Электродиализ – это процесс селективного переноса ионов под действием градиента электрического потенциала через ионообменные мембраны,
разделяющие растворы обрабатываемых электролитов, одновременно решающий вопросы деионизации и концентрирования растворов электролитов. Впервые использование электродиализа для деминерализации аминокислот было опробовано в работе Пирса [11]. В дальнейшем преимущества этого метода были исследованы и описаны в работах отечественных и зарубежных ученых [12–16].
Кроме того, развитие этого метода сопровождается научными разработками,
целью которых является понимание механизмов процессов, происходящих в электромебранных системах (т.е. системах, включающих растворы электролитов и ионообменные мембраны) с растворами аминокислот для создания новых,
эффективных технологий их очистки и концентрирования [14, 17–23].
Использование лизина в пищевых, биологически активных добавках и лекарственных препаратах. На современном этапе развития человечества пищевые добавки всѐ чаще являются необходимым источником пополнения белков, витаминов, микронутриентов.
Кратко охарактеризуем известные пищевые, лечебно-профилактические и лечебные продукты, в которых лизин является необходимым компонентом. Лизин широко используется при изготовлении качественных, хорошо сбалансированных комбикормов. В то же время эта незаменимая аминокислота и ее соли используются в известных медпрепаратах: L-лизин гидрохлорид является компонентом аминокислотных смесей для парентерального питания (ВФС 42- 542-92), а DL-лизин гидрохлорид (ВФС 42-1970-90) применялся для получения Ацелизина. Следует отметить, что последний препарат, содержит вместо плохо растворимой в воде и обладающей ульцерогенным действием ацетилсалициловой кислоты ее соль (ацетилсалицилат лизина), хорошо растворимую в воде и существенно снижающую повреждающее действие аспирина на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Ацетилсалицилат лизина (фармгруппа
176
2.1.9) выпускается на Украине (Ацелизин), в Германии (Аспизол), Франции
(Аспежик), Испании (Инесприн).
Известны также биологически активные добавки, содержащие лизин. К ним относятся таблетки и капсулы L-лизина, которые выпускают фирмы «Nature - Vigor» (США), компания ЕАМ Спорт Сервис и журнал IRONMAN (Рссия),
препараты с лизином: «Пивные дрожжи Лизин с витамином С» компании ЭККО-
ПЛЮС (Россия), комплекс аминокислот «Авитон RЛизин Актив» компании
«Аполлукс» (Россия) и другие препараты. Часто лизин употребляется в форме гидрохлорида в сочетании с витаминными препаратами.
Отдельно хотелось бы обратить внимание на широко разрекламированное
«средство для борьбы с атеросклерозом, препятствующее отложению холестерина
ирассасывающее бляшки, залечивающее повреждения сосудов и восполняющее дефицит витамина С, способное прервать наступление атеросклеротической болезни и снизить вероятность инфаркта» фирмы "Irwin Naturals" (США) «Лизивит С», основными действующими веществами которого являются L-лизин
ивитамин С. Фирма-производитель в своих рекламных материалах ссылается на патенты США и совместные разработки дважды лауреата Нобелевской премии Лайнуса Полинга и немецкого врача и ученого Матиаса Рата. Кстати. Доктор медицины Матиас Рат недавно обратился с открытым письмом «людям всего мира», опубликованным в газете «The New York Nimes» (9.03.2003) Приводим фрагмент этого письма: «Несмотря на то, что мы живем в третьем тысячелетии,
все еще остается малоизвестным факт о том, что организм человека не вырабатывает витамин С и лизин, которые являются ключевыми компонентами в предопределении здоровья человека».
Введение лизина в пищу человека повышает ее питательную ценность. Так,
в Японии и ряде других стран, детские завтраки в системе общественного питания готовятся с добавлением лизина. Лизин используется как добавка,
увеличивающая питательную ценность хлеба. Его добавляют в муку в количестве
177
0,2 – 0,3 %. Хлеб с добавками L-лизина производится в Индии, США, Японии.
Лизин является важнейшей незаменимой аминокислотой, потери которой в процессе метаболизма не восполняются. Кроме того, лизин, поступающий с пищевыми продуктами, частично инактивируется в процессе технологической или кулинарной обработки. Например, сухое молоко содержит на 20% меньше лизина, чем свежее. Лизин связан с метаболизмом кальция – присутствие лизина способствует всасыванию кальция из кишечника и отложению его в костях.
Отметим также, что лизин гидрохлорид по нормативам является
«усилителем вкуса и аромата» пищевых продуктов (Е642: СанПиН 2.3.2.1078-01).
Так для улучшения аромата к кофе прибавляют гидрохлорид L-лизина в количестве 10 – 79 мг/100 мл. Специфический запах длительно хранящегося риса можно удалить, добавляя лизин.
При достаточно высокой общей калорийности питания дополнительная добавка лизина приводит к существенному увеличению мышечной массы,
особенно физически нагружаемых мышц. В присутствии достаточного количества лизина, организм вырабатывает карнитин, способствующий лучшей утилизации жировых тканей. Лизин лучше реутилизируется тканями, чем другие аминокислоты.
Форма обогащения лизином не влияет на скорость всасывания его из кишечника. Биологическая ценность пшеничной муки повышается в одинаковой степени как от добавления свободного лизина, так и от добавления богатого лизином белка.
Хлеб и хлебопродукты являются основными источниками энергии и пищевых веществ. Они обеспечивают до 25 – 30 % потребности человека в белках.
В настоящее время без достаточных к тому оснований действуют резко заниженные нормативы качества продовольственной пшеницы, поступающей на мельницы для переработки в хлебопекарную муку, что предопределяет снижение
178
ценности, прежде всего биологической, муки и хлеба. Одно из известных решений этой проблемы состоит во введении в хлебобулочную продукцию веществ, по которым отмечен дефицит. К таким веществам относятся незаменимые аминокислоты, и, в первую очередь, наиболее лимитирующая для пшеницы аминокислота L-лизин. Ведение в продукт небольшого количества L-
лизина повышает питательную ценность неполноценных растительных белков до уровня животного молочного белка казеина.
Добавлением лизина к белку пшеницы можно в значительной степени приблизить соотношение аминокислот в хлебобулочных изделиях к их оптимальному соотношению. При потреблении 300 г. булочных изделий из пшеничной муки первого сорта, обогащенной лизином в количестве 0,2% к массе муки, обеспечивается потребность человека в лизине на уровне 41 % против
12,5% при потреблении такого же хлеба, необогащенного лизином. При производстве хлебобулочных изделий с лизином достигается более сбалансированный состав аминокислот (биологическая ценность изделий из пшеничной муки высшего и первого сорта увеличивается на 25,0 – 25,7%
соответственно) [24–26]. Батоны с лизином имеют высокие органолептические показатели, повышенную пищевую ценность, лучше сохраняют свежесть.
Длительное потребление таких батонов улучшает обмен веществ. Применение L-
лизина для обогащения хлебобулочных изделий и других хлебопродуктов является перспективным направлением для улучшения структуры питания населения. Добавление лизина не усложняет технологический процесс и эффективно при любом способе приготовления хлебобулочных изделий, как простых, так и содержащих сахар и жир. Такой хлеб рекомендуется, в первую очередь, детям, учащимся и пенсионерам, а также населению крупных промышленных городов с экологически неблагополучными условиями жизни.
Одной из основных проблем хлебопекарной промышленности является распространенное заболевание хлеба – картофельная болезнь. Наиболее
179
подвержен заболеванию хлебный мякиш. Возбудителями болезни являются спорообразующие бактерии "Bacillus mesentericus" и "Bacillus subtilis", которые широко распространены в почве, воздухе, растениях. Они активно гидролизуют крахмал с образованием декстринов, что делает мякиш хлеба темным, липким и тянущимся. Протеолитические ферменты этих бактерий разрушают белки до образования продуктов, которые придают хлебу специфический запах испорченных овощей и фруктов.
Известные факторы, ингибирующие развитие картофельной болезни в хлебе, это − повышенная кислотность, пониженная влажность, увеличенное содержание сахара и жира в рецептуре изделий (до 15 – 20% к массе муки),
антибиотическая активность среды.
Увеличение сахара и жира в рецептуре изделий не оправдано с точки зрения технологии приготовления хлеба и не выгодно для производителей. В
соответствии с этим в настоящее время на хлебопекарных предприятиях применяют способы подавления картофельной болезни хлеба путем повышения кислотности полуфабрикатов и готовой продукции. Используют различные подкисляющие компоненты, которые подразделяют на две группы: химические и биологические.
К химическим средствам относятся молочная, уксусная, пропионовая кислоты и их соли. Их в виде растворов добавляют при замесе теста, либо используют комплексные хлебопекарные улучшители, в состав которых эти соли входят. Внесение химических препаратов не всегда положительно влияет на интенсивность брожения, структурно-механические свойства теста и качество хлеба. К биологическим способам подавления картофельной болезни относится применение различных заквасок направленного культивирования: мезофильных,
молочных, пропионовокислой и комплексной закваски на чистых культурах молочнокислых бактерий и дрожжей.
180