การเสียสภาพธรรมชาติคือการจับตัวเป็นก้อนและแข็งตัวของโปรตีนจากเนื้อสัตว์ การแข็งตัวของโปรตีน

การแข็งตัวของนมไม่มีอะไรมากไปกว่าการเปลี่ยนให้เป็นเจล (ก้อน) นั่นคือการแข็งตัว

เป็นโปรตีนนมที่จับตัวกันเป็นก้อนโดยมีไขมันละลายอยู่ ซึ่งสามารถแยกออกจากของเหลว (หางนม) ได้อย่างง่ายดาย

การแข็งตัวของโปรตีนนมสามารถแฝงตัวอยู่และเป็นความจริง ด้วยการจับตัวเป็นก้อนแฝง ไมเซลล์จะไม่จับตัวกันบนพื้นผิวทั้งหมด แต่จะก่อตัวเป็นโครงสร้างตาข่ายละเอียดเชิงพื้นที่ซึ่งเรียกว่าเจล

เมื่ออนุภาคทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ของเฟสที่กระจายตัวถูกทำให้ไม่เสถียร เจลจะครอบคลุมปริมาตรทั้งหมดของตัวกลางที่กระจายตัว (นมเริ่มต้น)

การแข็งตัวแฝงเรียกง่ายๆ ว่า การแข็งตัว การก่อเจล หรือการแข็งตัว

การแข็งตัวที่แท้จริงประกอบด้วยการรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ของอนุภาคคอลลอยด์และการตกตะกอนของเฟสที่กระจายตัวในตะกอนหรือลอยขึ้น

สารตกตะกอนเป็นสารที่ทำหน้าที่หลายอย่าง แต่ที่สำคัญที่สุดคือพวกมันก่อตัวเป็นก้อนคล้ายเยลลี่ - พวกมันแยกส่วนของนมที่มีความหนาแน่นสูงออกจากของเหลว

เพื่อจุดประสงค์นี้ใช้เฉพาะก่อนหน้านี้ซึ่งได้มาจากท้องของลูกวัว

เอนไซม์นี้ในกระเพาะอาหารของลูกโค (ไคโมซิน) ที่ช่วยให้พวกมันหมักนมแม่เพื่อการบำรุง

ในโลกสมัยใหม่เพื่อสร้างก้อน (เรียกอีกอย่างว่ากัลยา) พวกเขาใช้:

• เนื้อลูกวัว (rennet) ทำจากท้องของลูกวัว (เอนไซม์จับตัวเป็นก้อนนม - ไคโมซิน)
  มาในรูปแบบผงแป้งและของเหลว เป็นไคโมซิน (จากเนื้อลูกวัวหรือไคโมซินที่ปลูกเทียม) ซึ่งเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตชีสแข็งและกึ่งนิ่ม
• น้ำย่อยคือสารสกัดจากกระเพาะของสัตว์เลี้ยงอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้วัวหรือเพปซิน เพปซินจากหมูและไก่ก็มีจำหน่ายทั่วไปเช่นกัน แต่พวกมันไวต่อความเป็นกรดและไม่เสถียรมาก ไม่แนะนำให้ใช้
  น้ำย่อยจากวัว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งผสมกับไคโมซิน) สามารถใช้สำหรับการผลิตชีสดอง (บรินซา, ซูลูกูนิ) สำหรับการผลิตชีสแบบนิ่ม กึ่งนิ่ม และแข็ง ไม่แนะนำให้ใช้เพปซิน
• จุลินทรีย์เรนนิน (จุลินทรีย์เปปซิน) - ยีสต์ ราและเชื้อราบางชนิดผลิตเอนไซม์ที่เหมาะสำหรับการจับตัวเป็นก้อนตามธรรมชาติ เอ็นไซม์ที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดได้มาจากเชื้อราขนาดเล็ก Rhizomucor meihei (ชื่อเดิม Mucor meihei) เป็นสารจับตัวเป็นก้อนมังสวิรัติ ตัวอย่างของการตกตะกอนดังกล่าวคือ
• ไคโมซินหมัก (ไคโมซินที่รวมตัวกันใหม่) - ยีนไคโมซินจากลูกวัวได้รับการแนะนำในจีโนมของจุลินทรีย์ที่เป็นโฮสต์หลายชนิด (Kluyveromyces lactis, Aspergilleus niger, Escherichia) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันสามารถผลิตโปรตีนที่เหมือนกันกับไคโมซินในลูกวัวได้อย่างสมบูรณ์ในช่วง การหมัก
  เอนไซม์นี้ได้พิสูจน์ตัวเองในการผลิตชีสทุกประเภท ซึ่งโดยปกติจะใช้เนื้อลูกวัว เป็นสารจับตัวเป็นก้อนมังสวิรัติ

สำหรับการเตรียมชีสสด, คอทเทจชีส, ชีสดองคุณสามารถใช้สารตกตะกอนได้

อย่างไรก็ตาม สำหรับเนยแข็งกึ่งนิ่มและแข็ง ไคโมซิน (สัตว์ในไตหรือไคโมซินที่รวมตัวกันใหม่) เท่านั้นที่เหมาะสม เนื่องจากร่วมกับแบคทีเรียกรดแลคติก (แป้งเปรี้ยว) มีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของเนื้อสัมผัสของชีส รสชาติ และความสามารถในการเก็บรักษาสำหรับ เวลานาน.

ในระหว่างการจับตัวเป็นก้อนของโปรตีน ไขมันนมและน้ำที่มีตัวถูกละลาย (หางนม) จะถูกจับอย่างแน่นหนาเพียงพอโดยเจลที่เกิดขึ้น ในระหว่างการตกตะกอนของโปรตีน ไขมันนมและวัฏภาคที่เป็นน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถกักเก็บไว้โดยกลไกโดยตะกอน

การผลิตและการสุกของชีสเรนเน็ตนั้นดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำและความเป็นกรดที่ใช้งานอยู่ ซึ่งเรียกว่าทางสรีรวิทยา เพื่อให้สามารถเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพของส่วนประกอบของนมโดยสูญเสียคุณค่าทางโภชนาการน้อยที่สุด

เมื่อใช้วิธีเทอร์โมแอซิด เฟสไขมันของนมจะถูกแยกออกจากกัน โปรตีนนมพร่องมันเนยจะตกตะกอนและผสมกับครีม

การตกตะกอนประกอบด้วยการทำให้นมเป็นกรดอย่างรวดเร็วจนถึงระดับที่ต่ำกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกโดยการเติมหางนมเปรี้ยว นมเปรี้ยว น้ำมะนาว กรดอะซิติก และทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง (90-95 ° C)

ดังนั้น ด้วยการจับตัวเป็นก้อนของเอนไซม์ เคซีนและไขมันนมจึงมีความเข้มข้นพร้อมกัน โดยมีการแข็งตัวของกรดความร้อน อันเป็นผลมาจากสองกระบวนการ: การเหวี่ยงและการตกตะกอน

วิธีการที่เป็นกรดประกอบด้วยการทำให้นมเปรี้ยวที่จุดไอโซอิเล็กทริกของเคซีน (pH 4.6) โดยการสร้างกรดอย่างช้าๆ โดยจุลินทรีย์หรือโดยการเติมกรด (โดยปกติจะเป็นไฮโดรคลอริก) หรือกรดแอซิดเจน (เช่น กลูโคแลคโตน) ลงในนม ใช้ในการผลิตเนยแข็งสดหรือเนยแข็งที่มีระยะเวลาสุกสั้น

เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสุกของชีสเรนเน็ทจะไม่ทำงานในชีสที่เป็นกรดเนื่องจากค่า pH ต่ำ ระดับการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนนมและลิพิดในชีสนมที่ผ่านการหมักจะต่ำกว่า ช่อรสชาติจะแคบกว่าในชีสวัว

วิธีกรด-เอนไซม์เป็นอีกวิธีหนึ่งของการแข็งตัวของกรด โดยการนำเอนไซม์จับตัวเป็นก้อนของนมจำนวนเล็กน้อยเข้าไปในน้ำนม ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับการจับตัวเป็นก้อนด้วยเอนไซม์ที่ค่า pH ของนมสด

ในกรณีนี้ การแข็งตัวของนมจะเกิดขึ้นที่ pH 5.1-5.4 (ในพาราเคซีนไอโซพอยต์) การเพิ่มเอนไซม์จับตัวเป็นก้อนของนมส่งผลดีต่ออัตราการจับตัวเป็นก้อน ความแข็งแรงของก้อน และการปล่อยนม อย่างไรก็ตาม ที่ค่า pH ของการแข็งตัวของกรด-เรนเน็ตของนม จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในไมเซลล์ของเคซีน ซึ่งเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของก้อนและชีสอย่างมากเมื่อเทียบกัน แก่ผู้ที่อยู่ระหว่างการแข็งตัวของไต

ก้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตชีสด้วยวิธีกรดเอนไซม์นั้นมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับก้อนกรดมากกว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์นั้นใกล้เคียงกับชีสนมเปรี้ยว

ความเข้มข้นของนมโดยอัลตราฟิลเตรชันได้รับการกระจายที่แน่นอนในการผลิตน้ำเกลือและชีสอื่น ๆ

ในเนื้อเยื่อของสัตว์และพืช โปรตีนเนื่องจากความสามารถในการแปลงสภาพได้ง่ายจึงอยู่ในสถานะที่ไม่เสถียร โปรตีนที่ไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งอยู่ในสถานะหลักที่มีความคงตัวเปราะบางนี้เรียกว่า "ธรรมชาติ" หรือ "ของแท้" ดังที่ทราบกันดีว่ามีความสัมพันธ์กันระหว่างโปรตีนและน้ำในรูปของ "น้ำที่พองตัว" ด้วยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นและธรรมชาติของเกลือในสารละลายคอลลอยด์ โปรตีนสามารถกระจายตัวได้มากขึ้นหรือตกตะกอน กระบวนการเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความเข้มข้นของโปรตีนอิเล็กโทรไลต์ (อัลบูมิน, โกลบูลิน) สามารถจับตัวเป็นก้อนได้ แม้ว่าโปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนสามารถถ่ายโอนไปยังสารละลายได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ แต่คุณสมบัติของโปรตีนจะไม่เหมือนกันกับคุณสมบัติของ "นัตแทน" ซึ่งเป็นโปรตีนที่ไม่เปลี่ยนแปลง

การแข็งตัวที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของโปรตีนเรียกว่าการเสียสภาพธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการแข็งตัวสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ: อิทธิพลของความร้อน, แสง, กรดแก่, ด่าง, เกลือของโลหะหนัก, แอลกอฮอล์, การแช่แข็งและเป็นผลมาจากการสัมผัสกับวิธีการทางกล

การสูญเสียสภาพความร้อนเป็นลักษณะของโปรตีนสองกลุ่ม - อัลบูมินและโกลบูลิน แต่ก็พบได้ในโปรตีนอื่นเช่นกัน ดังนั้นเคซิโนเจนเมื่อถูกความร้อนถึง 90-100 °จะเปลี่ยนด้วยการสูญเสียฟอสฟอรัสบางส่วน การเสียสภาพธรรมชาติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เวลา ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน ความเข้มข้น และธรรมชาติของอิเล็กโทรไลต์ ในระหว่างการเสียสภาพธรรมชาติ ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงคอลลอยด์ในสถานะของสารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโมเลกุลของโปรตีนที่ละลายด้วย อุณหภูมิสูงขึ้นและ

การปรากฏตัวของกรดและด่างทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของโมเลกุล ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว caseinogen ถูกทำให้เสียสภาพที่อุณหภูมิสูงโดยสูญเสียฟอสฟอรัสไปบางส่วน หลังจากการเสียสภาพธรรมชาติของไข่ขาวดิบด้วยความร้อน จะเกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะของกำมะถันในโมเลกุลโปรตีน

ด้วยวิธีการสมัยใหม่ในการทำให้นม ไข่ ผลไม้และผักขาดน้ำ พวกเขาพยายามจำกัดการสูญเสียสภาพธรรมชาติด้วยความร้อน และด้วยเหตุนี้จึงรักษาคุณสมบัติการย้อนกลับของโปรตีนเมื่อใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เพื่อจุดประสงค์ด้านอาหาร

การเสียสภาพธรรมชาติโดยรังสีอัลตราไวโอเลตและแสงแดดนั้นคล้ายกับการเสียสภาพธรรมชาติด้วยความร้อน

การเสียสภาพธรรมชาติด้วยกรด ด่าง และเกลือของโลหะหนักทำให้โปรตีนที่ละลายน้ำได้ (อัลบูมิน โกลบูลิน และเคซีน) เปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำ อุณหภูมิที่สูงขึ้น ความเข้มข้นของ pH สำหรับการเสียสภาพธรรมชาติก็จะยิ่งต่ำลง นมที่มีความเป็นกรดสูงจะไม่จับตัวเป็นก้อนที่อุณหภูมิต่ำ แต่เมื่อนมถูกทำให้ร้อน โปรตีนนมจะจับตัวเป็นก้อน เมื่อโปรตีนสัมผัสกับแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน โปรตีนจะถูกเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำอย่างสมบูรณ์

เมื่อฟอร์มาลดีไฮด์กระทำกับโปรตีน จะเกิดสารประกอบที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากโปรตีน เคซีนภายใต้อิทธิพลของฟอร์มัลดีไฮด์จะกลายเป็นสารคล้ายฮอร์น

ในระหว่างการแช่แข็ง โปรตีนในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อจะถูกทำให้เสียสภาพธรรมชาติบางส่วน และค่า pH เช่นเดียวกับการเสียสภาพธรรมชาติด้วยความร้อน มีผลอย่างมากต่ออัตราการเสียสภาพธรรมชาติ ที่ pH = 5-6 อัตราการเสียสภาพธรรมชาติจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ที่ pH = 6-7 การเปลี่ยนสภาพธรรมชาติจะเป็นไปอย่างช้าๆ

ด้วยผลกระทบเชิงกลที่รุนแรงต่อสารละลายโปรตีนในรูปแบบของการสั่น การเสียสภาพธรรมชาติจึงเกิดขึ้นพร้อมกับการปรากฏตัวของฟิล์มโปรตีนที่มีฟองโฟมติดอยู่ การเสียสภาพของโปรตีนบางชนิดสามารถเกิดขึ้นได้ที่ความดันสูงมาก

การใช้งาน: เกษตรกรรม ได้แก่ การผลิตอาหารสัตว์ สาระสำคัญของการประดิษฐ์: การแข็งตัวของโปรตีนด้วยไฟฟ้าดำเนินการโดยไฟฟ้ากระแสตรงในห้องหนึ่ง ซึ่งบริเวณแอโนดและคาโวเดียมจะถูกแยกออกจากกันโดยเมมเบรน ระหว่างการไหลของกระแส ค่า pH ของตัวกลางจะถูกบันทึก และเมื่อถึงค่า 5 กระบวนการจะหยุดลง เมื่อจับตัวเป็นก้อนแล้ว ส่วนที่เหลือของวัสดุที่มีโปรตีนจะถูกป้อนจากบริเวณแคโทดไปยังบริเวณแอโนด อุณหภูมิของวัสดุไม่เกิน 39 - 40 o C. 2 C. หน้า f-ly, 1 แท็บ

สิ่งประดิษฐ์ที่เกี่ยวข้องกับการเกษตร ได้แก่ การผลิตอาหารสัตว์ วิธีการจับตัวเป็นก้อนด้วยความร้อนของโปรตีนจากน้ำมันฝรั่งซึ่งประกอบด้วยการให้ความร้อนด้วยไอน้ำถึง 70-100 ประมาณ C ข้อเสียของวิธีนี้คือผลผลิตโปรตีนต่ำ (70-80%) การใช้พลังงานสูง (0.5 MJ /กิโลกรัม). มีวิธีการจับตัวเป็นก้อนทางเคมีซึ่งประกอบด้วยการตกตะกอนของโปรตีนโดยไม่ให้ความร้อนโดยการทำให้เป็นกรดด้วยกรดหรือเกลือของโลหะหนักจนถึงจุดไอโซอิเล็กทริก (pH 4.8-5.2) ข้อเสียของวิธีนี้คือผลผลิตโปรตีนต่ำ (40-50%) จำเป็นต้องทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นกลาง สิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่เสนอคือวิธีการบำบัดด้วยความร้อนด้วยไฟฟ้าซึ่งในตัวกลางที่มีโปรตีนจะถูกทำให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่อุตสาหกรรมสูงถึง 70-100 ° C ความแรงของสนามไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ในตัวกลางที่จับตัวเป็นก้อนคือ (5 -25) 10 2 โวลต์/ม. ผลผลิตโปรตีนสูงถึง 80-84% ความเข้มของพลังงาน 0.12 MJ/กก. จุดประสงค์ของการประดิษฐ์คือการเพิ่มผลผลิตโปรตีน ลดความเข้มของพลังงานของกระบวนการ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ โปรตีนจะถูกจับตัวเป็นก้อนในห้องที่แยกจากกันโดยแผ่นเมมเบรน สารประกอบอนินทรีย์ซึมผ่านได้ (ส่วนใหญ่ H+ และ OH- ไอออน) และไอออนของโปรตีนซึมผ่านไม่ได้เนื่องจากขนาด "ใหญ่" เมื่อไหลผ่านน้ำมันฝรั่ง กระแสตรงจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ไอออน H + เคลื่อนที่ไปที่แคโทด และไอออนของกลุ่มไฮดรอกซิล OH เคลื่อนที่ไปที่ขั้วบวก สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของค่า pH ที่ขั้วบวกและเพิ่มขึ้นที่ขั้วลบ สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดที่ขั้วบวกทำให้โปรตีนจับตัวเป็นก้อน นอกจากนี้ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านน้ำมันฝรั่งจะกระตุ้นการถ่ายโอนมวลและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยไม่ทำให้เกิดความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุนี้อุณหภูมิของน้ำผลไม้จึงเพิ่มขึ้นเพียง 30-40 ° C ดังนั้นเนื่องจากผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าโปรตีนจะจับตัวเป็นก้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่าวิธีการทางความร้อนที่รู้จักซึ่งช่วยลดความเข้มของพลังงานของกระบวนการ ถึง 0.05 MJ/กก. ปฏิกิริยาทางเคมีและความร้อนร่วมกันของกระแสไฟฟ้าช่วยเพิ่มผลผลิตโปรตีนได้ถึง 97% ตัวอย่าง น้ำมันฝรั่ง (pH 6.6-6.8) ถูกวางไว้ในห้องทำงานของเครื่องจับตัวเป็นก้อน ช่องว่างแอโนด (A) และแคโทด (K) ซึ่งถูกคั่นด้วยพาร์ติชันเมมเบรนในอัตราส่วน A:K 4:1 ซึ่งแทบไม่ยอมให้ ส่วนประกอบของน้ำผลไม้ในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า กระแสตรงที่มีความแรงของสนามไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า (3-5)10 2 V/m จ่ายให้กับขั้วไฟฟ้าในห้องจากวงจรเรียงกระแส ภายใต้การดำเนินการที่ค่า pH ลดลงเป็น 2.5-5 ในระหว่างการแข็งตัว อุณหภูมิจะถูกบันทึก เมื่อถึง 30-40 เกี่ยวกับกับกระบวนการจะหยุดลง ในกระบวนการแข็งตัว ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการบำบัดจากบริเวณแคโทดจะถูกป้อนเข้าสู่บริเวณแอโนด โดยผสมกับน้ำผลไม้ "สด" เวลาในการแปรรูปขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้าและอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำผลไม้ โปรตีนจับตัวเป็นก้อนถูกแยกออกจากน้ำผลไม้โดยวิธีทั่วไป ตารางแสดงการประเมินเปรียบเทียบวิธีการจับตัวเป็นก้อนต่างๆ ซึ่งได้รับจากห้องปฏิบัติการการขนส่งและการควบคุมเมแทบอลิซึมของพืชของ Academy of Sciences แห่งสาธารณรัฐเบลารุส จากการศึกษาพบว่าวิธีการที่เสนอเพิ่มผลผลิตโปรตีน 10-15% ลดการใช้พลังงาน 2-3 เท่า; ในเวลาเดียวกัน ความหนาแน่นของกระแสตรงระหว่างการแข็งตัวไม่เกิน 8000 A/m 2 ซึ่งทำให้สามารถลดอุณหภูมิในการประมวลผลได้

เรียกร้อง

1. วิธีการจับตัวเป็นก้อนของโปรตีน ซึ่งรวมถึงการวางวัสดุที่มีโปรตีนไว้ในห้อง บริเวณแอโนดและแคโทดซึ่งถูกคั่นด้วยแผ่นเมมเบรน และการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าคงที่ระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ในบริเวณเหล่านี้ ลักษณะเด่นคือ ในระหว่างการไหลของกระแส ค่า pH ของวัสดุที่กำลังดำเนินการจะถูกบันทึกในพื้นที่ขั้วบวกของห้องและที่ค่า pH ไม่เกิน 5 จะหยุดการไหลของกระแส 2. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งระบุว่าหลังจากนำสารตกตะกอนออกจากบริเวณแอโนดของห้องแล้ว วัสดุที่มีโปรตีนที่เหลืออยู่ในบริเวณแคโทดของห้องจะถูกถ่ายโอนไปยังบริเวณแอโนด และบริเวณทั้งสองจะถูกเสริมเข้ากับ ระดับการทำงานด้วยวัสดุที่มีโปรตีนใหม่ 3. วิธีการตามหน้า 1 ระบุว่าความหนาแน่นกระแสตรงระหว่างกระบวนการจับตัวเป็นก้อนถูกเลือกไม่เกิน 8000 A/m 2 .

ในการแยกเวย์โปรตีน จำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างดั้งเดิมของโปรตีน ด้วยการเปลี่ยนแปลงนี้ (การสูญเสียสภาพธรรมชาติ) โครงสร้างของมันถูกรบกวน ก้อนโปรตีนจะขยายตัวระหว่างการเสียสภาพธรรมชาติ กระบวนการนี้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงร่าง การให้น้ำ และสถานะรวมของอนุภาค ก้อนโปรตีนจะมีความเสถียรน้อยลงระหว่างการเสียสภาพธรรมชาติ

ความเสถียรของเวย์โปรตีนทรงกลมถูกกำหนดโดยโครงสร้างอนุภาค ประจุ และการมีอยู่ของเปลือกไฮเดรต (ชั้นโซลเวต) ในการแยกโปรตีน จำเป็นต้องรบกวนสมดุลของปัจจัยต้านทานเหล่านี้สามหรืออย่างน้อยสองอย่าง

ในเวย์สด อนุภาคของโปรตีนจะอยู่ในสภาพดั้งเดิม เมื่อสถานะดั้งเดิมของโปรตีนเปลี่ยนไป (เสียสภาพธรรมชาติ) โครงสร้างของโปรตีนจะถูกรบกวนเป็นอันดับแรก ก้อนโปรตีนแผ่ออกในกระบวนการของการสูญเสียสภาพธรรมชาติซึ่งจำเป็นต้องทำลายพันธะ 10 ถึง 20% ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของมัน กระบวนการเสียสภาพธรรมชาติมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงร่าง การให้น้ำ และสถานะรวมของอนุภาค ก้อนโปรตีนมีความเสถียรน้อยลงอันเป็นผลมาจากการเสียสภาพธรรมชาติ

เพื่อเอาชนะอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นต่อความเสถียรของอนุภาคโปรตีน สามารถใช้วิธีต่างๆ ของการสูญเสียสภาพธรรมชาติได้: การให้ความร้อน การฉายรังสี การกระทำทางกล การนำสารที่ละลาย สารออกซิไดซ์และสารซักฟอก และการเปลี่ยนปฏิกิริยาของตัวกลาง การนำสารบางชนิดเข้าสู่สารละลายจะส่งเสริมการเสียสภาพธรรมชาติเนื่องจากความร้อน

การจำแนกประเภทของวิธีการแข็งตัวของซีรั่มที่พิจารณาในงานนี้ได้แสดงในแผนภาพ (รูปที่ 3)

ข้าว. 3.

ในท้ายที่สุด ปรากฏการณ์ทุติยภูมิหลังการเสียสภาพธรรมชาติจะนำไปสู่การปลดปล่อยโปรตีน เช่น การรวมตัวกันของก้อนกลมที่กางออกและการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของพวกมัน ที่นี่ การก่อตัวของพันธะระหว่างโมเลกุลและการรวมตัวมาก่อน ตรงกันข้ามกับกระบวนการภายในโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างการเสียสภาพธรรมชาติ

โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการแยกเวย์โปรตีนสามารถแยกลักษณะการแข็งตัวได้

โดยคำนึงถึงความเป็นไปได้ในการสกัดและการใช้โปรตีน การจับตัวเป็นก้อนของเวย์โปรตีนจะต้องได้รับการแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการเปลี่ยนสภาพธรรมชาติ (การฟื้นฟูโครงสร้างดั้งเดิมของโปรตีน) รวมถึงข้อจำกัดที่เป็นไปได้สูงสุดของการสลายตัวของผลลัพธ์ มวลรวม

อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงถึงผลของการเสียสภาพธรรมชาติด้วยความร้อน นอกจากจะทำลายพันธะไฮโดรเจนของอนุภาคโปรตีนแล้ว พวกมันยังถูกทำให้ขาดน้ำอีกด้วย ซึ่งช่วยให้การรวมตัวของอนุภาคโปรตีนตามมาง่ายขึ้น ไอออนที่จับตัวเป็นก้อน (แคลเซียม สังกะสี ฯลฯ) จะถูกดูดซับอย่างแข็งขันบนพื้นผิวของอนุภาคโปรตีน ทำให้เกิดการจับตัวเป็นก้อน และในปริมาณที่มากสามารถนำไปสู่การขับเกลือของโปรตีนออกได้

กระบวนการสร้างเกล็ดโปรตีนระหว่างการต้มสาโทนั้นขึ้นอยู่กับการจับตัวเป็นก้อนด้วยความร้อน ซึ่งดำเนินการในสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการคายน้ำของโมเลกุลโปรตีนและการเปลี่ยนสถานะเป็น supensoid - การสูญเสียสภาพของโปรตีนเกิดขึ้น เช่น การเปลี่ยนแปลงของ hydrophilic sol เป็น hydrophobic ในการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ชั้นบาง ๆ ที่ขอบเขตระหว่างเฟสกระจาย (ในกรณีนี้คือโปรตีน) และสื่อการกระจายตัว ( ในกรณีนี้คือสาโท) ซึ่งแตกต่างกันสำหรับโซลทั้งสองนี้ ในคอลลอยด์ lyophobic ชั้นผิวนั้นมีความไวสูงมากต่อการกระทำของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งการมีอยู่ของสาโทนั้นเป็นไปได้เสมอ
โปรตีนที่ถูกเปลี่ยนสภาพจะอยู่ในสภาพแขวนลอยเนื่องจากประจุไฟฟ้าของมันเอง ซึ่งไม่อนุญาตให้โมเลกุลของโปรตีนแต่ละตัวเข้าใกล้กัน
ขั้นตอนที่สองของการแข็งตัวคือการที่โมเลกุลที่ขาดน้ำของโปรตีนที่ถูกทำให้เสียสภาพภายใต้การกระทำของอิเล็กโทรไลต์รวมกันเป็นเกล็ดที่หยาบและใหญ่ขึ้น (การก่อตัวของแปรง)
แม้ว่าด่านแรกจะเสร็จสมบูรณ์แล้ว แต่ด่านที่สองก็อาจไม่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ โปรตีนสามารถสลายตัวได้ที่ค่า pH ใดๆ และการแข็งตัวจะเกิดขึ้นได้ง่ายที่สุดใกล้กับจุดไอโซอิเล็กทริก
เนื่องจากมีโปรตีนหลายส่วนในสาโท ซึ่งตกตะกอนที่ค่า pH ต่างกัน แน่นอนว่าพวกมันจะจับตัวเป็นก้อนในระดับเดียวกัน ไม่ใช่โดยน้ำหนัก ตัวอย่างเช่น จุดไอโซอิเล็กทริกของอัลบูมินข้าวบาร์เลย์ (ลิวโคซิน) อยู่ที่ pH 5.75; เศษส่วนของข้าวบาร์เลย์โกลบูลิน (เอเดสติน) มีจุดไอโซอิเล็กตริกต่างกัน ?-โกลบูลิน - ที่ pH 5.0; ?-โกลบูลิน - ที่ pH 4.9; ?-โกลบูลิน - ที่ pH 5.7
ดังที่ทราบกันดีว่า ?-โกลบูลิน เป็นส่วนประกอบโปรตีนหลักของเบียร์ เฮซ จุดไอโซอิเล็กทริกของโปรตีนนี้มักจะค่อนข้างไกลจากค่า pH ของสาโท
การลดค่า pH ของส่วนผสมจะส่งผลดีต่อการปล่อยโปรตีนที่จับตัวเป็นก้อนได้
เมื่อต้มสาโท สารโปรตีนที่มีประจุบวกมักจะรวมกับสารที่มีประจุลบ ดังนั้นการก่อตัวของสารเชิงซ้อนของโปรตีนที่มีแทนนินจึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติ เนื่องจากแทนนินมีประจุลบ
ไอออนซัลเฟตเป็นหนึ่งในไอออนที่ส่งเสริมการแข็งตัวของโปรตีน ตัวอย่างเช่นน้ำยิปซั่มทำให้เกิดรอยเปื้อนที่ดีมาก
ดังที่เห็นได้จากข้างต้น การจับตัวเป็นก้อนของโปรตีนระหว่างการต้มสาโทและแม้กระทั่งในที่ที่มีสารฮอปเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ในกรณีนี้จะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของโปรตีนกับสารประกอบอื่นๆ (ไอออนของเกลืออนินทรีย์ แทนนิน กรดซิลิกิก และสารประกอบคอลลอยด์ในสาโท) พวกมันก่อตัวเป็นไมเซลล์โปรตีน-คอลลอยด์เชิงซ้อนที่มีคุณสมบัติในการดูดซับซึ่งต้องการสภาวะการตกตะกอนที่แตกต่างจากโปรตีนบริสุทธิ์
ผลของค่า pH ต่อการตกตะกอนของโปรตีนระหว่างการต้มสาโททั้งที่ไม่ได้สับและกระโดดนั้นเห็นได้จากข้อมูลที่ได้รับจาก D.P. Scherbacheva แสดงในตาราง 71.

ในการฝึกฝนการต้มโปรตีนจะจับตัวเป็นก้อนสูงสุดที่ pH 5.2-5.0 นี่คือข้อดีของการทำให้เลือดคั่งเป็นกรด
ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนจะเพิ่มขึ้นเมื่อต้มสาโท pH ลดลง 0.2-0.3 กรดฮอปแยกตัวได้ไม่ดี ดังนั้นจึงไม่สามารถเป็นสาเหตุของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากได้ (ค่า pH ที่ลดลง 0.3 สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นสองเท่าของ [H+]) สาเหตุหลักของปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมของไตรเบสิกฟอสเฟตซึ่งไม่ละลายในน้ำและตกตะกอนจากสาโท
ระยะเวลาในการต้มมีผลอย่างมากต่อการแข็งตัวของโปรตีน ในตาราง 72 แสดงข้อมูลที่นักวิจัยคนเดียวกันได้รับเมื่อต้มสาโทที่ยังไม่ได้สับ

ในการทดลองที่หนึ่ง โปรตีนจับตัวเป็นก้อนได้สูงสุดระหว่างการต้มสามชั่วโมง ในการทดลองที่สอง การแข็งตัวยังคงดำเนินต่อไปแม้หลังจากต้มสามชั่วโมงแล้ว มีข้อบ่งชี้ในวรรณคดีว่าการต้มสาโทเจ็ดชั่วโมงหรือแม้แต่เก้าชั่วโมงไม่สามารถกำจัดโปรตีนทั้งหมดที่สามารถแข็งตัวได้
อิทธิพลที่สำคัญต่อการแข็งตัวของโปรตีนในระหว่างการต้มนั้นเกิดจากความเข้มข้นของสาโท โปรตีนจับตัวเป็นก้อนเร็วขึ้นในสาโทสกัดต่ำ ในสาโทที่มีความหนาแน่นมากขึ้น การแข็งตัวจะดำเนินไปอย่างช้าๆ
ผู้เขียนติดตามไดนามิกของการลดลงของโปรตีนในสาโทที่มีความหนาแน่นต่างกันระหว่างการต้ม 6 ชั่วโมงโดยไม่เติมฮ็อพและฮอปส์ (รูปที่ 27, a และ b)

บทบาทของแทนนินในการแข็งตัวของโปรตีนยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน เห็นได้ชัดว่านี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแทนนินมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนและพบทั้งในเปลือกของข้าวบาร์เลย์ (มอลต์) และในฮ็อพพร้อมกับสารที่มีรสขม ในสาโทที่ไม่ได้สับ Gartong พบว่ามีแทนนิน 111 มก. ใน 1 ลิตร และเนื่องจากฮ็อปปริมาณของมันจึงเพิ่มขึ้นเพียง 80 มก. / ล. แทนนินผ่านจากมอลต์เข้าสู่สาโทมากกว่าจากฮ็อป เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าแทนนินของฮอปมีส่วนช่วยในการปลดปล่อยสารโปรตีน งานของ Schuster และ Raab แสดงให้เห็นว่าสาโททั้งก่อนต้มและหลังต้มโดยไม่มีฮ็อปมีปริมาณแทนนินเท่ากันโดยประมาณ (365.1 และ 363.9 มก. / ล.) ในขณะที่ปริมาณสารไนโตรเจนลดลงจาก 803 เป็น 760 มก./ล. นี่อาจบ่งชี้ว่าการจับตัวเป็นก้อนของโปรตีนระหว่างการต้มสาโทนั้นเกิดขึ้นโดยไม่มีแทนนินเข้ามาเกี่ยวข้อง
อย่างไรก็ตามการต้มสาโทให้สั้นก่อนเติมฮอปลงไปซึ่งใช้ในโรงงานบางแห่งช่วยให้คุณได้เบียร์ที่มีรสชาติสะอาดขึ้น
แทนนินของฮ็อปและเปลือกข้าวบาร์เลย์มีลักษณะที่แตกต่างกัน เห็นได้ชัดว่าแทนนินของฮอปมีอิทธิพลอย่างมากต่อการสร้างรสชาติของข้าวโพด นักวิจัยชาวเช็กระบุคุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของเบียร์ของพวกเขาจากการมีอยู่ของแทนนินจำนวนมากในพันธุ์เช็กที่หลากหลายเมื่อเทียบกับฮ็อปจากประเทศอื่น ๆ และอัตราส่วนที่แน่นอนของเศษส่วนแต่ละส่วนของสารเหล่านี้
แทนนินเป็นสารที่ไม่เสถียรทางเคมีและเมื่อถูกออกซิไดซ์จะควบแน่นเป็นโฟลบาฟีน ซึ่งตามความเห็นในการผลิตเบียร์ ก่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับโปรตีนสาโทที่ไม่ละลายน้ำทั้งเมื่อร้อนและเย็น สารประกอบของแทนนินกับโปรตีนไม่มีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อนในสภาวะร้อน ดังนั้นจึงไม่ตกตะกอนในสาโทร้อน แต่จะตกตะกอนบางส่วนเมื่อเย็นลงและทำให้สาโทแช่เย็นขุ่น เนื่องจากการตกตะกอนเกิดขึ้นเพียงบางส่วน บางส่วนจึงตกลงไปในเบียร์
ในระหว่างการเกิดออกซิเดชันของแทนนินจะเกิดสารประกอบที่คล้ายกับ flobafen ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดหมอกควันคอลลอยด์ในเบียร์ เนื่องจากสารที่มีความขุ่นนี้สามารถสร้างตะกอนที่เป็นขุย มีสี และเป็นสีน้ำตาลต่อไปได้ จึงสันนิษฐานได้ว่าส่วนประกอบอย่างหนึ่งของการตกตะกอนนี้คือโฟลบาเฟน
อย่างที่ทราบกันดีว่า โพลีฟีนอลและโดยเฉพาะอย่างยิ่งแทนนิน เช่น ไพร์โรแกลลอล มีคุณสมบัติในการรวมตัวกับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเพื่อสร้างสารที่ไม่มีสีได้อย่างง่ายดาย การผสมสารเหล่านี้กับสารประกอบโปรตีนอาจทำให้สารเหล่านี้มีสีคล้ำได้ โดยเฉพาะเมื่อสัมผัสกับอากาศ
ปัจจัยสำคัญในการสกัดโปรตีนจากสาโทคือความเข้มข้นของการต้ม
แอนโธไซยานิดินที่มีอยู่ในฮอปจะผ่านเข้าไปในสาโทและทนต่อการเดือด แต่โดยปกติแล้วปริมาณทั้งหมดในสาโทจะไม่เพิ่มขึ้น เนื่องจากแอนโทไซยาโนเจนบางส่วนจะถูกดูดซับโดยโปรตีนที่ปล่อยออกมาระหว่างการต้ม ปริมาณของแอนโธไซยาโนเจนที่เข้าสู่สาโทนั้นอยู่ที่ประมาณ 1/12-1/6 ของปริมาณที่ปล่อยออกมาจากข้าวมอลต์และข้าวบาร์เลย์ที่ยังไม่ผ่านการหมัก
สารพื้นผิวในสาโทมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการก่อตัวของตะกอน ความปรารถนาที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในการลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานอากาศทำให้เกิดการเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วไปยังพื้นผิวของอนุภาคโปรตีนซึ่งเป็นสารลดแรงตึงผิว ความเข้มข้นของพวกมันในชั้นผิวจะเพิ่มขึ้น และความเป็นไปได้ของการชนกันของอนุภาคหนึ่งกับอีกอนุภาคหนึ่งจะมากกว่าในชั้นลึก บนแผ่นฟิล์มที่ล้อมรอบฟองไอระเหย โมเลกุลของโปรตีนจะควบแน่นเกาะติดกัน และเมื่อฟองสบู่แตก โปรตีนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของมวลรวมที่ไม่ละลายน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งต่อมาจะตกตะกอน ดังนั้นการต้มสาโทอย่างเข้มข้นในกาต้มน้ำสาโทจึงเอื้อต่อการก่อตัวของบรูห์ที่ดี และลดโอกาสที่เบียร์จะขุ่นในอนาคต
กรวยกระโดดมีส่วนประกอบของมาโครและไมโครจำนวนมาก ซึ่งอลูมิเนียมเป็นอันดับหนึ่ง ทองแดง เหล็ก และสังกะสีพบในปริมาณที่น้อยกว่า เนื้อหาขององค์ประกอบการติดตามมีขนาดเล็กมาก พวกเขาทั้งหมดมีอิทธิพลต่อการแข็งตัวของโปรตีนในระหว่างการต้มสาโท เอ.วี. Andryushchenko และ G.I. Fertman ตรวจสอบองค์ประกอบของสารจับตัวเป็นก้อนโปรตีนหลังจากต้มสาโทแล้ว พบว่าธาตุเหล็กและสังกะสีมีความสำคัญเป็นพิเศษในกระบวนการนี้ ส่วนโครเมียมและดีบุกมีความสำคัญน้อยกว่ามาก