Биохимический и пищевой инжиниринг. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
Влияние ультразвукового воздействия при проращивании зерна пшеницы на синтез -аминомасляной кислоты
Статья научная
В современном мире повышенный интерес вызывает использование γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) в качестве биологически активного компонента пищевых продуктов растительного происхождения. Многочисленные научные работы посвящены созданию пищевых продуктов, обогащенных ГАМК, путем проращивания семян или микробиологической ферментации сырья. Исследователи отмечают, что γ-аминомасляная кислота является природным синтезируемым пищевым ингредиентом, накапливаемым в растениях, способным оказывать ингибирующее действие на пролиферацию раковых клеток, эффективным регулятором артериального давления; веществом, способствующим функционированию поджелудочной железы и тем самым снижающим риск возникновения диабета. В статье рассматривается возможность применения ультразвукового воздействия в качестве механизма интенсификации накопления ГАМК в процессе проращивания зерна пшеницы. Зерна пшеницы проращивали путем контролируемого проращивания, в качестве интенсификации процесса использовали обработку зерна на акустическом источнике упругих колебаний при частоте 22 кГц и мощности 340 Вт (прибор «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ), продолжительность воздействия 3 мин. Проращивание проводили с использованием питьевой воды. Данный способ проращивания зерна пшеницы позволяет увеличить содержание ГАМК в среднем в 3,2 раза. После проведения процедуры переваривания в модели in vitro количество ГАМК в зерне пшеницы имеет достаточно высокие значения, что обусловливает хорошую величину индекса биодоступности полученного сырьевого компонента. Полученные результаты собственных исследований позволяют сказать, что существует потенциал для производства хлебобулочных изделий, обогащенных ГАМК, путем внесения в рецептуру сырьевых ингредиентов из пророщенного зерна пшеницы после УЗВ.
Бесплатно
Статья научная
Целью настоящего исследования стала оценка возможности использования микроструктурирования биологически активных веществ для повышения эффективности их инкапсуляции. Многие биологически активные вещества, особенно полифенольной природы, представляют собой полимерные формы соединений, биологическая активность которых в значительной степени уступает их мономерным формам. Инкапсуляция полимерных форм биоактивных веществ также сопряжена с рядом проблем, среди которых сложность получения препаратов микро- и наноразмерного ряда, низкий уровень загрузки этих веществ в систему доставки, низкая биодоступность этих соединений. В рамках данного исследования предложен и апробирован метод ультразвукового микроструктурирования дигидрокверцетина - растительного антиоксиданта полифенольной природы. Проведена оценка дисперсного состава растворов дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде. Показано, что ультразвуковое воздействие в предложенном режиме позволяет изменить размерный ряд частиц биоактивного вещества в растворе и привести их к более выровненному состоянию. Вместе с тем, снятие спектров растворов дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде показало, что в обоих случаях биоактивное вещество присутствует в виде смеси полимерной и мономерной форм. Для оценки эффективности инкапсуляции исходной и микроструктурированной форм дигидрокверцетина в качестве системы доставки был выбран β-циклодекстрин, который представляет собой разрешенную к применению пищевую добавку. Методика инкапсуляции дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде была идентичной. Полученные результаты определения эффективности инкапсуляции свидетельствуют о целесообразности использования микроструктурирования биологически активного вещества перед его инкапсуляцией. Значение показателя эффективности инкапсуляции дигидрокверцетина в микроструктурированном виде в 1,3 раза превышало значение данного показателя для дигидрокверцетина, инкапсулированного в исходном виде. Предложенный подход может иметь перспективы использования при получении функциональных пищевых ингредиентов и биологически активных добавок с применением технологий инкапсуляции.
Бесплатно
Влияние эффектов ультразвука на реологические свойства клейстеров картофельного крахмала
Статья научная
Для улучшения технологических характеристик крахмалов, которые используются в пищевой промышленности, контроль вязкости является одним из самых перспективных направлений, которые стоит рассмотреть, так как крахмал в первую очередь используется как натуральный (природный) загуститель и эмульгатор. При температурах 58-65 °С и выше происходит процесс клейстеризации картофельного крахмала с последующим образованием гидрогелей. Ультразвук может эффективно снизить вязкость растворов крахмала после желатинизации. Достоинствами ультразвукового воздействия являются: процесс не требует применения каких-либо химикатов и добавок; процесс может быть простым и быстрым; процесс не вызывает больших изменений в химической структуре крахмалов, а влияет только на его реологические свойства. Эффективность ультразвукового воздействия была оценена измерением изменений вязкости и эмульгирующей способности крахмальных клейстеров. Изменение молекулярной массы крахмала, а значит и эмульгирующей способности контролировали с помощью спектрофотометра СФ-56. Ультразвуковое воздействие можно применять для многих видов крахмалов (кукурузный, тапиоковый, пшеничный и т. д.), наше исследование направленно на картофельный крахмал, это связано с тем, что Уральский регион является благоприятным районом для возделывания картофеля, в том числе и как источника получения крахмала. Полученные результаты позволяют говорить об уменьшении вязкости картофельных крахмальных клейстеров после желатинизации под воздействием ультразвука. Эмульгирующая же активность у образцов, обработанных ультразвуком, выше в 2-3 раза, это свидетельство того, что изменяются физико-химических параметры, а именно структура и размеры крахмальных зерен, что приводит к повышению их гомогенности, снижению молекулярной массы и повышению способности образовывать более низкомолекулярные единицы.
Бесплатно
Статья научная
Целью настоящего исследования стало изучение свойств композиционных биополимеров, полученных на основе крахмала картофельного. Исследования в данном направлении в настоящее время проводят ученые во всем мире, это связано с проблемой утилизации традиционных пластиков и их вредного воздействия на окружающую среду, объемы которых увеличиваются с каждым годом. Применение биополимеров из различных видов крахмалов, в том числе из картофельного, интересно тем, что исходное сырье практически не ограниченно и постоянно возобновляется. Однако применение биополимеров из крахмала для производства одноразовой посуды или упаковки ограничивается некоторыми трудностями при их дальнейшей эксплуатации. Основным недостатком является повышенная способность к впитыванию влаги, при этом отмечается, что с увеличением содержания крахмала хрупкость биополимерной пленки увеличивается. Поэтому для решения этих проблем применялось изменение соотношения компонентов биополимеров, которые подвергались ультразвуковому воздействию в охлаждающей системе для получения биоразлагаемых пленок с улучшенными деформационно-механическими характеристиками. Для получения разрушаемой бактериями водорастворимой пленки из смеси крахмала и дополнительного пленкообразующего вещества альгината натрия в состав композиции вводили пластификатор - глицерин. Опытные растворы композиционных полимеров обрабатывались ультразвуком на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ, работающем на частоте (22 ± 1,65) кГц и выходной мощности 400 Вт. Опытным путем было установлено, что пленка, полученная из смеси крахмала и альгината натрия, обработанная ультразвуком в оптимальном режиме, имеет наименьшую устойчивость к воздействию культур плесневых грибов, а значит обладает биоразлагаемой способностью.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время большое и значительное внимание уделяется созданию продуктов питания профилактического направленного действия, которые обладают способностью повышать иммунную систему организма человека и обогащения витаминами, с целью избегания риска заболеваний при наличии многочисленных неблагоприятных факторов. Разработка новых технологий производства качественных и безопасных продуктов питания, при потреблении которых сохраняется и укрепляется здоровье населения, а также предупреждаются заболевания, которые вызваны неправильным питанием - является важнейшей задачей увеличения показателя продолжительности жизни. Тенденция приоритета хлеба в питании людей всех стран и национальностей общеизвестна, поэтому введение в рецептуру именно этого продукта компонентов, придающих специальные свойства пище, позволяет решать проблему профилактики различных заболеваний, связанных с дефицитом витаминов и минеральных микроэлементов. Целью исследований являлось обогащение хлеба из пшеничной муки первого сорта комплексной добавкой из тыквенной муки и измельченных сушеных бананов. Объектами исследования стали образцы хлеба с различной концентрацией тыквенной муки и измельченных сушеных бананов, а также контрольный образец без каких-либо добавок. На основании органолептических и физико-химических показателей был выбран образец с оптимальной концентрацией добавок. В статье отмечается, что использование комплексной обогатительной добавки, состоящей из тыквенной муки и измельченных сушеных бананов, является целесообразным, поскольку позволяет обогатить хлеб белком, калием, витаминами и прочими микроэлементами. Кроме того, это позволяет расширить ассортимент продуктов питания лечебно-профилактического назначения. Оптимальное количество тыквенной муки, вносимой в тесто, - 5 %, измельченные сушеные бананы - 6 %. Такая дозировка позволяет добиться наилучшего сочетания физико-химических и органолептических показателей готовых изделий.
Бесплатно
Возможности использования экотехнологий для минимизации продовольственных потерь
Статья научная
В статье рассматриваются возможности минимизации продовольственных потерь при переработке такой культуры, как яблоки. Данная культура занимает ведущее место по объему возделывания как в Российской Федерации, так и в мире в целом. На сегодняшний день объемы производства яблок активно наращиваются, что обусловливает необходимость развития экотехнологий в области переработки данного вида сырья и его основных составных элементов. В статье представлены данные по возможным потерям, возникающим в процессе традиционного производства яблочного сока и его концентратов. При этом приведена сравнительная характеристика значений показателей качества (титруемая кислотность в пересчете на яблочную кислоту, массовая доля общего сахара, массовая доля пектина и антиоксидантная активность) отдельных составных частей представленных образцов. Установлено, что антиоксидантная активность для сока (3,37 ± 0,25 мг Ак/ мл) и полученного жмыха (0,23 ± 0,15 мг Ак/мл) из мезокарпия (мякоти) несколько ниже, чем у соответствующих образцов из остальных структурных элементов яблок (сок 4,47 ± 0,20 мг Ак/ мл, жмых 1,44 ± 0,15 мг Ак/ мл). Проведенные исследования доказывают возможность использования жмыха после процесса производства яблочного сока и его концентратов в качестве источника антиоксидантов, пектиновых веществ и пищевых волокон. В качестве одного из методов извлечения данных сырьевых ингредиентов в статье предлагается использование ультразвукового воздействия. Данный технологический прием позволяет повысить антиоксидантную активность водных экстрактов из жмыха в 2-2,5 раза и сократить скорость экстракции биологически активных веществ.
Бесплатно
Статья научная
Существует множество последствий изменения климата для сельского хозяйства, многие из которых затрудняют обеспечение глобальной продовольственной безопасности. Повышение урожайности и сохранения зерновых культур является основной задачей сельского хозяйства. Одним из возможных методов регулирования посевных свойств могут стать нетепловые методы воздействия (холодная плазма). Холодная плазма (ХП) представляет собой ионизированный газ, содержащий активные формы кислорода, азота и других веществ, которые в совокупности проявляют обеззараживающий эффект. Целью данного исследования является изучение влияния нетепловых воздействий атмосферной холодной плазмы (от 30 с до 10 мин), используемой для обеспечения биобезопасности зерновой массы мягкой яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) на сохранение ее посевных свойств. Объектами исследования были партии зерна яровой мягкой пшеницы сортов Тризо и Ирень. Для выявления оптимальных режимов воздействия холодной плазмы у образцов зерна пшеницы оценивались такие показатели качества, как всхожесть, энергии прорастания и оценка биометрических параметров вегетативных органов растения. В ходе обработке экспериментальных данных показателей качества у мягкой яровой пшеницы сортов Тризо и Ирень был выявлен оптимальный режим воздействия ХП длительностью 10 мин. В процессе обработки зерна пшеницы при разных режимах ХП длина побегов и корневой системы изменялась. Вариативность длительности обработки ХП зерна пшеницы оказывает эффект по-разному. При глобальном изменении климата применение эффектов холодной плазмы позволит улучшить посевные свойства зерновых культур и обеспечить их биобезопасность.
Бесплатно
Статья научная
Эргостерол (эргостерин), известный как предшественник витамина D2, широко используется в различных отраслях пищевой промышленности и медицине. Химический синтез эргостерола является сложным, многостадийным и очень затратным процессом. По этой причине промышленное получение эргостерола в настоящее время осуществляется путем биосинтеза с применением различных микроорганизмов, растительных клеток и микроводорослей. Среди дрожжей наибольшее распространение для получения эргостерола получили Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces ellipsoideus. Целью настоящего исследования стало изучение интенсивности биосинтеза эргостерола двумя образцами дрожжей Saccharomyces cerevisiae при использовании питательных сред на основе экстрактов яблочного жмыха с различным содержанием глюкозы (от 1 до 15 %) как основного источника углерода для питания дрожжей. На первом этапе исследований была проведена оценка степени зрелости дрожжей путем микроскопии окрашенного раствором Люголя препарата дрожжей как одного из важных показателей технологической пригодности дрожжевой культуры для синтеза и накопления эргостерола. Исследования биосинтеза эргостерола проводились путем определения его количественного содержания в биомассе дрожжей через 12, 24, 36 и 48 часов брожения. Полученные результаты показали, что характер протекания процесса биосинтеза эргостерола для обоих образцов дрожжей был схожим, и количественное содержание глюкозы в питательной среде оказало весомое влияние на интенсивность данного процесса. Так, недостаток глюкозы привел к резкому снижению эффективности накопления эргостерола дрожжевыми клетками, через 48 часов количество эргостерола составило 2,0-2,5 %. Избыток же глюкозы привел к значительному временному сдвигу фазы активного синтеза эргостерола дрожжами, примерно на 12 часов. Было установлено, что среди исследуемых образцов наиболее эффективно синтез эргостерола протекал при содержании глюкозы в питательной среде 8 %.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе были получены гетерогенные катализаторы на основе порошкового γ-оксида алюминия с иммобилизованным ферментом ксиланазой и проведено исследование их каталитической активности возможности их многократного использования. Целью работы являлось создание эффективной гетерогенной каталитической системы на основе γ-оксида алюминия с иммобилизованным ферментом для разложения природного полисахарида ксилана с максимальным выходом целевого продукта. В ходе работы проводилась иммобилизация ксиланазы на γ-Al2O3 двумя способами, а именно, физической адсорбцией и ковалентным связыванием с использованием глутарового альдегида как сшивающего агента. Реакции ферментативного гидролиза ксилана, исследование каталитической активности и операционной стабильности иммобилизованного фермента в 4-х циклах проводились на полученных системах. Образец оксида алюминия синтезирован золь-гель методом с температурой обжига 550 °С в течение 4 часов, что соответствует γфазе оксида алюминия. Заряд поверхности полученного образца был охарактеризован методом ЭПР pH-чувствительных нитроксильных радикалов. Установлено, что по сдвигам кривых ЭПР титрования поверхность γ-Al2O3 имеет положительный заряд, что подразумевает наличие центров Льюиса на поверхности. Было установлено, что каталитическая активность ксиланазы, иммобилизованной на поверхности γ-Al2O3 методом ковалентного присоединения через глутаровый альдегид выше, чем при иммобилизации посредством физической адсорбции в 1,83 раза и составляет 12,23U/мг. Найдено, что, ферментативная активность ковалентно иммобилизованной ксиланазы при первых двух циклах достаточно высока, на третьем цикле она снижается до 37,5 % и выходит на плато. При иммобилизации фермента физической адсорбцией активность продолжает снижаться до 23 % в 4-м цикле. Разложение ксилана гетерогенными каталитическими системами на основе γ-Al2O3 и иммобилизованного на нем различными способами фермента ксиланазы, и проведение сравнительного анализа полученных данных, позволяет сделать вывод о перспективности дальнейшего использования полученных систем, например, в птицеводстве в силу эффективности применения иммобилизованной ксиланазы в высвобождении редуцирующих сахаров.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты исследований, направленные на разработку метода идентификации сорта плодов унаби, из которого были изготовлены порошки. Решение этой проблемы актуально для всех порошков из сырья растительного происхождения, которые используют в качестве функциональных добавок. В работе были исследованы порошки из сорта, который условно назван «Краснодарский» по основному региону его выращивания и сорта «Китайский-2», который широко распространен в Крыму, Краснодарском крае и Ростовской области. Кроме того, были исследованы порошки из новых перспективных сортов селекции Никитского ботанического сада. При подготовке проб к газохроматографическому исследованию проводилась подготовка проб порошков методом дериватизации. На основании аналитического обзора методов дериватизации, используемых зарубежными и отечественными исследователями, был выбран метод силилирования. Силильные реагенты реагируют как со спиртами, так и с кислотами с образованием летучих легко отделяемых триметилсилиловых эфиров. Методика подготовки проб, использованная в работе, заключалась в следующем: экстракт образца 50 % этанолом высушивали в вакууме при 38 °С, после чего обрабатывали 1,1,1,3,3,3-гексаметилдисилазаном в смеси 1 мл пиридина и 1 мл ацетонитрила в присутствии трифторуксусной кислоты при 60 °С в течение 1 часа. Полученный раствор помещали в пробозадатчик хроматографа. Для идентификации состава компонентов порошков из плодов унаби предварительно были определены времена удерживания серии калибровочных анализов модельных смесей заданного состава. Расчет содержания компонентов по усредненной площади пиков проводили после калибровки без поправок на удельную чувствительность. Анализ данных хроматографического исследования показал, что изученный химический состав порошков из плодов унаби отличается не только количественно, но и качественно. Для идентификации сорта унаби, из которого был приготовлен порошок, можно предложить спектр отсутствующих и присутствующих на хроматограмме основных компонентов. На основании проведенных исследований была предложена матрица для идентификации порошков из плодов унаби по сортам на основании отсутствия отдельных компонентов их биохимического состава.
Бесплатно
Изучение влияния биопрепарата на основе Bacillus atrophaeus на урожайность картофеля
Статья научная
Исследования последних лет активно рассматривают вопросы разработки и внедрения в сельскохозяйственное производство биологических средств защиты растений на основе бактерий, среди которых основными объектами являются представители рода Bacillus, способствующие росту растений, контролирующие развитие фитопатогенов, улучшающие фитосанитарное состояние почв и повышающие урожайность сельскохозяйственных культур. Особый интерес применение данных бактерий представляет в условиях низкого уровня осадков и засоления почв. Разрабатываемые на основе бактерий рода Bаcillus биопрепараты способствуют как улучшению условий роста растений при солевом стрессе, так и получению экологически чистого сырья и сельскохозяйственной продукции. Одним из развивающихся направлений в растениеводстве Астраханской области является картофелеводство, что связано с возможностью получения как раннего картофеля, так и двух урожаев в год. Целью представляемого исследования являлось изучение влияния биопрепарата на основе Bаcillus atrophaeus ВКПМ В-11474, выделенного из почв Астраханской области, на ростовые и формообразовательные процессы раннего картофеля, возделываемого в условиях аридного климата и орошаемого земледелия Астраханской области. Проведено сравнительное изучение жидкой и сухой форм биопрепарата на основе Bаcillus atrophaeus ВКПМ В-11474 в различных вариантах обработки при выращивании раннего картофеля сорта Ред Скарлет. В результате полевых опытов установлено, что применение препарата методом предпосадочного опрыскивания дна борозды и двукратного пролива под корень по вегетации способствует повышению полевой всхожести на 14,8 %, снижению заболеваемости картофеля альтернариозом на 51,8 % и, тем самым, повышению урожайности на 19,8 %.
Бесплатно
Статья научная
В последнее время все больше научных исследований направлено на изучение фиксации «биологического азота», а именно микроорганизмов-симбионтов и биологических препаратов на их основе. Многолетние опыты и производственная практика убедительно показывают, что микроорганизмы, фиксирующие азот, имеют большее значение для обогащения почвы азотом и повышения урожайности. Клубеньковые бактерии рода Rhizobium, находясь в симбиозе с бобовыми растениями, усваивают из атмосферы и снабжают растение необходимым количеством биологически связанного азота. Исходя из этих данных была сформулирована цель нашего исследования - изучить влияние биопрепарата на всхожесть, рост и вес вегетативной массы бобовых и злаковых культур. Был проведен сравнительный анализ биопрепарата на основе бактерий Rhizobium lupini штамм RL-1 с коммерческими бактериальными препаратами. В эксперименте были использованы сельскохозяйственные культуры: горох, пшеница, рапс, фасоль. В результате было установлено, что препарат RL-1оказывает положительное влияние на всхожесть, длину и массу вегетативной массы растений. Так, у гороха длина побега больше на 73 %, у рапса на 44 %, у пшеницы на 60 %, у фасоли на 12 %. По весу зеленой массы препарат показал также положительный эффект, так у гороха масса растений на 50 % больше по сравнению с контролем, у рапса на 12 %, у пшеницы на 90 %, у фасоли на 14 %. Исследование относится к разработке микробиологического удобрения растений. В результате анализа установлено, что исследуемый биопрепарат на основе клубеньковых бактерий R. lupini способствует росту, лучшей всхожести, увеличению зеленой массы посевных культур.
Бесплатно
Статья научная
Ферментированные молочные продукты являются наиболее используемой пищевой матрицей для производства пробиотических напитков, однако наличие большого числа потребителей с непереносимостью лактозы определяет необходимость разработки пробиотических напитков на растительной основе. Соевое молоко в натуральном виде содержит примерно такое же количество белка, как и коровье молоко, однако отличается от него составом аминокислот, также оно характеризуется малым содержанием насыщенных жиров и отсутствием холестерина. Рядом исследований показано, что ферментация пробиотическими бактериями улучшает функциональные характеристики соевого молока за счет образования антигипертензивных пептидов, способствуя нормализации работы кишечного тракта и снижению содержания неперевариваемых олигосахаридов. Целью настоящего исследования стало изучение возможности ферментации соевого молока монокультурной закваской Lactobacillus acidophilus и оценка кинетики ферментативного процесса. Оценку эффективности процесса ферментации проводили посредством определения рН и титруемой кислотности через равные периоды времени, а также накопления молочной кислоты при ферментации. Полученные результаты показали, что во всех исследуемых образцах происходит постепенное снижение значений рН продукта. Диапазон изменений для разных образцов варьировал от 0,4 до 0,6. Результаты свидетельствуют о наиболее активном протекании процесса ферментации в растительном напитке «Здоровое меню», наиболее высокое значение титруемой кислотности на конец ферментации было зарегистрировано для образца ЗМ-32 - 27,1 град. Причем значительно влияет на этот процесс и температура осуществления процесса. Количество накопленной молочной кислоты в системе растительных напитков на конец оцениваемого периода ферментации составили 20,22-29,6 %, что косвенно свидетельствует об адаптации Lactobacillus acidophilus в среде соевого молока. С использованием регрессионного анализа получены математические модели, адекватно описывающие процесс накопления молочной кислоты в зависимости от температуры и продолжительности процесса ферментации.
Бесплатно
Использование порошка сушеной свеклы в технологии йогурта функционального назначения
Статья научная
Функциональные продукты питания позволяют потребителю заботиться о себе без использования таблеток и биологических добавок. Лидирующую позицию среди таких товаров занимает сегмент молочных и кисломолочных продуктов, обогащенных различными биоактивными растительными добавками. Одним из возможных компонентов при производстве йогурта может стать такая ценная пищевая овощная культура, как свекла столовая (Beta vulgaris L.), которая содержит в своем составе комплекс веществ с доказанными полезными свойствами. Целью настоящей работы являлось исследование влияния порошка свеклы в качестве обогатителя при производстве функционального кисломолочного продукта. В ходе работы были получены образцы йогурта с различной концентрацией растительной добавки в виде порошка свеклы, которую вносили после пастеризации молока, до внесения заквасочной микрофлоры. Обнаружено, что использование порошка свеклы в качестве обогатителя при получении йогурта позволяет сократить продолжительность процесса сквашивания молока. Был проведен контроль качества полученных образцов йогурта по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям, а также их дегустация с привлечением добровольцев. Установлено положительное влияние внесенной растительной добавки на внешний вид, консистенцию, вкус кисломолочного продукта. Добавление порошка свеклы привело к снижению степени синерезиса и повышению водосвязывающей способности молочного сгустка йогурта. Была рассчитана пищевая ценность полученных образцов йогурта, а также проведено сравнение изменения степени удовлетворения суточной потребности в микроэлементах, количественно доказано увеличение концентрации железа в образцах, содержащих порошок свеклы. Установлена рекомендуемая оптимальная концентрация порошка свеклы в йогурте в пределах 0,250-0,375 %.
Бесплатно
Использование природных антиоксидантов в технологии жиров охотничьего промысла
Статья научная
Проведены исследования, направленные на изучение процесса пролонгированного хранения животных жиров с использованием антиоксидантов природного происхождения. В работе использовали дериваты, полученные от животных в результате охотничьего промысла на территории Кемеровской области - Кузбасса в период 2021-2022 гг. Среди таких дериватов особый интерес представляют жиры зимоспящих млекопитающих, таких как бурый медведь (лат. Ursus arctos), барсук обыкновенный (лат. Meles meles), сурок степной (лат. Marmota bobak). В нетрадиционной медицине жировую ткань этих млекопитающих используют в топленом виде. Уникальный состав жирнокислотного комплекса этих дериватов подвержен значительным деструктивным изменениям под воздействием широкого ряда факторов. Поэтому вопрос увеличения сроков хранения топленых жиров, в том числе из нетрадиционного сырья, по-прежнему остается актуальным. В этой связи цель настоящего исследования - поиск способов и средств пролонгированного хранения животных жиров с использованием антиокислителей природного происхождения. В качестве антиокислителя в работе использовали экстракт коры дуба, который вносили в топленый жир перед закладкой на хранение в количестве от 0,05 до 1 % к массе образца, контролируя в процессе хранения показатели окислительной порчи липидов - кислотное и перекисное число стандартными методами до хранения, через 1, 2, 6, 12 и 18 месяцев. В результате исследований показано, что добавление экстракта коры дуба, как источника комплекса природных антиоксидантов, оказывает положительное влияние на показатели окислительной порчи липидов, позволяя увеличить срок хранения топленых жиров зимоспящих животных до 18 месяцев при сокращении роста показателей «кислотное число» на 18-37 %, «перекисное число» на 15-58 % в зависимости от вида жира по сравнению с соответствующими контрольными образцами соответственно.
Бесплатно
Статья научная
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.
Бесплатно
Использование экстрактов яблочного жмыха для интенсификации биосинтеза эргостерина
Статья научная
Целью настоящего исследования стало изучение возможности использования вторичных ресурсов переработки яблочного сырья в технологии дрожжевого биосинтеза эргостерина. Эргостерин в промышленных масштабах получают путем микробиологического синтеза. Для повышения эффективности этого процесса используют различные подходы, в том числе вариации питательных сред, используемых для культивирования дрожжей. В настоящем исследовании в качестве питательной среды использовался экстракт, полученный из отходов производства яблочного сока. Было установлено, что яблочный жмых составил более 70 % всех отходов при получении сока прямого отжима. Для интенсификации процесса извлечения ценных компонентов из яблочного жмыха было применено ультразвуковое низкочастотное воздействие в режиме обработки 189 Вт и 5 мин. Для исследования было выбрано два образца дрожжей вида Saccharomyces: сухие хлебопекарные и сухие винные. В рамках исследования была проведена условная оценка зрелости и физиологического состояния дрожжей, которая подтвердила возможность их использования для технологий биосинтеза. Для оценки потенциальной применимости экстракта яблочного жмыха в качестве питательной среды для культивирования дрожжей был определен его химических состав и установлено значение титруемой кислотности. Результаты показали достаточное для технологии синтеза эргостерина количество сахаров (9,3 %) и приемлемое значение титруемой кислотности (1,4 %). Эффективность биосинтеза эргостерина дрожжами на экстракте оценивали в сопоставлении с контрольной питательной средой - YP с добавлением глюкозы. Результаты определения содержания эргостерина после культивирования показали, что независимо от вида используемых дрожжей количество эргостерина было выше при культивировании дрожжей на экстрактах яблочного жмыха. При этом, для хлебопекарных дрожжей прирост составил более 200 % в сравнении с контролем.
Бесплатно
Исследование влияния эффектов низкочастотного ультразвука на процессы сбраживания виноматериалов
Статья научная
Сложность производства виноградных вин заключается в длительности и трудоемкости технологического процесса, поэтому требуется жесткое ведение всех операций. Современные технологии ориентированы на сокращение времени производства, в том числе процесса сбраживания виноматериалов, при обеспечении высокого качества готовой продукции. Нами предлагается интенсификация процесса брожения винного сусла под воздействием ультразвука. Ультразвуковая кавитация приводит к образованию свободных радикалов, локальной турбулентности и микротурбулентности. Жидкая микроциркуляция может улучшить транспортировку жидкости и уменьшить сопротивление массообмена в гетерогенных системах. Кавитация может вызвать изменения на молекулярном уровне, увеличивая массоперенос и минимизируя время процесса при обеспечении безопасности и качества продукта. Применение ультразвука разной мощности (189 и 315 Вт) и времени обработки (от трех до пяти минут) показало положительные эффекты в интенсификации спиртового брожения, изменения кислотности, вызвало изменения в клетках дрожжей. Уже через пять дней брожения массовая доля спирта в винном сусле увеличилась на 20,7-88 % (в зависимости от режима УЗ-обработки), через 10 дней брожения содержание спирта в экспериментальных образцах превышало содержание спирта в контрольном образце на 4,8-5,8 %. Интенсивность увеличения кислотности составила через пять дней брожения от 2,4 до 19,3 %. Ультразвуковая обработка мезги перед сбраживанием сусла увеличивает активность дрожжей, ускоряя технологический процесс. Установленные в ходе исследований положительные эффекты ультразвуковой обработки позволяют сделать вывод о необходимости дальнейших исследований в данном направлении.
Бесплатно
Статья научная
При выделении биологически активных веществ, полученных с помощью микробиологического синтеза одной из первых стадий, является фильтрация культуральной жидкости с получением нативного раствора. Это стадия особенно трудоемка, если продуцентом целевого вещества является бактериальная клетка размерами около 1 мкм, поскольку нерастворимые остатки питательной среды и метаболиты продуцента, а также сами клетки забивают фильтрующую поверхность, тем самым повышая гидродинамическое сопротивление настолько, что фильтрация практически останавливается. Для борьбы с этим используются различные дорогостоящие методы, например, метод постоянного обновления фильтрующего слоя путем механического снятия верхней части фильтрующего слоя вместе с твердой фракцией культуральной жидкости. Такой способ применяется на барабанных фильтрах. Барабанные фильтры крупногабаритные, занимают много места на заводе являются дорогостоящими в производстве и эксплуатации. В данной работе на примере копропорфирина III, продуцентом которого является бактерия Arthrobacter globiformis с размерами клетки около 1 мкм, рассмотрена возможность заменить стадию фильтрации более технологичным процессом сорбции целевого продукта непосредственно из культуральной жидкости. Была разработана технология выделения и очистки копропорфирина III c сорбцией копропорфирина III непосредственно из культуральной жидкости без отделения биомассы в пульсирующем-псевдоожиженном режиме с последующей десорбцией. Дальнейшие стадии выделения и очистки включают в себя осаждение целевого вещества путем изменения значения рН раствора, экстракции порфирина из осадка, хроматографической очистки на молекулярном сорбенте, перевод копропорфирина III в калиевую соль и сушку. Технология испытана в лабораторных условиях и получен конечный продукт с высокой степенью очистки.
Бесплатно
Исследование и совершенствование процесса СВЧ-экстракции из солодкового корня
Статья научная
Экстракт солодкового корня находит широкое применение в пищевой промышленности благодаря содержанию широкого спектра биологически активных веществ. В многочисленных исследованиях, посвященных изучению процесса экстракции при получении ценных компонентов из сырья растительного происхождения, обосновывается перспективы применения СВЧ-излучения для интенсификации процесса экстракции. Цель исследований - проанализировать физико-химический механизм и оценить производительность процесса СВЧ-экстракции солодкового корня, разработать рациональные режимные параметры и машинно-аппаратурную схему для СВЧ-экстракции. Объект исследования - корни солодки голой (Glycyrrhiza glabra). Анализ производственного опыта и ряда научно-исследовательских работ по экстракции солодкового корня показал, что в качестве экстрагента целесообразно использовать подготовленную воду. Представлены основные результаты и сведения по организации предварительных исследований различных вариантов экстракции солодкового корня, определен рациональный способ экстрагирования солодкового корня - способ СВЧ-экстрагирования по принципу перколяции при постоянном механическом перемешивании экстракционной смеси и циркуляции экстрагента, который позволяет достигать равновесной концентрации сухих веществ в экстрактном растворе при минимальной продолжительности реализации процесса и сравнительно низких удельных затратах энергии. С учетом свойств перерабатываемого сырья и рекомендации по организации промышленного процесса экстракции растительного сырья предложено экстракцию солодкового корня выполнять в две стадии, причем первичная и вторичная экстракции производятся при одинаковых режимах и одинаковой продолжительности для рационального проектирования процессов производства и обеспечения непрерывного технологического потока. Проанализировано влияние основных параметров на массообменные процессы при СВЧ-экстрагировании. Установлены функциональные зависимости удельной производительности СВЧ-экстракции от влияющих параметров. Приведены значения режимных параметров и машинно-аппаратурная схема для практической реализации СВЧ-экстракции солодкового корня.
Бесплатно
