Физико-химические свойства и липидосвязывающая способность бактериальной целлюлозы, синтезированной на молочной сыворотке

Физико-химические свойства и липидосвязывающая способность бактериальной целлюлозы, синтезированной на молочной сыворотке

Автор: Погорелова Н.А., Сарницкая Н.А., Полянский К.К., Дерканосова А.А., Коновалов С.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 3 (101) т.86, 2024 года.

Бесплатный доступ

Бактериальная целлюлоза (БЦ) имеет значительный потенциал применений в пищевой промышленности, в результате ее способности стабилизировать пищевые дисперсные системы. В данной работе исследовали эффективность биосинтеза БЦ на отходах молочной промышленности, изучены параметры процесса: количество субстрата, титруемая кислотность, масса синтезируемой целлюлозы. Определены физико-химические свойства и липидосвязывающая способность полученных гель пленок и дегидратированных образцов полисахарида. Бактериальную целлюлозу получали в статических условиях, на жидкой питательной среде - молочной сыворотке. Предварительно лактозу молочной сыворотки гидролизовали ферментным препаратом LACTA FREE до количества глюкозы 1.93%. Масса продуцируемой целлюлозы в статических условиях симбиотической консорциумом Medusomyces gisevii составила 3.84 г/л в течение 21-х суток при Т=31°С. Отмечена корреляция низких количеств глюкозы культуральной жидкости на 6-е сутки биосинтеза со снижением значений титруемой кислотности. Степень конверсии глюкозы ферментированной молочной сыворотки на массу продуцируемой бактериальной целлюлозы составила 22.6%. Максимальная скорость биосинтеза 0.181 г СВ/л×сут установлена на 15-е сутки процесса. Определена водоудерживающая способность синтезированных гель пленок бактериальной целлюлозы - 82.35 ± 0.63 г/г. Лиофилизированные образцы бактериальной целлюлозы характеризовались большей водопоглащающей способностью (22.44 г/г) в сравнении с дегидратированными при Т=50°С образцами (5.42 г/г). Установлено, что регидратированные образцы лиофилизированной целлюлозы обладали в 3.43 раза большим показателем отношения количества свободной и связанной влаги в сравнении с высушиваемыми образцами БЦ. Определена насыпная плотность дезагрегированной целлюлозы: лиофилизированной - 20 кг/м3, термически высушенной - 170 кг/м3. В работе дана сравнительная характеристика липидосвязывающей способности БЦ и хитозана. Определены микробиологические показатели дезагрегированной бактериальной целлюлозы.

Еще

Бактериальная целлюлоза, водоудерживающая способность, насыпная плотность, липидосвязывающая способность, пищевая добавка

Короткий адрес: https://sciup.org/140308560

IDR: 140308560   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2024-3-166-174

Список литературы Физико-химические свойства и липидосвязывающая способность бактериальной целлюлозы, синтезированной на молочной сыворотке

  • Pogorelova, N., Rogachev, E., Akimbekov, N. et al. Effect of dehydration method on the micro - and nanomorphological properties of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on different substrates // J Mater Sci. 2024. V. 59. P. 6614-6626. https://doi.org/10.1007/s10853-024-09596-3
  • Pinto Nayra O.F., Bourbon A-I., Martins D., Pereira A. et al. Bacterial cellulose nanocrystals or nanofibrils as Pickering stabilizers in low-oil emulsions: A comparative study // Food Hydrocolloids. 2024. V. 157. P. 110427. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110427
  • Calvo V., Fuentes L., Berdejo D., González-Domínguez J.M. et al. Oil-in-Water Pickering Emulsions Stabilized with Nanostructured Biopolymers: A Venue for Templating Bacterial Cellulose // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 13141. https://doi.org/10.3390/ijms241713141
  • Sommer A., Staroszczyk H. Bacterial cellulose vs. bacterial cellulose nanocrystals as stabilizer agents for O/W pickering emulsions // Food Hydrocolloids. 2023. V. 145. P. 109080. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109080
  • Martins D., Khodamoradi N., Silva-Carvalho R., Gama M. et al. Effect of bacterial cellulose on the foaming properties of egg white and soy proteins // Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2024. V. 7. P. 100517. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2024.100517
  • Kamal T, Ul-Islam M, Fatima A, Ullah MW, Manan S. Cost-Effective Synthesis of Bacterial Cellulose and Its Applications in the Food and Environmental Sectors // Gels. 2022. V. 8(9). P. 552. https://doi.org/10.3390/gels8090552
  • Lin D., Liu Zh., Shen R., Chen S. et al. Bacterial cellulose in food industry: Current research and future prospects // International Journal of Biological Macromolecules. 2020. V. 158. P. 1007-1019. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.230
  • Jang E.J., Padhan B., Patel M., Pandey J.K. et al. Antibacterial and biodegradable food packaging film from bacterial cellulose // Food Control. 2023. V. 153. P. 109902. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2023.109902
  • Gromovykh T.I. et al. Structural organization of bacterial cellulose: The origin of anisotropy and layered structures. Carbohydrate polymers. 2020. V. 237. P. 116140. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116140
  • Azeredo H.M.C., Barud H., Farinas C.S., Vasconcellos V.M. et al. Bacterial cellulose as a raw material for food and food packaging applications // Front. Sustain. Food Syst. 2019. V. 3(7). https://doi.org/10.3389/fsufs.2019.00007
  • Pogorelova N.A., Sarnitskaya N.A. Polysaccharides as food system stabilizers // BIO Web of Conferences. International Conference Scientific and Technological Development of the Agro-Industrial Complex for the Purposes of Sustainable Development (STDAIC2023). Bishkek, 2024. P. 01009. https://doi.org/10.1051/bioconf/20248301009
  • Bishop P., Pitts E.R., Budner D., Thompson-Witrick K.A. Kombucha: Biochemical and microbiological impacts on the chemical and flavor profile // Food Chemistry Advances. 2022. V. 1. 100025. https://doi.org/10.1016/j.focha.2022.100025
  • Diez-Ozaeta I, Astiazaran OJ. Recent advances in Kombucha tea: Microbial consortium, chemical parameters, health implications and biocellulose production // Int J Food Microbiol. 2022. V. 16(377). P. 109783. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2022.109783
  • Wang B, Rutherfurd-Markwick K, Zhang X-X, Mutukumira AN. Kombucha: Production and Microbiological Research // Foods. 2022. V. 11(21). P. 3456. https://doi.org/10.3390/foods11213456
  • Malm M., Liceaga A.M. Physicochemical properties of chitosan from two commonly reared edible cricket species, and its application as a hypolipidemic and antimicrobial agent // Polysaccharides. 2021. V. 2(2). P. 339-353. https://doi.org/10.3390/polysaccharides2020022
  • May Kellie L., Tangso Kristian J., Hawley A., Boyd Ben J. et al. Interaction of chitosan-based dietary supplements with fats during lipid digestion // Food Hydrocolloids. 2020. V. 108. 105965. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105965
  • Silva I.M.V., Machado F., Moreno M.J., Nunes C. et al. Polysaccharide Structures and Their Hypocholesterolemic Potential // Molecules. 2021. V. 26(15). P. 4559. https://doi.org/10.3390/molecules26154559
  • Shavyrkina N.A. et al. Scale-up of biosynthesis process of bacterial nanocellulose // Polymers. 2021. V. 13. №. 12. P. 1920. https://doi.org/10.3390/polym13121920
  • Revin V. V. et al. Characterizing bacterial cellulose produced by Komagataeibacter sucrofermentans H-110 on molasses medium and obtaining a biocomposite based on it for the adsorption of fluoride // Polymers. 2021. V. 13. №. 9. P. 1422. https://doi.org/10.3390/polym13091422
  • Hamed D.A., Maghrawy H.H., Abdel Kareem H. Biosynthesis of bacterial cellulose nanofibrils in black tea media by a symbiotic culture of bacteria and yeast isolated from commercial kombucha beverage // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2023. V. 39. №. 2. P. 48. https://doi.org/10.1007/s11274-022-03485-0
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp