Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
Все статьи: 469
Статья научная
Актуальной задачей пищевой отрасли является внедрения в рацион питания россиян сбалансированных пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям качества и безопасности. Одним из путей реализации данного направления можно выделить проращивание зерновых культур с целью получения нового сырьевого компонента, имеющего более сбалансированный аминокислотный состав, повышенное количество витаминов и минеральных веществ, а также пищевых волокон, использование которого при производстве пищевых продуктов будет способствовать сохранению и укреплению здоровья населения страны. В статье используется инновационный метод интенсификации процесса проращивания на основе ультразвукового воздействия, который ускоряет данный процесс и делает его более безопасным. Процесс проращивания зерна пшеницы положительно сказывается на количестве массовой доли белка зерна пшеницы и количестве клейковины. При этом качество клейковины практически не изменяется (наблюдается ее расслабление в пределах 3-4 ед., ИДК). Так как длительность проращивания 16-20 часов, то фермент протеиндисульфидредуктаза оказывает минимальное воздействие на дисульфидные связи молекул белка и хлебопекарные свойства муки (относительно ее белкового состава) практически не ухудшаются. Авторы отмечают, что процесс проращивания позволяет получить наиболее сбалансированный по аминокислотному составу сырьевой компонент. Наблюдается увеличение количества как незаменимых, так и заменимых аминокислот. В процессе проращивания увеличивается количество таких незаменимых аминокислот, как изолейцин, лейцин, лизин, треонин. Значение биологической ценности у пророщенного зерна возрастает в среднем на 6 %, что дает возможность рекомендовать данный вид зернового сырья в качестве обогащающей добавки при производстве хлеба и хлебобулочных изделий.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время наблюдается нарастающая популярность потребления обезжиренных кисломолочных напитков в ежедневном рационе. Однако их отличают невысокие органолептические показатели, такие как низкая вязкость, невыраженный вкус и аромат. В связи с этим, улучшение товарных и потребительских качеств обезжиренных йогуртов является важной задачей. Крахмалы, модифицированные с помощью малых доз бактериальных ферментов, могут применяться неограниченно в пищевой промышленности, в отличие от химически модифицированных. В работе исследовали влияние кукурузных ферментно модифицированных крахмалов, которые были обработаны амилазой Bacillus licheniformis с варьированием дозы фермента. Данный ферментный препарат в промышленных объемах ранее не использовался для модификации крахмалов для пищевой промышленности. Дешевизна этого препарата и высокая амилолитическая активность делает его привлекательным для модификации крахмалов. Для коррекции качества обезжиренных йогуртов использовали крахмалы BLK (вносили в концентрации 1 %). Этот технологический прием позволил получить обезжиренный йогурт с более высокими потребительскими характеристиками, чем йогурты контрольный и с нативным крахмалом. Частично гидролизованные новые крахмалы стимулировали синтез экзополисахаридов молочнокислых, в том числе на всем протяжении срока хранения. Экспериментальные образцы на конец срока хранения отличались более густой консистенцией, большей вязкостью, повышенным количеством полисахаридов. В присутствии гидролизованых крахмалов BLK улучшились органолептические показатели. Проведенный комплексный анализ товарных показателей выявил, что применение кукурузных крахмалов, обработанных амилазой B. licheniformis, эффективно для получения полноценного продукта. Наивысшее значение комплексного показателя было у образца BLK-0.5 (1,044), что на 25 % больше, чем у контрольного образца (0,85). Кроме того, высокие товарные качества сохранялись в течение 28 дней хранения. Таким образом, применение кукурузного крахмала, частично гидролизованного малыми дозами бактериальной амилазы B. licheniformis перспективно в технологии обезжиренных кисломолочных напитков.
Бесплатно
Шарошечный измельчитель отходов
Статья научная
Органические отходы относятся к числу биологических отходов, и их обезвреживание является одной из актуальных проблем обеспечения экологической безопасности населения. Использование измельчителей отходов снижает количество поступающих на полигоны для захоронения и на переработку органических отходов путем их непосредственного удаления из мест образования по канализационным сетям. На основании результатов экспериментальных исследований технологии переработки органических отходов в местах их образования, была разработана и исследована новая конструкция измельчителя отходов с шарошечным устройством. Задачей шарошечного измельчителя отходов является повышение производительности устройства путём создания новой конструкции измельчающего механизма, обладающего регулярной шероховатостью на поверхности, позволяющей измельчать более широкий перечень видов перерабатываемых органических отходов и расширение области применения данного измельчителя в таких областях, как сельское хозяйство. В работе было проведено исследование эксплуатационных и прочностных характеристик измельчителей, по результатам которого была определена зависимость крупности фракций дробленых отходов от мощности двигателя измельчителя для различных видов перерабатываемых отходов. Полученные результаты экспериментальных исследований позволяют разработать методику проектирования систем с использованием пульповой переработки органических отходов. Обработка экспериментальных данных методами теории подобия и размерностей позволила получить критериальное соотношение для расчета и проектирования разработанных аппаратов. Анализ влияния действующих факторов при измельчении отходов был проведен путем составления соотношений из безразмерных комплексов на основе методов теории подобия с применением π-теоремы. Погрешность полученных зависимостей по отношению к экспериментальным данным составляет ±10 % во всем диапазоне изменения экспериментальных параметров процесса. На основе полученных результатов можно сделать вывод, что шарошечный измельчитель отходов позволяет значительно расширить перечень видов перерабатываемых органических отходов по сравнению с серийными аппаратами.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность применения экотехнологий на основе нетепловых методов воздействия, в частности холодного плазменного излучения (ХПИ) и низкочастотного ультразвука (НУЗВ), обусловлена обострившимися в настоящее время проблемами, связанными с нестабильностью качества продовольственного сырья, сокращения объемов поставки рядом стран пищевых ингредиентов. Дополнительная нагрузка для пищевой отрасли связана с отсутствием возможности экспорта зернового сырья в связи с утверждением Постановления Правительства РФ от 14 марта 2022 года № 362 «О введении временного запрета на вывоз зерновых культур за пределы территории Российской Федерации». Вышеперечисленные факторы диктуют необходимость поиска эффективных механизмов, применимых для реализации технологий ресурсосбережения продовольственного сырья. При этом должна быть обеспечена экологичность используемых методов, позволяющих максимально использовать природный потенциал сырья, что позволит не только минимизировать продовольственные потери, но и достигнуть сбалансированности рационального производства и потребления. Целью данного исследования являлось установление наиболее эффективных режимов воздействия холодного плазменного излучения для обеззараживания зерна пшеницы на этапах хранения и получения сырьевых ингредиентов с целью дальнейшего их использования в качестве структурообразующих ингредиентов в пищевых эмульсионных системах. В работе использовали различные режимы воздействия ХПИ и НУЗВ на соответствующем этапе эксперимента. На основе математической обработки полученных экспериментальных данных и рассчитанного обобщенного критерия оптимальности для ряда показателей были установлены оптимальные параметры нетепловых воздействий. Так, применительно к ХПИ с целью обеззараживания зернового сырья применяли: напряжение 10 кВ, частота 50 Гц, длительность воздействия 9 минут, плазмообразующее вещество - воздух при нормальных условиях. Низкочастотное ультразвуковое воздействие (мощность воздействия в диапазоне 30-100 % от паспортного значения) использовалось для обеспечения устойчивости эмульсий в присутствии биобезопасного сырьевого ингредиента. Полученные результаты комплексного исследования доказывают возможность комплексного использования экотехнологий, на основе сочетания ХПИ и НУЗВ, как эффективного инструмента, блокирующего развитие токсигенной микрофлоры и процесс накопления микротоксинов, при получении безопасных сырьевых ингредиентов, применимых для стабилизации функциональных эмульсий пищевых систем.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время актуальным направлением современных исследований является создание пищевых добавок отечественного производства на основе экотехнологий, обладающих заданными функционально-технологическими и биоактивными свойствами. Эмульсии Пикеринга, благодаря своей повышенной физической и химической стабильности, являются весьма перспективными в качестве транспортного средства доставки биологически активных веществ в организм человека. Целью данной работы являлось исследование применимости ультразвукового воздействия как инструмента для получения биоактивной коллоидной системы эмульсии Пикеринга с использованием в качестве структурирующих компонентов полисахаридов бурых водорослей или льняной целлюлозы. В качестве объектов исследования выступали эмульсии Пикеринга, стабилизированные фукоиданом или альгинатом натрия или льняной целлюлозой, на основе липидной фракции: купажа подсолнечного масла и масла корицы; либо липидной фракцией на основе льняного масла, которые обрабатывали ультразвуком мощностью 630 Вт/л в течение 16 мин (последовательно по 4 мин с перерывом 3 мин) при контроле температуры 50 °С. Полученные результаты доказывают эффективность применения ультразвукового воздействия для получения биоактивной коллоидной системы эмульсии Пикеринга: наиболее высокие значения АОА (5,120 ± 0,005 DPPH, %) имели эмульсии с липидной фазой на основе льняного масла, при использовании в качестве стабилизирующего компонента - сульфатированного гетерополисахарида фукоидана, при этом прирост значений показателя АОА в образцах эмульсий на основе льняного масла составил от 30 до 100 % по отношению к образцам эмульсий на основе купажа липидной фазы. Вязкоупругие свойства эмульсий Пикеринга с различными фракциями масла значительно разнятся для вносимых структурообразующих компонентов (на основе масляного купажа диапазон значений от 8,95 ± 0,5 до 200 ± 1,50 мПа*с, для эмульсий на основе льняного масла от 72,8 ± 0,50 до 580 ± 1,50 мПа*с). Предлагаемый подход ультразвукового воздействия позволяет создавать биоактивную коллоидную систему эмульсии Пикеринга с использованием в качестве структурирующих компонентов полисахаридов бурых водорослей и льняной целлюлозы.
Бесплатно
Статья научная
Ягодное сырье содержит целый комплекс эссенциальных ингредиентов, оказывающих положительное воздействие на все функции организма человека. Целью настоящего исследования являлось экспериментальное обоснование технологии мучных кондитерских изделий с добавлением полуфабрикатов из ягод клюквы и черной смородины. В результате органолептической оценки образцов кекса с добавлением ягод черной смородины и клюквы установлены стандартные органолептические свойства изделий, появлялся выраженный ягодный вкус и аромат, возникало кислое послевкусие. При дегустационном анализе сдобного печенья, содержащего ягодный порошок, установлено, что образцы отличаются светло-коричневым цветом с вкраплением частиц порошка; приятным выраженным кисло-сладким привкусом. Данные органолептические свойства не ухудшают общее качество кексов и печенья. Ягодное сырье является источником минеральных компонентов в рационе человека. В результате исследования минерального состава доказано высокое содержание железа, магния, марганца и цинка в образцах мучных кондитерских изделий, включающих сушеные ягоды черной смородины и клюквы, ягодный порошок. Ягодное сырье является источником сложных полисахаридов, не переваривающихся в кишечном тракте человека. Экспериментально доказана высокая концентрация пищевых волокон в мучных кондитерских изделиях, содержащих ягодные полуфабрикаты. При рекомендованной технологии и рецептуре наблюдается обогащение опытных образцов кексов, содержащих сушеные ягоды черной смородины, эссенциальными компонентами: железом - на 20,9-26,1 %; витамином С - на 18,6 %; пищевыми волокнами - на 18,2 %; а кексов, содержащих сушеные ягоды клюквы, железом - на 68,8 % марганцем - на 91,3 %. Печенье, содержащие ягодный порошок, удовлетворяет суточную потребность в железе - на 35,1-30,9 %; марганце - на 18,5 % и может быть отнесено к обогащенным изделиям по данным показателям. В результате экспериментальных исследований доказана перспективность применения полуфабрикатов из ягод клюквы и черной смородины в технологии мучных кондитерских изделий. При этом обогащенные витаминами, пищевыми волокнами и минеральными компонентами продукты сохраняют стандартные органолептические характеристики.
Бесплатно
Статья научная
Внесение антиоксидантов в пищевые системы с целью увеличения их функционального действия, повышения срока хранения создает потребность их количественного определения. Существующие методы лабораторного определения АОА в кондитерских изделиях, использующие приготовление коллоидных растворов растворением при контролируемой температуре в качестве этапа подготовки твердофазных образцов, решают большой спектр аналитических задач, но характеризуются высокой трудоемкостью. Статья посвящена разработке одноразовой потенциометрической сенсорной системы (ПСС) и ее применении в оценке антиоксидантной активности (АОА) твердофазных пищевых систем на примере кондитерских изделий (желейных, пастильных, сбивных). Толстопленочные электроды ПСС изготавливали с применением трафаретной печати; углеродсодержащий электрод, используемый в качестве индикаторного электрода, модифицировали многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ), cеребросодержащий электрод, модифицированный смешанным осадком и стабилизированный Нафионом, служил электродом сравнения. АОА оценивали потенциометрическим методом с использованием медиаторной системы гексацианоферратов калия (K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]). Представлено схематическое изображение процедуры оценки АОА твердофазных пищевых образцов с использованием ПСС и циклические вольтамперограммы, зарегистрированные на толстопленочном углеродсодержащем электроде при скорости 50 мВ/с в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем 1 ммоль/дм3 K3[Fe(CN)6] и 1 ммоль/дм3 K4[Fe(CN)6] и зависимость потенциала МУНТ (1 % масс.)/С/ПЭТ в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем различное соотношение K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]. Результаты анализа кондитерских изделий, полученные с использованием ПСС, сопоставимы с результатами, полученными с использованием коммерческих электродов. Результаты анализа срезов кондитерских изделий, полученные с использованием ПСС в условиях нагрузки (4,8 кПа), коррелируют с результатами анализа их коллоидных растворов. Предложенная ПСС является одноразовой, дает возможность анализировать твердофазные образцы в режиме реального времени (in situ), демонстрирует высокую аналитическую эффективность и может быть изготовлена в виде экспресс-тестов для дальнейшего использования при определении АОА кондитерских изделий. В комплектации с потенциометрическим анализатором портативного типа предложенная ПСС может использоваться во внелабораторных условиях.
Бесплатно
Статья научная
Готовые комбикорма для обеспечения их эффективности при использовании в откорме животных, как правило состоят из разных видов сырья и балансируются по содержанию питательных веществ в соответствии с физиологическими и возрастными особенностями животных и птицы. Большим количеством научных исследований доказано, что несбалансированность рационов по важнейшим показателям, в частности по протеину и общей энергетической ценности, снижает генетический потенциал животных, приводит к перерасходу кормов. В связи со снижением в последние годы объемов, ассортимента, качества и повышением цен на высокобелковые виды сырья, в комбикормовой промышленности возникли проблемы по производству полноценных, сбалансированных по питательным веществам, а особенно по белку, комбикормов, что вызвало сокращение объемов их производства и как следствие уменьшение поголовья скота. В данном исследовании приведены результаты зоотехнических исследований, направленных на повышение эффективности использования комбикормов, обогащенных кормовым концентратом пробиотического действия, в целях реализации технологий двухстадийного производства комбикормов на основе кормового обогатительного концентрата из вторичных сырьевых ресурсов с использованием отходов зерноперерабатывающего и масложирового производств. Полученные данные, подтверждающие, что при кормлении животных комбикормом с вводом кормового обогатительного концентрата пробиотического действия по сравнению с контролем наблюдается некоторое повышение коэффициентов переваримости питательных веществ рационов. В большей части это относится к сырому протеину, сырой клетчатке и сырому жиру, так, коэффициенты переваримости увеличились на 1,9; 1,2 и 1,1 % соответственно, и при этом переваримость без азотистых веществ практически не изменилась.
Бесплатно
Эффективность функциональных ингредиентов пребиотического действия в коррекции микробиоты человека
Статья научная
Резкое увеличение техногенной и антропогенной нагрузки на окружающую среду в последнее время обусловило снижение устойчивости организма человека к различным заболеваниям. Многие заболевания, а также патологические состояния человека сопровождаются, как правило, нарушением нормального микробиоценоза кишечника и нежелательными изменениями состава и количественного соотношения микроорганизмов, находящихся в кишечнике. По мнению ученых, причиной такого нарушения является следствие влияния различных неблагоприятных факторов, в том числе вызванных на фоне стресса. Признаваемое негативное следствие стресса ставит задачу разработки эффективных профилактических, терапевтических и реабилитационных методов работы с повседневным и, особенно, с разрушительным стрессом и его последствиями. Многочисленные исследования в области коррекции микробиоты человека показывают, что применение пребиотических компонентов способствует улучшению работы пищеварительной системы, росту собственной микрофлоры кишечника, повышению иммунитета, улучшению усвоения кальция и снижению уровня холестерина в крови. Целью настоящего исследования являлась оценка эффективности применения пребиотических компонентов на основе фруктополисахаридов (инулина) в компенсации нарушений микробиоты желудочно-кишечного тракта, вызванных различными факторами, в том числе на фоне стресса. В исследовании принимали участие добровольцы, часть из которых подвергались единичному стрессовому воздействию, после которого часть добровольцев употребляли пищевую добавку пребиотического действия. В ходе данного исследования нами была установлена эффективность биологически активной добавки пребиотического действия, содержащего инулин (волокна цикория) в качестве стимулятора роста бифидобактерий у практически здоровых лиц, а также для профилактики и устранения нарушений микробиоценоза, связанных с адаптацией организма к стрессу. Данный протеиновый продукт можно применять не только как профилактическое и корригирующее дисбиотические нарушения средство во время проведения функциональной пищевой терапии и после нее, но и рекомендовать использовать его для коррекции микробиоты человека.
Бесплатно
