Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích ZEMĚDĚLSKÁ FAKULTA
BÍLKOVINY HLÍZ BRAMBOR jejich izolace a možnosti uplatnění
Jan Bárta a kol. 19. května 2015, České Budějovice Kancelář transferu technologií JU
Hlavní zdroj pro izolaci: průmyslová hlízová voda (PFJ) a její složení
komponenta bílkoviny (N x 6,25) peptidy aminokyseliny + amidy (N x 5,13) ostatní dusíkaté látky cukry lipidy citronová kyselina askorbová kyselina ostatní organické kyseliny chlorogenová kyselina kávová kyselina draslík fosfor ostatní složky
koncentrace v PFJ (g . l-1) (min. – max.) 13,4 (8,5 – 22,2) 2,2 (1,5 – 3,1) 4,8 (3,3 – 7,8) 0,9 7,9 (3,0 – 24,9) 1,1 5,0 (2,0 – 12,0) 0,3 (0,1 – 0,6) 1,3 (0,7 – 5,4) 0,2 (0,1 – 0,5) 0,07 (0,03 – 0,3) 5,6 (3,9 – 7,3) 0,5 (0,2 – 0,9) 5,0
% sušiny 26,8 4,4 9,6 1,8 15,8 2,2 10,0 0,6 2,6 0,4 0,1 11,2 1,0 10,1
(převzato z Koningsveld 2001)
Významní výrobci bramborového škrobu v Evropě (dle serveru PotatoPro) a produkce bramborových bílkovin Nizozemí, Německo, Dánsko, Polsko, Švédsko, Francie, Rakousko
Zpracováno dle dostupných informací z webových stránek uvedených společností (stav: září 2013)
Schéma výroby bílkovin z hlízové vody (PFJ) – Westfalia Separator AG
(převzato z Koningsveld 2001)
Schéma výroby škrobu z brambor převzato a upraveno dle WESTFALIA SEPARATOR AG, 2002
upraveno podle Koningsveld 2001
Zkoušené resp. používané principy izolace bílkovin z hlízové vody Výhody Srážení a) tepelná koagulace vysoká výtěžnost, zvládnutá technologie v průmyslové praxi
Nevýhody
Citace
denaturace bílkovin, velmi nízká rozpustnost
MEISTER & THOMPSON (1976) KONINGSVELD (2001) ANONYM (2002) ANONYM (2006)
b) nízké pH Relativní jednoduchost
denaturace bílkovin, nízká rozpustnost
MEISTER & THOMPSON (1976) KNORR (1980)
c) ionty kovů při dostatečné koncentraci a použití trojmocných iontů vysoký výtěžek i vysoká rozpustnost
problematické odstraňování kovových iontů z bílkovinného komplexu
KNORR et al. (1977) KNORR (1982) KONINGSVELD (2001)
nutnost provést odsolení, velká spotřeba soli
KONINGSVELD (2001)
pravděpodobně vysoká ekonomická náročnost
KONINGSVELD (2001); BÁRTA et al. (2006); HEŘMANOVÁ et al. (2006)
d) iontová síla vysoká rozpustnost a zachování nativního stavu bílkovin e) organická rozpouštědla dle konkrétního rozpouštědla a podmínek srážení
f) precipitace + adsorpce pomocí bentonitu vysoká účinnost obtížná desorpce chromatografie a) iontovýměnná ch. na karboxymethylcelulose vysoká účinnost nízké pracovní pH, denaturace bílkovin b) „expanded bed adsorption technique“ účinnost, zachování rozpustnosti, selektivní separace patatinu
ultrafiltrace molekulové síto, MWCO 5-150 kD nativní stav proteinu, funkční ověřená technologie
LINDNER et al. (1981)
GONZALES et al. (1991)
vysoká cena provozu
STRAETKVERN et al. (1999) ANDERSSON et al. (2008) LØKRA et al. (2008) LØKRA et al. (2009)
nízká životnost membrány, koncentrování antinutričních látek (glykoalkaloidy)
WOJNOWSKA et al. (1981); BORUCH et al. (1989); ZWIJNENBERG et al. (2002)
Převzato z Bárta (2009)
Možnosti spolupráce naší laboratoře a podniku v oblasti využití bramborových bílkovin Konzultace – vlastnosti technologie, využití bílkovin
bramborových
bílkovin,
separační
Výběr a hodnocení odrůd brambor a optimalizace pěstitelské technologie pro souběžné zpracování na škrob a bílkovin Hledání možností lepšího zhodnocování bramborových bílkovin získaných tepelnou koagulací
a) zlepšování rozpustnosti a funkčních vlastností – enzymová hydrolýza, chemická modifikace b) výroba antioxidačních preparátů pro masné (potravinářské) výrobky c) využití bioaktivních peptidů d) využití potenciálu antimikrobiálních účinků některých bílkovin
Preference spolupráce formou řešení projektu – možnost řešení izolace a využití i ostatních rostlinných bílkovin z potravinářských „odpadů“
Naše pracoviště a pracovní tým On-line na: http://opr.zf.jcu.cz
„Laboratoř bramborových proteinů“ Jan Bárta Veronika Bártová
Kontakt:
Adéla Brabcová
E-mail:
[email protected]
František Lorenc Jan Kulík
Tel.: +420 387 772 432
Představení pracoviště Katedra speciální produkce rostlinné Oddělení pěstování rostlin je jedním ze čtyř oddělení katedry speciální produkce rostlinné:
Biotechnologické centrum Péče o krajinu Rostlinolékařství
Pěstování rostlin
Foto: web JCU
Vybavení pracoviště Pracoviště kromě výukových prostor disponuje: Pokusným a demonstračním pozemkem
Laboratořemi
Zázemím pro rozbory rostl. materiálu
Foto: J. Bárta
