Геропротекторлық мақсаттағы сүзбе массасына төмен-және жоғары метоксилденген пектиндерін қосудың параметрлерін оңтайландыру
Автор: Еркебаева С.У., Өтеш А.Т.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология пищевой и перерабатывающей промышленности
Статья в выпуске: 2 (152), 2026 года.
Бесплатный доступ
Пектиндер энтеросорбция, антиоксиданттық белсенділік және сүт құрылымын тұрақтандыру арқылы геропротекторлық қасиеттерге ие болып саналады. Зерттеудің мақсаты ылғалды ең көп мөлшерде ұстағыш қабілетіне, синерезистің ең төменгі мәніне және жақсартылған құрылымдық-механикалық қасиеттеріне қол жеткізу үшін сүзбе массасына төмен метоксилденген және жоғары метоксилденген пектинін қосудың оңтайлы рН, мөлшерін және қосу сатыларын ғылыми негіздеу болып табылады. рН 3,0–6,0 аралығында төмен метоксилденген және жоғары метоксилденген пектинін 0,25–1,5% мөлшерде бөлек және біріктіріп қосу зерттелді. Сонымен қатар, біріктіріп қосу үшін рН 4,1–4,5 аралығында тексеру жүргізілді. Ылғал ұстағыш қабілеттілігі, синерезис, қаттылық пен когезивтілік, тұтқырлық бағаланды. Пектиннің таралу біркелкілігі метилен көк бояу әдісімен және Ca-пектат әдісімен бақыланып, барлық үлгілерде таралу біркелкі деп танылды. Эксперименттер үш рет жүргізіліп, статистикалық өңдеу – Тьюки критерийімен бірге ANOVA post-hoc (p<0,05) орындалды. Жоғары метоксилденген пектині үшін оңтайлы рН 3,5, төмен метоксилденген пектині үшін – 4,6 құрады. рН 4,3 өте аз аралығында 50:50 қатынастығында синерезистің мәні ең жоғары болды. Әрбір пектиннің оңтайлы мөлшері 1,0% құрады. Бастапқы кезеңде енгізу (сиыр сүтінен жаңадан дайындалған сүзбеге) пектиннің екі түр үшін де тиімді, бірақ біріктіріп қосу үшін төмен метоксилденген пектинін жаңадан дайындалған сүзбеге, жоғары метоксилденген пектинін дайын сүзбе массасына қосу тәсілі ұсынылды. рН 4,3 мәнінде пектиндердің 50:50 қатынасы ылғал ұстағыш қабілеттілігінің ең жоғарғы мәнін (78,0%), синерезистің ең төменгі мәнін (бастапқы тәулікте 3,2%, 14 тәулікте 8,0%) және 0,67 Н тең қаттылықты қамтамасыз етті. Бақылау тәжірибесінің 2,9 ммоль/кг мәнімен салыстырғанда, липидтік фракцияның асқынтотығу саны 14 тәуліктен кейін 1,6 ммоль/кг құрады (бұл сүт өнімдерінің тотығу шегінен ≤4 ммоль/кг төмен). Ұсынылған параметрлер: пектиндердің жалпы мөлшері 1,0% (0,5% төмен метоксилденген пектині + 0,5% жоғары метоксилденген пектині), рН 4,3, төмен метоксилденген пектинін бастапқы сатыда, ал жоғары метоксилденген пектинін соңғы сатыда қосу. Дайын сүзбе массасы жақсартылған геропротекторлық және құрылымдық-механикалық сипаттамаларға ие болды.
Төмен метоксилденген пектин, жоғары метоксилденген пектин, сүзбе массасы, геропротекторлық қасиеттер, ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис
Короткий адрес: https://sciup.org/140315565
IDR: 140315565 | УДК: 65.63.33 | DOI: 10.48184/2304-568X-2026-2-85-94
Оптимизация параметров добавления низко- и высокометоксилированных пектинов в творожную массу в геропротекторных целях
Считается, что пектины обладают геропротекторными свойствами за счет энтеросорбции, антиоксидантной активности и стабилизации структуры молока. Целью исследования является научное обоснование оптимального значения рН, количества и стадий добавления низкометоксилированного и высокометоксилированного пектина в творожную массу для достижения максимальной влагоудерживающей способности, наименьшего значения синерезиса и улучшения структурно-механических свойств. Исследовали добавление низкометоксилированного и высокометоксилированного пектина по отдельности и в комбинации в количестве 0,25–1,5% при рН 3,0–6,0. Кроме того, был проведен тест при рН в диапазоне 4,1–4,5 для комбинированного добавления. Были оценены влагоудерживающая способность, синерезис, твердость и когезивность, а также вязкость. Равномерность распределения пектина контролировали методом метиленового синего и кальций-пектатным методом; распределение было признано равномерным во всех образцах. Эксперименты проводились трижды, статистическая обработка выполнена с использованием ANOVA post-hoc и критерия Тьюки (p<0,05). Оптимальный уровень рН для высокометоксилированного пектина составил 3,5, для низкометоксилированного – 4,6. В очень узком диапазоне рН 4,3 синерезис был самым высоким при соотношении 50:50. Оптимальное количество каждого пектина составило 1,0%. Добавление на начальном этапе (в свежеприготовленный творог из коровьего молока) эффективно для обоих видов пектина, но для комбинированного добавления был предложен способ: в свежеприготовленный творог добавляют низкометоксилированный пектин, а в готовую творожную массу — высокометоксилированный пектин. При рН 4,3 соотношение пектинов 50:50 обеспечило максимальную влагоудерживающую способность (78,0%), минимальный синерезис (3,2% в первый день, 8,0% через 14 дней) и твердость 0,67 Н. По сравнению со значением контрольного эксперимента (2,9 ммоль/кг) перекисное число липидной фракции через 14 дней составило 1,6 ммоль/кг, что ниже порога окисления для молочных продуктов (≤4 ммоль/кг). Рекомендуемые параметры: общая концентрация пектинов 1,0% (0,5% низкометоксилированного +0,5% высокометоксилированного), рН 4,3, добавление низкометоксилированного пектина на начальном этапе и высокометоксилированного — на заключительном. Готовая творожная масса обладала улучшенными геропротекторными и структурно механическими характеристиками.
Optimization of parameters for adding low- and high-methoxylated pectins to curd mass for geroprotective purposes
Pectins are considered to have geroprotective properties through enterosorption, antioxidant activity and stabilization of milk structure. The aim of the study is to scientifically substantiate the optimal pH, amount and stages of addition of low-methoxylated and high-methoxylated pectin to the curd mass in order to achieve the maximum moisture retention capacity, the lowest syneresis value and improved structural and mechanical properties. The addition of low-methoxylated and high-methoxylated pectin separately and in combination at amounts of 0.25–1.5% was studied at pH 3.0–6.0. In addition, a pH test was carried out in the range of 4.1–4.5 for combined addition. Moisture retention capacity, syneresis, hardness and cohesiveness, and viscosity were evaluated. The uniformity of pectin distribution was controlled by the methylene blue dye method and the Ca-pectate method, and the distribution was recognized as uniform in all samples. The experiments were carried out three times and statistical processing was performed using ANOVA post-hoc with Tukey's criterion (p<0.05). The optimal pH for high-methoxylated pectin was 3.5, for low-methoxylated pectin – 4.6. Within a very narrow pH range of 4.3, the syneresis value was the highest at a 50:50 ratio. The optimal amount of each pectin was 1.0%. Addition at the initial stage (to freshly prepared curd from cow's milk) is effective for both types of pectin, but for combined addition, a method was proposed: adding low-methoxylated pectin to freshly prepared curd, and high-methoxylated pectin to the finished curd mass. At pH 4.3, the 50:50 pectin ratio provided the maximum moisture retention capacity (78.0%), the minimum syneresis (3.2% on the initial day, 8.0% after 14 days) and a hardness of 0.67 N. Compared to the control experiment value of 2.9 mmol/kg, the lipid peroxidation value after 14 days was 1.6 mmol/kg (which is below the oxidation threshold for dairy products of ≤4 mmol/kg). Recommended parameters: total pectin concentration 1.0% (0.5% low-methoxylated pectin + 0.5% high-methoxylated pectin), pH 4.3, addition of low-methoxylated pectin at the initial stage, and high-methoxylated pectin at the final stage. The finished curd mass had improved geroprotective and structural-mechanical characteristics.
Текст научной статьи Геропротекторлық мақсаттағы сүзбе массасына төмен-және жоғары метоксилденген пектиндерін қосудың параметрлерін оңтайландыру
ҒТАХА: 65.63.33
Кіріспе
Пектиндер жоғары сатыдағы өсімдік-тердің жасуша қабырғаларын құрайтын және негізінен α-1,4-гликозидтік байланыстармен байланысқан α-D-галактурон қышқылының қалдықтарынан тұратын күрделі табиғи полисахаридтер болып табылады [1]. Гидро-фильділік, қойылтушы қабілеттілік, тұтқырлық және сорбциялық белсенділік сияқты бірегей физика-химиялық қасиеттеріне байланысты пектиндер тамақ өнеркәсібінде қоюландыр-ғыш, тұрақтандырғыш және гель түзгіштер ретінде, сондай-ақ фармацевтика мен медицинада энтеросорбенттер және дәрілік заттарды тасымалдаушылар ретінде кеңінен қолданылуда [2, 3]. Этерификация дәрежесі
(DE), яғни метанолмен эфирленген галактурон қышқылының карбоксил топтарының үлесі пектиннiц функционалдык; касиеттерiн анык-тайтын негізгі сипаттама болып саналады. Этерификация дэрежесiне байланысты пек-тиндер жоFары метоксилденген (HM-пектин, DE > 50%) жэне темен метоксилденген (LM-пектин, DE < 50%) болып белiнедi [4, 5].
рН пектин ерітінділерінің қоюландыру кабiлетi мен туткырлыFын аныктайтын мацыз-ды факторлардыц 6ipi болып саналады [6, 7].
HM-пектин Yш курамдас заттыц 6ip мезплде болуын талап ететiн гель тYзудiц кант-қышқыл механизмімен сипатталады: қанттың жоFары мелшерi (55-75% курFак заттар), рН темен (2,8-3,5) жэне [4, 8]]. рН-тыц темен мэндерiнде галактурон кышкылыныц карбоксил топтары протонданып, пектин молеку-лаларының теріс зарядының төмендеуіне және олардыц арасындаFы электрстатикалык итеру-дiц темендеуiне алып келедi [9, 10]. Сонымен бірге, қанттың жоғары мөлшері пектин молекулаларының дегидратациясына ықпал етіп, оларды жақындастырады және үш өлшемді гель желісін құрайтын сутекті байланыстар мен гидрофобтык езара эрекет-тесулердiц тYзiлуiне жаFдай жасайды [3]. рН 4-тен жоFарылаFанда HM-пектиннiц гель тYзу тиiмдiлiгi кYрт темендейдi [11].
HM-пектинмен салыстырFанда, LM-пектин кальций механизмі бойынша қоюланып, ол канттыц жоFары мелшерiн немесе рН-тiц ете төмен мәндерін қажет етпейді. Кальций иондарыныц болуы (Ca2+) гель тYзудiц кажеттi шарты болып саналады: Ca2+ катиондары кершыес пектин молекулаларыныц бос карбоксил топтары арасында "айқасқан байланыс агенттері" ретінде әрекет етіп, "жұмыртқа корабы" типтi курылымды курайды. LM-пектин кец рН кец аралыFында (3-тен 6-Fа дейiн) гельдер тYзуге кабiлеттi [12, 13].
Сүзбе құрамында кальций иондарының болуы (100 г өнімде 140 мг) екі түрлі рөл аткарады. Бiр жаFынан, Ca2+ казеин уйынды-сының құрылымын қалыптастыру үшін қажет, екiншi жаFынан, LM-пектин косылFан кезде кальций иондары гель түзілуін күшейтетін айкастырушы агент ретiнде эрекет етедi [3].
Тамактану мэнмэтiнiнде пектин биоло-гиялык белсендi касиеттер кешенiне байла-нысты ерекше қызығушылық тудыруда. Пектиндер адамның ас қорыту жүйесі іс жүзінде қорытпайтын диеталық талшықтар тобына жатады және энтеросорбенттер ретінде эрекет етедi [8]. Пектин полисахаридтерi кабынуFа карсы белсендiлiкпен коса иммундiк-модуляциялық қасиеттерге ие болып, қан сарысуындаFы холестерин мен триглице-ридтерді төмендетеді, глюкоза алмасуын калыпка келтiредi, улы заттар мен радионук-лидтерді байланыстырып, жояды, сонымен бiрге канцерогенге карсы жэне антиметас-татикалык эсерге ие болып табылады [14]. Бос радикалдарды бейтараптандыруда көрініс табатын пектиннiц антиоксиданттык белсен-ділігі оның геропротекторлық мүмкіндігін толыктырады [15].
СYт енеркэсiбiнде LM-пектин рН-тiц 5,06,0 аралығындағы мәндерінде гельдер түзу қабілетіне байланысты кеңінен қолданылып, ол сүт шикізатын пайдалануда маңызды болып табылады, ал HM-пектин ортаныц рН-на жэне құрғақ заттардың құрамына сезімтал болып келедi [4, 6, 16].
Тамақ өнеркәсіпорындарында пектинді қолданудың жекелеген негіздеріне арналған кептеген жумыстарFа карамастан, геропро-текторлық мақсаттағы сүзбе массасы үшін рН, LM- жэне HM-пектиндердiц мелшерiн, оларды косу кезецдерi мен аракатынастарын оцтай-ландыру бойынша жYЙелi зерттеулер жYргi-зiлмеген. Бастапкы сипаттамалары (ылFал-дылығы 70%, май 5%, ақуыз 15%, Ca 140 мг/100 г) белгілі сүзбе бірегей модельдік жүйе саналып, мунда бастапкы рН 4,6 HM- жэне LM-пектиндердің тиімділігі арасындағы өтпелі аймакта болады,
Бул зерттеудiц максаты - ец жоFарFы мелшерде ылFал устаFыш кабiлетiн, синер-езистің ең төменгі мәнін, жақсартылған курылымдык-механикалык касиеттерiн жэне айқын геропротекторлық әсерін қамтамасыз ететiн сYзбе массасына косылатын HM- жэне LM-пектиндердiц оцтайлы технологиялык параметрлерiн (рН, мелшерi, косу сатысы, HM-жэне LM-пектиндердiц катынасы) Fылыми негiздеу болып табылады.
Материалдар мен әдістер
Зерттеу нысандары:
-
- сиыр сYтiнен дайындалFан кышкыл-уйыFан сYзбе. Керсеткiштерi: ылFалдылыFы 70±0,5%, майдың массалық үлесі 5±0,2%, акуыздыц массалык Yлесi 15±0,3%, кальцийдiц мелшерi 140±5 мг/100 г, бастапкы рН 4,6±0,1.
-
- рН 4,6 және 20°C температурада өлшенген бастапқы сүзбенің ылғал ұстағыш кабiлетi 55±1% болды.
-
- курылымдык туткырлык (керiнетiн) -10,0±0,5 Па•с (Brookfield RV айналмалы вискозиметрiнде елшендi, 20 айн/мин).
-
- гельдің беріктігі (қышқыл казеин гелі) – 0,40±0,02 Н.
-
- жоғары метоксилденген пектині (HM-пектин): APA 105 маркасы (Herbstreith & Fox, Германия), этерификация дәрежесі DE=60%.
-
- төмен метоксилденген пектині (LM-пектин): NH маркасы, DE<50%.
-
- рН реттегіштер: тағамдық лимон қышқылы (Е330) және натрий гидрокарбонаты (Е500 (ii)). Дәміне әсерін азайту үшін 10% лимон қышқылының ерітіндісі және 5% сода ерітіндісі қолданылды, араластыру барысында тамшылатып қосылды; рН түзетілгеннен кейін пектиндердің түрлері бар үлгілерде дәмдік бағалау жүргізіліп, дәмінің елеулі өзгерістері байқалмады.
Үлгілерді дайындау. Пектиндер тазар-тылған суда 20°C температурада 30 минут бойы гидратталды (мақсаттық мөлшеріне дейін кейіннен сұйылту үшін 2%-дық ерітінді дайындалды).
А нұсқасы (бастапқы кезең): пектиннен басқа қоспаларды қолданар алдында, сарысуы бөлінген жаңа сүзбеге (t=20°C), үнемі араластыру барысында пектин қосылды.
В нұсқасы (соңғы кезең): пектиннен басқа қоспалар қосылғаннан кейін дайын сүзбе массасына пектин қосылып, мұқият аралас-тырылды.
Бақылау тәжірибесі: пектин қосылмаған сүзбе массасы.
Мақсаттық мәндерге (3,0; 3,5; 4,0; 4,6; 5,0; 5,5; 6,0) жеткенше 10%-дық лимон қышқылы ерітіндісін немесе 5%-дық сода ерітіндісін қосу арқылы рН реттелді. HM және LM пектиндерінің 50:50 қатынасы үшін рН-ның тар аралықтағы мәндері (рH 4,1; 4,2; 4,3; 4,4; 4,5) оңтайлы мәнін нақтылау 0,1 қадамда қосымша зерттелді.
Эксперимент дизайны . 1-кестеде көпте-ген бақыланатын факторларды (рН, мөлшері, қосу кезеңі және құрамдас заттардың қаты-насы) және реакция айнымалыларын қамтитын көп сатылы эксперимент схемасы келтірілген. 6 кезеңнен тұратын зерттеу жүргізілді.
Кесте 1. Эксперимент дизайны
|
Кезең |
Факторлар |
Деңгейі |
Жауаптары |
|
1 |
pH |
3,0; 3,5; 4,0; 4,6; 5,0; 5,5; 6,0 |
Ерітіндінің тұтқырлығы |
|
2 |
pH (LM-пектин және HM-пектин үшін жеке), 1% мөлшерде |
3,0; 3,5; 4,0; 4,6; 5,0; 5,5; 6,0 |
Ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис, қаттылық |
|
3 |
HM- және LM-пектиндердің мөлшерлері |
0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5% |
Ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис, қаттылық |
|
4 |
Қосу сатысы |
Бастапқы, соңғы |
Ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис, қаттылық, когезивтілік |
|
5 |
HM- және LM-пектиндердің қатынасы (жалпы мөлшері 1%) |
100:0; 75:25; 50:50; 25:75; 0:100 |
Ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис, қаттылық, когезивтілік |
|
6 |
Растаушы (14 тәулік сақтау) |
Оңтайлы қатынаста, бақылау, монопектиндер |
Синерезис, асқынтотығу саны |
Кестеде келтірілген эксперимент жоспа-ры негізгі әсерлер мен өзара әрекеттесулерді сенімді статистикалық бағалауға мүмкіндік беріп, ANOVA негізіндегі кейінгі оңтай-ландырудың негізін құрайды.
Барлық эксперименттер тәуелсіз үш қайталау арқылы орындалды (n=3).
Талдау әдістері:
-
- Ылғал ұстағыш қабілеті (%) - 15 минут бойы 3000 g центрифугалау күшінде 10 г үлгіні центрифугалау, ылғал ұстағыш қабілеті = (тұнбаның массасы / бастапқы масса) × 100.
-
- Синерезисі (%) - үлгінің көлемінен 4°C температурада 24 сағаттан кейін бөлінген сарысудың көлемі (100 г қайта есептегенде).
-
- Текстурасы (қаттылығы, Н; когезив-тілігі, өлшемсіз) - TA.Xtplus текстуралық анализатор (Stable Micro Systems), TPA режимі: цилиндрдің диаметрі d=25 мм, сығымдалуы 30%, жылдамдығы 1 мм/с.
-
- Тұтқырлығы (Па•с) – Brookfield RV айналмалы вискозиметрі (20 айн/мин). Алдын ала бағалау үшін ВЗ-4 вискозиметрі қолда-нылды (ағып өту уақыты, с). Пектин ерітін-
- ділерінің (1%) тұтқырлығы ВЗ-4 вискози-метрімен 20°C температурада өлшенді.
-
- Асқынтотығу саны (белсенді оттегінің ммолі/кг) – еріткішті буландырып Folch әдісі бойынша хлороформ-метанол қоспасымен экстракция арқылы бөлінген липидтік фракция-дағы йодометриялық әдіс (2:1, көлемдік/ көлемдік). Экстракцияның толықтығын бақы-лау - қайта экстракцияда липидтердің болмауы бойынша (судан III арқылы сапалы реакция).
-
- Пектиннің таралу біркелкілігі – метилен көк бояуымен (0,1% ерітінді) және Ca-пектат әдісімен бейнелеу (1%-дық CaCl₂ өңдеу, гельдік қосындыларды бақылау). Пектиндер қатынастығының барлық үлгілерінде және бастапқы кезеңде жеке қосқанда таралуы біркелкі деп (агрегаттардың болмауы) бағаланды.
-
- Кальцийдің биожетімділігі – INFOGEST 2.0 стандартталған әдістемесі бойынша in vitro асқазан-ішек ас қорытуын модельдеу (пектин 0,5% + 0,5%, рН 4,3). Ас қорытудан кейін центрифугалау (10000 g, 30
мин) жүргізіліп, комплексонометрия әдісімен еритін кальций фракциясы анықталды.
Статистикалық өңдеу. Деректер орташа ± стандарттық ауытқу (m±SD) ретінде көрсетілді. Соңында Тьюки апостериорлық критерийі (Tukey HSD) арқылы бір факторлық және екі факторлық дисперсиялық талдауды (ANOVA) Statistica 13.3 (TIBCO) бағдарламасында орындадық. Маңыздылық деңгейі p<0,05. Регрессиялық модельдер ең кіші квадраттар (полиномиальдік және квадраттық) әдісімен жасалды.
Нәтижелер және талқылау
-
1 кезең. рН аралықтарын анықтау. HM-пектин үшін тұтқырлықтың ең жоғарғы мәні рН 3,0–3,5 (ВЗ-4 вискозиметрі бойынша 22-24 с), ал күрт төмендеуі рН 4,0-ден жоғары мәнінде тіркелді. LM-пектин үшін тұтқырлық рН 3,5– 5,0 (18-20 с) аралығында тұрақты жоғары болды. Келесі зерттеулерді рН 3,0–6,0 аралықта жүргіздік.
-
2 кезең. рН-тың ылғал ұстағыш қабіле-тіне, синерезиске және қаттылыққа әсері (жеке).
Нәтижелер 2-кестеде келтірілген.
Кесте 2. 1% пектині бар сүзбе массасының рН-қа байланысты көрсеткіштері (n=3, M±SD)
|
pH |
Қосылған пектин түріне байланысты |
|||||
|
Ылғал ұстағыш қабілеті, % |
Синерезис, % |
Қаттылық, Н |
||||
|
HM-пектин |
LM-пектин |
HM-пектин |
LM-пектин |
HM-пектин |
LM-пектин |
|
|
3,0 |
68,2±1,1 |
58,3±0,9 |
8,2±0,4 |
12,1±0,5 |
0,55±0,02 |
0,48±0,02 |
|
3,5 |
72,4±0,8 |
60,1±1,0 |
6,2±0,3 |
10,0±0,4 |
0,60±0,02 |
0,50±0,02 |
|
4,0 |
60,3±1,2 |
62,4±0,7 |
12,0±0,5 |
9,0±0,4 |
0,50±0,02 |
0,52±0,02 |
|
4,6 |
52,1±1,0 |
64,2±0,8 |
16,0±0,6 |
8,0±0,3 |
0,44±0,02 |
0,54±0,02 |
|
5,0 |
48,0±1,3 |
60,0±1,1 |
20,0±0,7 |
10,0±0,5 |
0,41±0,02 |
0,51±0,02 |
|
5,5 |
45,2±1,1 |
52,3±1,2 |
24,0±0,8 |
14,0±0,6 |
0,38±0,03 |
0,46±0,03 |
|
6,0 |
42,1±1,4 |
45,4±1,3 |
28,0±0,9 |
18,0±0,7 |
0,36±0,03 |
0,42±0,03 |
|
Бақылау |
55,0±1,0 |
55,0±1,0 |
14,0±0,5 |
14,0±0,5 |
0,40±0,02 |
0,40±0,02 |
2-кестеде көрсетілгендей, рН пектиннің екі түрі үшін де ылғал ұстағыш қабілетіне, синерезиске және қаттылыққа статистикалық маңызды әсер етеді (HM: F(6,14)=34,2, p<0,001, η2=0,94; LM: F(6,14)=28,7, p<0,001, η2=0,92). Тьюки әдісі бойынша ілгері талдау, рН 3,5 шартында жоғары тығыздықтағы пектин үшін және рН 4,6 шартында төмен тығыздықтағы пектин үшін рН-тің басқа деңгейлерімен салыстырғанда, ылғал ұстағыш қабілеті айтар-лықтай жоғары екенін растады (p<0,05). Бұл нәтижелер пектиннің функционалдығын рет-теуде рН-тың басым рөлін сандық түрде растайды.
Бақылау тәжірибесіндегі ылғал ұстағыш қабілетінің мәндері рН 4,6 көрсетілген, яғни ол сүзбенің бастапқы қышқылдығына сәйкес келеді.
HM-пектин үшін ANOVA (pH факторы): F(6,14)=34,2; p<0,001; η²=0,94. LM-пектин үшін ANOVA (pH фактор): F(6,14)=28,7; p<0,001; η²=0,92.
HM-пектин үшін рН 3,5-те ылғал ұстағыш қабілетінің мәні барлық басқа рН-ға қарағанда айтарлықтай жоғары екенін Тьюки post-hoc көрсетті (p<0,01). LM-пектин үшін рН 4,6-да, рН 3,0 және рН 5,0 тең және одан жоғары мәндерімен салыстырғанда, ылғал ұстағыш қабілетінің мәні едәуір жоғары (р<0,05). HM-пектин үшін рН 3,5, ал LM-пектин үшін рН 4,6 оңтайлы деп қабылданды.
2-ші кезең аралас түрлері үшін рН-тің өте аз аралығында (4,1–4,5) жүргізілген зерттеу-лермен толықтырылды. 6-ші кезең кеңейтілді: in vitro кальций биожетімділігі қосымша анықталды (жоғарыда сипатталған әдістеме бойынша).
-
3 кезең . Оңтайлы рН кезінде мөлшердің ықпалы (пектиндердің 0,25–1,5% мөлшерінде). Пектин мөлшеріне байланысты ылғал ұстағыш қабілетінің мәні 3-кестеде келтірілген.
Кесте 3. Пектин мөлшеріне байланысты ылғал ұстағыш қабілетінің мәні (%)
|
Пектиннің мөлшері, % |
Қосылған пектиннің түрі мен рН мәніне сәйкес ылғал ұстағыш қабілеті, % |
|
|
HM-пектин, pH 3,5 |
LM-пектин, pH 4,6 |
|
|
0,00 |
55,0±1,0 |
55,0±1,0 |
|
0,25 |
60,1±0,9 |
58,2±0,8 |
|
0,50 |
65,0±0,7 |
62,0±0,9 |
|
0,75 |
70,2±0,8 |
66,1±0,7 |
|
1,00 |
72,4±0,6 |
68,0±0,6 |
|
1,25 |
73,0±0,7 |
69,1±0,7 |
|
1,50 |
73,2±0,8 |
69,3±0,8 |
3-кестеде пектин мөлшерінің ылғал ұстағыш қабілетіне күшті әсері көрсетілген (F(6,28)=45,3, p<0,001), мұнда пектиннің түрі мен мөлшері арасындағы байланыс статис-тикалық маңызды емес (p=0,12). Ақуыздың мөлшері 1,0%-ға дейін едәуір артып, кейін одан әрі статистикалық маңызды жақсару байқал- майды (р>0,05), бұл үстірт әсерін көрсетеді және оңтайлы мөлшер ретінде 1,0% қабылдауды негіздейді.
-
4 кезең. Қосу кезеңдерін салыстыру. Пектинді қосу кезеңінің (бастапқы және соңғы) көрсеткіштерге ықпалы 4-кестеде көрсетілген.
Кесте 4. Пектинді қосу кезеңінің (бастапқы және соңғы) көрсеткіштерге ықпалы (n=3)
|
Пектин |
Кезең |
Ылғал ұстағыш қабілеті, % |
Синерезис, % |
Қаттылығы, Н |
Когезивтілігі |
|
HM-пектин |
бастапқы |
72,4±0,6a |
6,2±0,3a |
0,60±0,02a |
0,65±0,02a |
|
HM-пектин |
соңғы |
58,0±1,1b |
14,1±0,5b |
0,48±0,03b |
0,58±0,03b |
|
LM-пектин |
бастапқы |
68,0±0,6a |
7,0±0,4a |
0,55±0,02a |
0,62±0,02a |
|
LM-пектин |
соңғы |
64,0±0,8b |
9,0±0,4b |
0,52±0,02b |
0,60±0,02ab |
|
Бақылау |
– |
55,0±1,0c |
14,0±0,5b |
0,40±0,02c |
0,58±0,03b |
|
Ескерту - Бағаналардағы әр түрлі әріптер Тьюки критерийі бойынша статистикалық маңызды айырмашылықтарды (p<0,05) білдіреді. |
|||||
4-кестеде көрсетілгендей, пектинді қосу кезеңі барлық өлшенетін параметрлерге айтарлықтай ықпал етеді. HM-пектин үшін қосу кезеңінің әсері өте маңызды болып саналып (F(1,4)=112,5, p<0,001), LM-пектин үшін ол аз байқалады, бірақ әлі де маңызды болуда (F (1,4)=8,6, p=0,043). Бастапқы кезеңде пектиндерді қосқанда ылғал ұстағыш қабілеттің айтарлықтай жоғарылауына және синерезистің төмендеуіне алып келетінін Тьюки тесті растайды (p<0,05), бұл құрылымдық интеграцияның жақсарғанын көрсетеді.
-
5 кезең . Аралас эксперимент (LM-пектин:HM-пектин қатынасы). Жалпы мөлшері 1,0%, рН=4,3 ымыралы мән), кезең: LM-пектин – бастапқы, HM-пектин – соңғы. 50:50 қатынастығы үшін оңтайлы рН-ты нақтылау үшін рН 4,1–4,5 аралығында (0,1 қадамда) қосымша тәжірибе жүргізілді. ылғал ұстағыш қабілетінің ең жоғарғы мәніне (78,5±0,4%) және ең төменгі синерезис (3,0±0,2%) рН 4,3 деңгейінде жетті.
pН 4,2 және 4,4 мәндерінде ылғал ұстағыш қабілеті, сәйкесінше, 77,1% және 77,5% құрап, бұл рН 4,3 мәніндегі статистикалық маңызды ерекше болмады (p>0,05). Сонымен, рН 4,3 тұрақтылық қоры ретінде оңтайлы деп қабылданды. LM-пектин және HM-пектин әр түрлі қатынастығындағы көрсеткіштердің, яғни ылғал ұстағыш қабілеті, синерезис, қаттылық және когезивтіліктің мәндері 5-кестеде келтірілген.
Кесте 5. HM- және LM-пектиндердің әр түрлі қатынастығындағы көрсеткіштердің мәндері (n=3, M±SD)
|
LM-пектин:HM-пектин қатынастығы |
Ылғал ұстағыш қабілеті, % |
Синерезис, % |
Қаттылығы, Н |
Когезивтілігі |
|
100:0 |
68,0±0,6b |
7,0±0,4b |
0,55±0,02b |
0,62±0,02b |
|
75:25 |
74,2±0,7a |
5,1±0,3c |
0,62±0,02a |
0,68±0,02a |
|
50:50 |
78,0±0,5d |
3,2±0,2d |
0,67±0,01c |
0,72±0,01c |
|
25:75 |
72,0±0,8a |
6,0±0,4bc |
0,61±0,02a |
0,66±0,02ab |
|
0:100 |
58,0±1,1c |
14,0±0,5a |
0,48±0,03d |
0,58±0,03d |
|
Бақылау |
55,0±1,0c |
14,0±0,5a |
0,40±0,02e |
0,58±0,03d |
|
Ескерту - Әр түрлі әріптер - маңызды айырмашылықтар (p<0,05). |
||||
5-кестеде келтірілгендей, LM-пектинның HM-пектинге қатынасы ылғал ұстағыш қабілетіне (F(5,12)=89,4, p<0,001, η2=0,97), синерезиске (F(5,12)=76,2, p<0,001) және қаттылыққа (F(5,12)=65,1, p<0,001) ықпалы елеулі екенін көрсетеді. 50:50 қатынасы күшті синергетикалық өзара әрекеттесуді растайтын статистикалық жоғары нәтижелер береді (p<0,05). Квадраттық регрессия моделі де
(R2=0,982, p<0,001) тең қатынастықта оңтайлы мәннің болуын растайды.
-
6 кезең . Растаушы тәжірибе және сақтау. Оңтайлы параметрлер: LM-пектин 0,5% + HM-пектин 0,5%, pH 4,3, LM-пектин – сарысудан жаңадан бөлініп алынған сүзбеге (бастапқы кезең), HM-пектин – дайын сүзбе массасына (соңғы кезең). 4°C шартындағы синерезис динамикасы 6-кестеде келтірілген.
Кесте 6. 4°C шартындағы синерезис динамикасы (%) (n=3)
|
Үлгі |
Бірінші күн |
7 күн |
14 күн |
|
Бақылау |
14,0±0,5a |
22,1±0,7a |
28,3±0,8a |
|
HM-пектин 1% |
6,2±0,3b |
10,0±0,5b |
14,0±0,6b |
|
LM-пектин 1% |
7,0±0,4b |
11,0±0,5b |
15,0±0,6b |
|
Қатынастығы 50:50 |
3,2±0,2c |
5,1±0,3c |
8,0±0,4c |
6-кесте сақтау уақытының да, үлгі түрінің де синерезиске, сондай-ақ олардың өзара әрекеттесуіне айтарлықтай ықпалын көрсетеді (F(9,24)=45,7, p<0,001; p<0,01 өзара әрекет-тесуі). Біріктірілген пектин жүйесі барлық уақыт сәттерінде айтарлықтай төмен синере-зисін айқындап (р<0,05), бұл бақылау және монопектин жүйелерімен салыстырғанда сақ-тау тұрақтылығының жоғарылауын көрсетеді.
Бақылау, HM-пектин және LM-пектин үлгілер үшін бірінші, 7-ші және 14-ші күндердегі динамикадағы липидтік фракция-ның асқынтотық санының мәндері 7-кестеде көрсетілген.
Кесте 7. Динамикадағы липидтік фракцияның асқынтотық саны (ммоль / кг)
|
Yлгi |
Б1р1нш1 кун |
7 кун |
14 кун |
|
Бацылау |
0,80±0,05a |
1,80±0,10a |
2,90±0,15a |
|
HM-пектин |
0,70±0,04b |
1,40±0,08b |
2,20±0,10b |
|
LM-пектин |
0,70±0,04b |
1,40±0,08b |
2,10±0,10b |
|
Аралас тур1 |
0,60±0,03c |
1,10±0,06c |
1,60±0,08c |
7-кестеде келтiрiлгендей, 14-шi KYHi цолданылFан aдic асцынтотыц санына айтар-лықтай ықпал етеді (F (3,8)=45,8, p<0,001). Бақылау тәжірибесімен салыстырғанда (р<0,001), бiрiктiрiлген пектин Yлгici липид-тердің тотығуының ең төменгі деңгейін көрсетті, бұл статистикалық расталған антиоксиданттыц acерiн растайды.
Пектиндердің әртүрлі қатынастағы үлгілердегі асқынтотық санының төмендеуі (14-шi тaулiктегi ба^ылаудагы 2,9 ммоль/кг м9нiмен cалыcтырFанда 1,6 ммоль/кг) пектин-дердің антиоксиданттық қасиеттерімен және олардыц липопероксидация eнiмдерiн байлан-ыстыру цабiлетiмен байланысты геропро-текторлыц 9cерiн кeрcетедi [17].
Алынған нәтижелер пектиндердің белгілі цоюландыру механизмдерiн растайды. HM-пектин үшін төмен рН 3,5 шекті фактор болып табылады, бұл шартта карбоксил топтары протонданып, электрстатикалық ығыстыру азаяды және пектин молекулалары арасында cутегi байланыстары цалыптасады [10]. рН 4,6 шартында (сүзбенің бастапқы қышқылдығы) HM-пектин тиiмдiлiгi кYрт тeмендейдi (ылFал уcтаFыш цабiлетi 72%-дан 52%-Fа дейiн төмендейді). Бұл аралас өнімде сүзбе массасын рН 4,3 дейін қышқылдандыру қажеттілігін TYciндiредi. LM-пектин, керiciнше, cYзбе құрамындағы кальций иондарын (140 мг/100 г) байланыстыру қабілетіне байланысты рН 4,0– 5,0 аралығында жоғары ылғал ұстағыш цабiлетiн сацтайды. "Жумыртца цорабы" меха-низмі бейтарап рН мәндерінде де термиялық қайтымды гельдің қалыптасуын қамтамасыз етедi [12].
50:50 қатынасының синергетикалық әсері cоцFы кезецде цоcылFан HM-пектин, рН 4,3 сутегі байланыстары арқылы сүзбе массасын цосымша цурылымдайтындыFымен TYciндiрi-ледi, ал LM-пектин кальциймен байланыс-тыруды цамтамасыз етедi [16]. Бiрлеcкен 9рекетi бiр HM-пектин Yшiн 72% жане бiр LM-пектин үшін 68% салыстырғанда ылғал уcтаFыш цабiлетiнiц 78%-Fа артуына алып келеді. Ұқсас синерезис әртүрлі көздерден алынFан пектиндердiц антиоксиданттыц бел-cендiлiгi Yшiн cипатталFан [12]. Натижелер Григер және т б пектин мөлшерінің сүзбе өнімдерінің құрылымына ықпалы туралы жYргiзген зерттеулерге сайкес келедi [18].
рН 4,1–4,5 аз аралығында жүргізілген цосымша эксперимент LM-пектин жане HM-пектин цатынаcтыFында cинерезиcтiц ец жоғарғы мәніне рН 4,3 кезінде қол жеткізілетінін растады. Бұл жағдайда өнім қолайлы қышқылдықты сақтап (белсенді 4,3 титрленетiн цышцылдыцтыц ~70-80°T мaнiне сәйкес келеді), бұл шартта дәмінде шамадан тыс цышцылдыц байцалмады.
Қорытынды
Жүргізілген зерттеулер кешенінің негізінде геропротекторлық мақсаттағы сүзбе массасына төмен метоксилденген (LM) және жоғары метоксилденген (HM) пектинінің TYрлерiн бiрге цосудыц оцтайлы техноло-гиялық параметрлері ғылыми негізделіп, эксперименттер жүргізу арқылы расталды. Ең жоFарFы синергетикалыц асерге жалпы мел-шерi 1,0% болатын 50:50 цатынасында LM-пектин жане HM-пектин TYрлерiн бiрге цолдану арқылы қол жеткізілетіні анықталды. рН 4,3 болғанда, бұл қоспа жүйенің ең тиімді құрылымын қамтамасыз етеді: ылғал ұстағыш цабiлетi 78,0%-Fа дейiн артып, бул бацылау керcеткiштерiнен 23%-Fа жане монопек-тиндердiц тиiмдiлiгiнен 6-10%-Fа жоFары болды. Fылыми TYciнiктемеci екi механизмнiц цосымша aрекетiне негiзделген: LM-пектин cYзбенiц Ca2+ иондары бар кальций кепiрлерi ("egg-box model") арцылы цаццасын цурайды, ал HM-пектин aлciз цышцыл ортада cутегi байланыстары мен гидрофобтыц езара аре-кеттесу арқылы желіні қосымша нығайтады. ^урамдас заттарды цосудыц дифференция-ланған схемасы негізделді. Полисахаридтің бiркелкi таралуын цамтамасыз ету Yшiн LM-пектинді бастапқы кезеңде (сарысудан ажыратып, жаңадан алынған сүзбеге) қосқан тиiмдi болып табылады. HM-пектин cоцFы сатыда (дайын сүзбе массасына) қосу тиімді саналып, бұл технологиялық факторлардың этерификация дәрежесіне теріс әсерін азайтуға және оның соңғы рН мәнінде қоюландыру мүмкіндігін барынша пайдалануға ықпал етеді. Пектиндердің оңтайландырылған аралас түрлерін қолдану синерезис деңгейін жаңа өнімде 4,5 есе (3,2%-ға дейін) төмендетуге және тұтынушылық қасиеттерін сақтауды қамта-масыз ете отырып, оны сақтаудың 14-ші тәулігіне 8,0% шегінде ұстауға мүмкіндік береді. Өнім айқын антиоксиданттық тұрақ-тылығымен сипатталады: липидтік фракция-ның асқынтотық саны 14 күннен кейін 1,6 ммоль/кг құрады, бұл бақылау мәндерінен екі есе төмен (2,9 ммоль/кг) болды. Бұл жағдайда кальцийдің жоғары биожетімділігінің сақталуы расталып (82%), бұл сүйек тінінің жасқа байланысты өзгерістерінің алдын алу үшін өте маңызды болып табылады.
Алғыс, мүдделер қақтығысы (қаржы-ландыру)
Қаржыландырылу жүргізілмеді.
Авторлар, осы басылымның мазмұнына ықтимал ықпал етуі мүмкін қандай да мүдделер қақтығысы жоқ екендігі туралы хабарлайды.
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
‒ 2003. ‒ Vol. 17, № 3. ‒ P. 237-244. 1016/S0268-005X(02)00056-5