Использование ультразвуковой микронизации растительного ингредиента фукоидана для применения в технологиях пищевых производств
Автор: Потороко Ирина Юрьевна, Ускова Дарья Геннадьевна, Паймулина Анастасия Валерияновна, Удей Багале
Рубрика: Биохимический и пищевой инжиниринг
Статья в выпуске: 1 т.7, 2019 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются возможности применения эффектов ультразвукового воздействия для микронизации растительного ингредиента фукоидана, полученного из водорослей дальневосточных океанических вод. Целью работы являлось исследование влияния процесса микронизации сульфатированного гетерополисахарида фукоидана на изменение дисперсного состояния в растворе и обеспечения доступности для проникновения в клеточные системы. В качестве тестовых систем использовались молочнокислые бактерии и дрожжевые клетки. Для микронизации использовали акустический источник упругих колебаний прибор «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ (частота колебаний (22 ± 1,65) кГц, максимальная мощность 600 Вт/л). Фукоидан обладает широким спектром биологической активности, антиоксидантными и противовирусными свойствами и др. Фукоидан имеет разный молекулярный вес, в зависимости от способа извлечения, как правило, известны 100~1.000 kDa. Учитывая, что фукоидан является гетерополисахаридом сложной структуры, размеры частиц порошка при его растворении в среднем составляют (1,7 ± 1,3) мкм, что определяет его низкую биодоступность для активных компонентов, выполняющих важную роль в биохимических процессах. Для решения данной проблемы был применен метод ультразвуковой микронизации пищевого ингредиента фукоидана (ПИФузв) в режиме 240 Вт/л в течение 3 минут, который позволил обеспечить тонкое диспергирование частиц. В результате ультразвукового воздействия размеры частиц переходят в разряд наноуровня и укладываются в следующие параметры пофракционно от (376 ± 3,5) нм до (1826 ± 8,3) нм. Полученные данные указывают, что ПИФ благоприятствуют течению физиологических процессов, в поле зрения наблюдаются почкующиеся клетки. Процесс микронизации фукоидана обеспечивает накопление в клеточных культурах запасных веществ - гликогена и волютина. Микронизированный ПИФ позволяет сформировать характерную для йогурта микрофлору в достаточно высоком количестве, включающую Streptoсoссus salivarius ssp. Thеrmophilus (до 5,4×108 КОЕ/г) и Laсtobaсillus delbrueсkii ssp. Bulgariсus (до 4,4×107 КОЕ/г). Таким образом, ультразвуковая микронизация повышает эффективность биотехнологических процессов пищевых производств.
Фукоидан, микронизация, ультразвук, биодоступность, пищевой ингредиент
Короткий адрес: https://sciup.org/147233262
IDR: 147233262 | DOI: 10.14529/food190107
Список литературы Использование ультразвуковой микронизации растительного ингредиента фукоидана для применения в технологиях пищевых производств
- Бондаренко, В.М. Препараты пробиотики, пребиотики и синбиотики в терапии и профилактике кишечных дисбактериозов / В.М. Бондаренко, Н.М. Грачева // Фарматека. - 2003. - № 7. - С. 56-63.
- Быков, А.Т. Микробиота кишечника: вклад в здоровье, развитие и профилактику заболеваний человека / А.Т. Быков, А.В. Шапошников, Т.Н. Маляренко // Медицинский журнал. - 2016. - № 4 (58). - С. 16-26.
- Гажа А.К. Биологически активные добавки к пище (БАД) Приморского края (пособие для врачей и фармацевтов) / А.К. Гажа и др. - Владивосток, 2006. - 118 с.
- Головкова, Е.В. Молочный напиток «Приморский» - продукт нового поколения / Е.В. Головкова, Е.В. Медведева, Т.К. Каленик // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - № 21. - С. 153-159.
- Дрозд, Н.Н. Антикоагулянтная активность сульфатированных полисахаридов / Н.Н. Дрозд, Г.Е. Банникова, В.А. Макаров // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2006. - Том 69, №6. - С. 51-60.
- Кохан, С.Т. Протекторное действие биологически активных добавок «Астрагал» и «Женьшень с астрагалом» при гипоксии и стрессе / С.Т. Кохан, А.В. Патеюк, А.Г. Мондодоев // Вестник фармации. - 2012. - № 4 (58). - С. 59-63.
- Кочеткова, А.А. Функциональные продукты в концепции здорового питания / А.А. Кочеткова // Пищевая промышленность. - 1999. - № 3. - С. 4-5.
- Кузнецова, Т.А. Исследование пребиотического потенциала биологически активных веществ из морских гидробионтов и разработка новых продуктов функционального питания / Т.А. Кузнецова, Т.С. Запорожец, Н.Н. Беседнова и др. // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. - 2011. - № 2 (156). - С. 147-150.
- Кусайкин, М.И. Ферменты морского моллюска Littorina kurila, катализирующие трансформацию фукоиданов / М.И. Кусайкин, Ю.В. Бурцева и др. // Биохимия. - 2003. - Т. 68, № 3. - С. 384-392.
- Лобуцкая Н.В. Биотехнологические аспекты производства комбинированных напитков с использований каррагинанов водорослей российского Тихоокеанского шельфа: дис. … канд. биол. наук: 03.00.23 / Лобуцкая Наталья Викторовна. - Владивосток, 2003. - 215 с.
- Потороко, И.Ю. Разработка технологии хлеба с лечебно-профилактическими свойствами на основе применения комплексной растительной добавки / И.Ю. Потороко, А.В. Паймулина, Д.Г. Ускова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». - 2016. - Т. 4, № 3. - С. 39-46.
- DOI: 10.14529/food160305
- Синельников Б.М. Лактоза и ее производные / Б.М. Синельников, А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов и др.; науч. ред. акад. РАСХН А.Г. Храмцов. - СПб.: Профессия, 2007. - 768 с.
- Ускова, Д.Г. Формирование улучшенных потребительских свойств йогуртов на основе ультразвукового воздействия и использования полисахарида фукоидана / Д.Г. Ускова, И.Ю. Потороко, Н.В. Попова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». - 2016. - Т. 4, № 3. - С. 80-88.
- DOI: 10.14529/food160310
- Усов, А.И. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Камчатки / А.И. Усов, Г.П. Смирнова, Н.Г. Клочкова // Биоорганическая химия. - 2001. - Т. 27, № 6. - С. 444-448.
- Храмцов, А.Г. Феномен молочной сыворотки / А.Г. Храмцов. - СПб.: Профессия, 2011. - 804 с.
- Becker, D.J. Fucose: biosynthesis and biological function in mammals / D.J. Becker, J.B. Lowe // Glycobiology. - 2003. - V. 13. - P. 41-53.
- Cheftel, J.C. Review: high-pressure, microbial inactivation and food preservation / J.C Cheftel // Food Science and Technology International. - 1995. - Vol. 1. - P. 75-90.
- Elli, M. Survival of Yogurt Bacteria in the Human Gut / M. Elli, M. Luisa Callegari, S. Ferrari et al. // Applied and Environmental Microbiology. - 2006. - V. 72, №o. 7. - P. 5113-5117.
- Hmelkov, A.B. Ultrasound-assisted extraction of polysaccharides from brown alga Fucus evanescens. Structure and biological activity of the new fucoidan fractions / A.B. Hmelkov, T.N. Zvyagintseva, N.M. Shevchenko et al. // Journal of Applied Phycology. - 2018. - V. 30, Iss. 3. - Р. 2039-2046.
- Intra, J. An α-Lfucosidase potentially involved in fertilization is present on drosophila spermatozoa surface / J. Intra, F. Cenni, M.-E. Perotti // Molecular reproduction and development. - 2006. - V. 73. - P. 1149-1158.
- Knorr, D. Applications and potential of ultrasonics in food processing / D. Knorr, M. Zenker at al. // Trends in Food Science & Technology. - 2004. - V. 15. - P. 261-266.
- Maeda, H. Effects of an exopolysaccharide (kefiran) from Lactobacillus kefiranofaciens on blood glucose in KKAy mice and constipation in SD rats indused by lowfiber diet / H. Maeda, X. Zhu, T. Mitsuoka // Bioscience and Microflora. - 2004. - V. 23, № 4. - P. 149-153.
- Patankar, M.S. A revised structure for Fucoidan may explain some of its biological activities / M.S. Patankar, S. Oehninger, T. Barnett et al. // Journal of Biological Chemistry. - 1993. - Vol. 268. - P. 770-776.
- Qiukuan, W. Structural characterization and antitumor effects of fucoidans from brown algae Kjellmaniella crassifolia farmed in northern China / W. Qiukuan, H. Yunhai, R. Dandan at el. // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 119. - P. 125-133.
- Rodrigues, K.L. Antimicrobial and healing activity of kefir and kefiran extract / K.L. Rodrigues et al. // International Journal of Antimicrobial Agents. - 2005. - V. 25. - P. 404-408.
- Shiomi, M. Antitumor activity in mice of orally administered polysaccharide from kefir grain / M. Shiomi et al. // Jpn. J. Med. Sci. Biol. - 1982. - V. 35, № 2. - P. 75-80.
- Villamiel, M. Review: effect of ultrasound processing on the quality of dairy products / M. Villamiel, E.H. van Hamersveld, P. de Jong // Milchwissenschaft. - 1999. - V. 54. - P. 69-73.
