarbamidsaureester (Nachweis iiber die Schwefelkohlenstoff-Freisetzung aus diesen Estern). Infolge dieser Reaktionen wird in Abhangigkeit von Art und Menge des eingesetzten Isothiocyanates die pH-abhangige Proteinloslichkeit herabgesetzt, wobei gleichzeitig eine Verschiebung des isoelektrischen Bereiches in Richtung niedrigerer pH-Werte erfolgt. Die elektrophile Reaktion der ITC mit den Proteingruppen fiihrt weiterhin zu einer Veranderung im elektrophoretischen Verhalten (Harnstoff-und SDS-PAGE) der Proteine. Von den untersuchten Isothiocyanaten zeigt sich das Benzyl-ITC als der reaktivste Partner gegenuber Eiklarproteinen.
Vergleichende Bestimmungen des Kochverlustes von Fleisch-Wasser-Systemen haben ergeben, daB die Wasserbindung an einem ,,kritischen Punkt" der Wasserzugabe ein fur die Eignungsprufung von Fleischsubstituten brauchbares Kriterium ist. Es wird ein vereinfachtes kiichentechnisches Modellsystem vorgeschlagen, das eine Urteilsubertragung auf kleintechnische MaBstabe zulaBt.
Uber Moglichkeiten zur Verbesserung ausgewlhlter funktioneller Eigenschaften von Proteinpraparaten (dabei handelt es sich ausschlieDlich um Mischfraktionen, die hinsichtlich ihrer spezifischen Proteinzusammensetzung nicht bestimmt waren) durch mechanolytischen Abbau ist von uns an anderer Stelle berichtet worden [l]. Die vorliegende Arbeit befaBt sich mit der Mechanolyse von definierten Eiklarproteinfraktionen mit dem Ziel, den EinfluD dieses mechanischen Behandlungsverfahrens auf charakteristische Proteingruppen (NH,-, SH-, SS-Gruppen) und auf die Loslichkeit der Proteine zu ermitteln. Material und MethodenAls Eiklarproteinfraktionen sind Ovalbumin (Fluka, Proteingehalt 78,2%) sowie Lysozym (Fluka, Proteingehalt lOO%) herangezogen wurden. Die Mechanolyse erfolgte in einer Schwingmiihle (VIBRATOM 0,6, Siebtechnik GmbH, Miilheim/Ruhr) in PorzellanmahlgefiiDen bei einer Amplitude von 1,75-2,OO mm und einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 1420 U/min. Das Untersuchungsmaterial wurde im luftrocknen Zustand unterschiedlich lang (1 bis 25 h, bei einem Fullverhaltnis, d. h. einem Gewichtsverhaltnis von Mahlgut zu Mahlkorper, von 1% und einem Fiillgrad, d. h. einem Verhaltnis von Schiittvolumen der Kugeln zu Gesamtvolumen des Mahlbehalters, von 35%) mit zylinderformigen Porzellanmahlkorpern (Hohe und Durchmesser ca. 1 1 x 11 mm) vermahlen und danach iiber ein grobes Sieb von den Mahlkorpern abgetrennt.Die Aminoendgruppen wurden gemaB der TNBS-Methode [2] und die SH-sowie SS-Gruppen mittels einer argentometrisch-amperometrischen Methode [3] bestimmt. Die Ermittlung der Proteinloslichkeit erfolgte nach Losen von 100 mg Produkt in 25 ml Wasser (pH 6,0), Riihren (15 min), Zentrifugieren (20 rnin bei 5000 x g ) und Bestimmung des gelosten Anteils im Zentrifugat.
Bestimmungen des Kochverlustes in verschiedenen Fleisch‐Wasser‐Systemen und Brühwurst‐Modellbräten haben ergeben, daß Unterschiede im Wasserbindungsvermögen von Fleischsubstituten und Fleischextendern an einem „kritischen Punkt”︁ besonders deutlich werden. Der „kritische Punkt”︁ der Prüfsysteme liegt dort, wo im Verlauf steigender Wasserzugaben eine sprunghafte Zunahme des Kochverlustes eintritt. Vor Einsatz von Fleischaustauschstoffen wird zur Gewährleistung konstanter Ausbeuten bei der Brühwurstproduktion eine Eignungsprüfung unter derartigen Bedingungen empfohlen.
Membrantrennprozesse spielen seit l-erem in der Milch-und Fruchtsaftindustrie eine Rolle (1, 2). Sie sind aber auch im Hinblick auf die Gewinnung von Proteinisolaten aus pflanzlichen Rohstoffen (3 -5), u. a. Rapssamen mit Standard-Qualittit, untersucht worden, wobei verschiedenartige Extraktions-~t t e l zum Einsatz gelangten (6 -9 ) . In Ab-gkeit von den gewtihlten Milieubedingungen, speziell dern pH-Wert und dem Elektrolytgehalt, sowie verwendeten Zusatzstoffen, wie Polyvinylpyrrolidon, werden danach Endprodukte mit niedrigen Gehalten an Phytinsaure, Phenolsauren oder Glucosinolaten erhdten. Darilber hinaus sind durch selektive Extraktion in Kombination mit einer Ultra-und Diafiltration schadstoffme Proteinfraktionen in Form von Albuminen, Globulinen und Glutelinen gewinnbar (lo), worauf im Folgenden &er eingegangen wird. Material und Methoden Aus Saatgut von Brassica n a p mit Standard-, Einfach-und Doppelqualitat (Vai-ietgten Sollux, Marinus und "DQ"-Neuziichtung) werden im Laboratoriums-mBstab durch Zerkleinerung und Pettextraktion Mehle hergestellt und weiter aufgearbeitet (Schema). Die sukzessiven Extraktionen (Wasser und 5Xige Kochsalzlosungen) werden bei einem Feststoff-Fliissigkeits-VerMltnis von 1:lO durchgefiihrt; die Abtrennung der Feststoffe erfolgt mittels Zentrifugation bei 2500 x g. Der Riickstand der Sdleextraktion wird m c h Waschung mit Wasser bei einem Feststoff-Fliissigkeits-VerhMtnis von 1 : l O und nachfolgender Zentrifugation gefriergetrocknet (Glutelinangereicherte Fraktion) ; ebenso wird mit dern nach isoelektrischer Fallung (pH-Wert 3,5) aus dem Salzextrakt anfallenden gewaschenem Niederschlag (Globulin-Fraktion) verfahren. Der Wasserextrakt w i r d mittels Ultrafiltration in gleiche Anteile Retenat und Filtrat (keine Proteinfallung rnit TrichloressigsWe) fraktioniert . Das Retenat wird spriihgetrocknet bzw. der Diafiltration unterworfen. Dabei wird das anfallende Filtrat periodisch durch Wasser ersetzt, bis ein VerhMtnis von eingesetztem Retenat zu zugegebenem Wasser von 1:2 resultiert. Aus dem UF-Retenat und DF-Retenat werden durch Spriihtrocknung Proteine gewonnen (Albumin-Fraktion). Zur Ultra-und Diafiltration wird eine Ultraf3ltrationsanlage bestehend aus 2 Modulen und einer F'ilterflLiche von 0,08 rn unter Verwendung von Celluloseacetatmembranen Typ CA-M-UF 120 (VEB Zellstoff-und Zellulosewerke Wittenberge) verwendet (11). Die Bestimung des Rohproteingehaltes in den Rohstoffen und Fraktionen erfolgt nach der Halb-Mikro-Kjeldahl-Methode; Isothiocyanate (1%) werden gaschromatographisch und Vinyloxazolidone (VOT) spektrophotometrisch erfdt (12).
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