Биохимический и пищевой инжиниринг. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
Статья научная
Технологии эмульсионных пищевых продуктов в большей части ориентированы на применение эмульгирующих компонентов, которые направлены на обеспечение стабильности внутренней матрицы. В качестве альтернативного решения наблюдается растущий интерес к использованию эмульсий Пикеринга, стабилизированным твердыми растительными частицами. Создание пищевых ингредиентов на основе эмульсий Пикеринга строится на возможности их полифункционального применения в технологиях пищевых производств, как заменителей жира, доставки биологически активных веществ, что определяет преимущества в создании продуктов направленного профилактического действия. Цель исследования - детальное изучение возможностей последовательного использования нетепловых воздействий ультразвука при создании эмульсионных пищевых систем на основе биоактивных эмульсий Пикеринга. В данном исследовании проведена оценка кавитационных эффектов ультразвукового воздействия в качестве воздействующего фактора на множественные характеристики стабилизирующих частиц для эмульсий Пикеринга. Разработана методология трехфакторного воздействия для подтвержденной эффективности биоактивных компонентов, используемых для фортификации в эмульсионные пищевые системы. Проведение верификации методологического решения, построенного на поэтапном ведении процессов, обозначенных в методологическом подходе на примере моночастиц (фукоидана, альгината натрия, картофельного крахмала) и в композиционном комплексе с биоактивным экстрактом T. cordifolia (Гудучи) подтвердило их технологическую применимость. В качестве воздействующего фактора применяли нетепловые эффекты кавитации, генерируемые низкочастотным ультразвуком с частотой механических колебаний (22 ± 1,65) кГц и интенсивностью излучения не менее 10 Вт/см2. Сонохимическая трансформация для каждого вида частиц осуществлялась в установленном режиме воздействия, обеспечивала высокую эффективность коррекционных процессов. Использование биоактивной композиции с включением экстракта T. cordifolia обеспечивает повышение показателя АОА при сохранении стойкости эмульсии Пикеринга на основе резистентного крахмала, что определяет перспективность данной композиции. Сформированный в ходе экспериментальных исследований массив данных будет использован для прогностического анализа технологической пригодности новых эмульсий Пикеринга для пищевых эмульсионных систем с добавленной полезностью.
Бесплатно
Микробная ферментация субпродуктов птицы
Статья научная
Цель работы - исследование влияния микробной ферментации субпродуктов птицы на накопление продуктов гидролиза белка и изменение микроструктуры гидролизатов. В качестве объектов исследования выбраны мышечные желудки цыплят-бройлеров и кур родительского стада, которые подвергали микробной ферментации бактериальными концентратами пропионовокислых бактерий и бифидобактерий. Ферментацию проводили при температурах 30, 35 и 40 °С в течение 16 ч. Для анализа степени гидролиза определяли содержание аминного азота через каждые 4 часа ферментации. Отмечено, что под действием ферментов микроорганизмов происходит более глубокий гидролиз молекулы белка с интенсивным накоплением аминного азота. При этом наиболее высокое накопление аминного азота наблюдается при микробной ферментации желудков пропионовокислыми бактериями при температуре 30 °С, а бифидобактериями - при температуре 40 °С. Также о степени гидролиза судили по накоплению свободных аминокислот. Установлено увеличение концентрации свободных аминокислот в контрольных и экспериментальных образцах гидролизатов после 16 часов ферментации. В гидролизатах желудков, ферментированных пропионовокислыми бактериями и бифидобактериями, наблюдалось значительное накопление незаменимых аминокислот. Содержание как незаменимых, так и заменимых аминокислот в гидролизатах субпродуктов цыплят-бройлеров в несколько раз выше, по сравнению с субпродуктами кур маточного стада. Исследования микроструктуры гидролизатов желудков с помощью сканирующей электронной микроскопии показали, что под действием бактерий происходит значительное изменение структуры мышечных и коллагеновых волокон, их диссоциация на многочисленные тонкие фибриллы и формирование ретикулярной структуры в сочетании с глобулярными белками и минеральными компонентами сыворотки. Образцы, обработанные бактериальными ферментами, имели более открытую микроструктуру и большую пористость. В результате проведенных исследований установлено, что микробная ферментация приводит к глубокому гидролизу белков, входящих в состав мышечных желудков птицы. При благоприятных для каждого вида бактерий температурных режимах ферментации гидролиз происходит более интенсивно.
Бесплатно
Микроструктурированные продукты переработки зерна как гидроколлоиды в пищевых эмульсиях
Статья научная
В настоящее время для пищевых систем наиболее важными показателями являются стабильность реологических свойств, которые в большей степени зависят от параметров качества исходного сырья, а также его соотношения в рецептуре продукта. Получить желаемый результат возможно при условии поиска и внедрения импортозамещающих альтернативных видов пищевых ингредиентов и технологий, способных обеспечить функционально-технологические свойства на соответствующем уровне. Для выполнения поставленных задач рациональнее всего искать решения сокращения технологических проблем в цепочке состав > процесс > свойство, что при последовательном рассмотрении системы производства позволяет определить наиболее значимые ее элементы, трансформируя которые, возможно выстроить устойчивую систему производства. Целью исследования являлось установление применимости полисахаридного комплекса продуктов переработки пророщенного зерна пшеницы в качестве гидроколлоидов, стабилизирующих эмульсию Пикеринга. В качестве исследуемых образцов получены модельные пищевые эмульсии Пикеринга, стабилизированные комплексом частиц цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы, предназначенные для использования в технологии мясных продуктов. Полученные результаты доказывают эффективность применения в качестве стабилизирующего компонента цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы, при этом оптимальные значения рН используемых эмульсий Пикеринга должны быть приближены к значению рН = 5. При этом мясные системы имеют плотную, упругую консистенцию, им соответствуют более высокие значения пика деформации, а предельное напряжение сдвига колеблется в диапазоне (0,42 ± 0,16 - 0,53 ± 0,12) Па×10-2. Полученные результаты доказывают применимость полисахаридного комплекса продуктов переработки пророщенного зерна пшеницы в качестве гидроколлоидов, стабилизирующих эмульсию Пикеринга. Эмульсии Пикеринга могут стать эффективным инструментом в получении пищевых систем эмульсионного типа высокой степени устойчивости, обладающих биоактивным действием.
Бесплатно
Научные и практические аспекты технологий продуктов питания функциональной направленности
Статья научная
В статье представлен литературно-патентный обзор в области производства функциональных, специализированных (лечебных и профилактических) пищевых продуктов. Представлены подходы различных научных школ в части применения нетрадиционных видов сырья для формирования новых свойств и улучшения пищевой полноценности продуктов питания. Обозначены причины, приведшие к необходимости создания продукции данной направленности. В частности, рассмотрена позиция Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по минимизации рисков возникновения неинфекционных заболеваний, обусловленных качеством питания. Научно и практически обосновано использование функционального пищевого ингредиента, содержащего фукоидан, в технологии хлебобулочной и кисломолочной продукции. При добавлении фукоидана в кисломолочный напиток наблюдается увеличение массовой доли биологически-активного вещества - экзополисахарида кефирана на 19,1 мг/г по сравнению с классическим продуктом. Объем отделившейся сыворотки был меньше на 29 % у образца кисломолочного напитка, полученного с добавлением фукоидана по сравнению с традиционной технологией. Результаты оценки состава молочнокислых бактерий указывают на то, что применение фукоидана позволяет сформировать характерную для кисломолочного продукта микрофлору. Также был определен эффект воздействия фукоидана на органолептические и физико-химические показатели качества хлеба через 3, 24, 48 и 72 часа после выпечки. При этом отклонение значения показателя влажности снижается на 1,3 %, пористости - на 1,4 %. Кроме этого была изучена термостабильность фукоидана после выпечки хлеба. Остаточное содержание фукоидана составило (0,196 ± 0,0015) мг/г при внесении его в количестве 0,2 мг/г. Полученные данные подтверждают возможность применения фукоидана в технологии кисломолочных напитков и хлебобулочных изделий в целях обеспечения их функциональных свойств.
Бесплатно
Обогащение хлеба тонкодисперсными порошками отрубей зерновых культур
Статья научная
Объект исследований - хлеб из пшеничной муки, обогащенный тонкоизмельченными отрубями зерновых и зернобобовых культур Казахстана. Хлеб является одним из основных продуктов питания. Основная роль хлеба - придание потребляемым вместе с ним продуктам питания необходимой консистенции и структуры, способствующей эффективной работе желудочно-кишечного тракта и поступлению в организм человека необходимого количества питательных и биологически активных веществ. Основным компонентом традиционного хлеба является мука пшеничная высоких сортов, в процессе производства которой значительно снижается содержание полезных веществ, заложенных в зерне природой. Разработка способов повышения пищевой ценности хлеба путем формирования необходимых физиологических свойств, сохраняя при этом высокие потребительские характеристики, является важнейшей задачей в хлебопечении. Из значительного количества таких способов использование тонкоизмельченных отрубей зерновых культур является экономически и технологически оправданным. Наиболее часто используются в целях повышения пищевой ценности хлеба отруби пшеницы. В то же время мало изучено влияние отрубей других, не менее ценных зерновых и зернобобовых культур. Проведено исследование химического состава тонкоизмельченных отрубей пшеницы, овса, гречихи, чечевицы, определенных как наиболее ценных. Установлено, что наибольшим содержанием белка характеризовались чечевичные отруби, клетчатки - овсяные отруби. При повышении пищевой ценности хлеба применялась классическая рецептура с заменой муки высшего сорта на тонкоизмельченные отруби в количестве от 10 до 20 %. По химическому составу определены наиболее оптимальные количества тонкоизмельченных отрубей, внесение которых значительно повысило пищевую ценность хлеба и сохранило высокие потребительские характеристики. Во всех случаях установлено, что внесение 10 % тонкоизмельченных отрубей принято за оптимальное. Результаты исследования позволили установить оптимальное соотношение пшеничной муки и тонкоизмельченных отрубей зерновых культур для получения хлеба с высокими потребительскими характеристиками. Полученные рецептуры хлеба могут быть рекомендованы для практического применения.
Бесплатно
Статья научная
Пищевые продукты могут проявлять функциональные свойства при обогащении их комплексами биологически активных веществ, содержащихся в добавках, полученных на основе натурального растительного и животного сырья. Целью исследования являлась разработка биотехнологических подходов к созданию соево-мясных и соево-печеночных композитов функциональной направленности. Согласно поставленной цели обоснованы биотехнологические подходы к созданию биокомпозитов на основе соевой БАД, а также мясного и печеночного сырья. Рациональное значение массовой доли соевой БАД в принятых бинарных композициях - до 50 %. Установлены структурно-механические и технологические характеристики влажных бинарных композитов. Расчеты показали, что влагосвязывающая способность для указанных фаршевых бинарных композиций находится в пределах 94,0-95,5 %, при продолжительности куттерования фаршей с одновременным перемешиванием компонентов в течение 480-520 секунд. Анализ показателей биохимического состава показал, что соево-мясной и соево-печеночный концентраты богаты белком 52,3-58,0 %, витамином Е 11,3-12,1 мг/100 г, а соево-печеночный концентрат также содержит значительные количества витамина А и β-каротина. Доказана возможность и целесообразность их использования в пищевых концентратах-полуфабрикатах мучных изделий. Анализ показателей биохимического состава смеси для выпечки оладий, обогащенных соево-мясным и соево-печеночным концентратами, свидетельствует о повышении содержания белка с 10,0 г в контрольном образце до 18,1 и 17,2 г, жира с 2,2 г до 3,7 и 3,6 г и витамина Е с 1,4 мг до 2,9 и 3,0 мг/100 г в разработках по двум вариантам рецептур, соответственно.
Бесплатно
Статья научная
Технология производства сырокопченых колбас является одной из самых сложных, длительных и трудоемких. Одним из перспективных направлений интенсификации производства сырокопченых колбас является направленное использование стартовых культур. Целью научной работы являлось обоснование использования стартовых культур в технологии производства ферментированных колбас. Объектом исследования являлась сырокопченая колбаса «Салями элитная», производимая в соответствии с требованиями ТУ 9213-010-42463180-14 «Колбасы и продукты сырокопченые и сыровяленые». В опытный образец № 1 вместе со специями вводилась стартовая культура арт. 8920 «БессаСтарт» в дозе 0,6 г/кг фарша, а в опытный образец № 2 - стартовая культура арт. 8932 «ПрестоСтарт» в дозе 0,3 г/кг фарша. Исследованиями установлено, что использование в технологии производства сырокопченой колбасы «Салями элитная» стартовых культуры арт. 8920 «БесаСТАРТ» и «ПрестоСТАРТ» позволяет ускорить процесс их созревания и сушки, а также оказывает положительное влияние на технологические свойства данного продукта. Так, анализ технологических свойств модельных фаршевых систем позволяет утверждать, что у опытных образцов за счет работы стартовых культур снизился уровень рН на 0,26 и 0,12 ед. по сравнению с контрольным образцом. Использование стартовых культур арт. 8920 «БесаСТАРТ» в рецептуре опытного образца № 1 через 12 ч выдержки модельного фарша увеличилось содержание молочной кислоты на 5,99 %, а через пять дней - разница составила 14,28 % по сравнению с контрольным образцом. Анализ изменения массовой доли влаги в процессе сушки сырокопченых колбас показал, что наиболее выраженное обезвоживание отмечено в образце № 1, значение данного показателя достигло регламентированных по показателям влаги требованиям, в то время как в контрольном массовая доля влаги снижалась менее активно и достигла регламентируемого уровня лишь на 30-е сутки.
Бесплатно
Статья научная
Представлен материал по обоснованию и разработке регулируемых технологических параметров производства новой формы специализированного напитка - киселя с применением местных растительных ресурсов. В качестве последних использованы плоды облепихи, яблок, ягоды лимонника китайского, плодовые и ягодные концентрированные соки - яблочный, облепиховый, лимонниковый, а также клубни топинамбура, стевия, овсяная мука, картофельный крахмал. Проведены маркетинговые исследования потребительских предпочтений по отношению к функциональным продуктам питания. Показана необходимость расширения ассортимента специализированных напитков с направленными функциональными свойствами. Изучен химический состав свежего плодоовощного сырья для возможности их использования в производстве продуктов здорового питания. Для обоснования регулируемых технологических параметров определены физико-химические свойства функциональных быстрорастворимых киселей, получаемых при помощи гранулирования. Установлена насыпная плотность напитка на уровне 650-875 кг/м3. Показано, что с увеличением размера гранул насыпная плотность и механическая прочность повышаются. Возможный механизм такого эффекта заключается в том, что в крупных агломератах частички гранулированного материалы располагаются более плотно по отношению друг к другу. Уменьшение прочности гранул в начальный период сушки объясняется незначительным плавлением фруктозы и дальнейшей её кристаллизацией. Изучены угол естественного откоса, коэффициенты внутреннего и внешнего трений, исходя из увеличения влажности. Доказано, что фракционный состав гранулята подчиняется закону нормального распределения. Результаты проведенных исследований послужили основанием для определения технологических параметров и режимов производства, позволили определить температурный диапазон восстановления напитков. Установлены регламентируемые показатели пищевой ценности разработанного продукта, характеризующие его функциональные свойства.
Бесплатно
Определение возможности производства растворимого заменителя кофе на основе топинамбура
Статья научная
Рассмотрена возможность применения базовой технологии производства растворимого кофе для создания заменителя кофе из регионального растительного сырья в растворимом виде. Растворимый кофе - напиток из зерен кофейного дерева, которые при помощи различных технологических процессов превращается в водорастворимый (иногда не полностью, формируя взвесь) порошок или гранулы. В некоторых промышленных марках растворимого кофе, кроме собственно этапа дегидратации, осуществляется ещё и декофеинизация полуфабриката. Представлены данные о составе, специфике производства, негативном влиянии коммерческого растворимого кофе на организм человека. Современная технология получения растворимого кофе может быть адаптирована для производства напитка подобного рода из регионального растительного сырья. В качестве примера приводится технология растворимого заменителя кофе на основе цикория, образцы которого можно встретить в продаже. Сырьем для производства растворимого заменителя кофе выбраны клубни топинамбура сорта Ленинградский (Heliánthus tuberósus), произрастающие на территории Калининградской области. Исследование регионального топинамбура свидетельствует о целесообразности его использования при производстве нерастворимого порошкообразного кофейного напитка, получившего промышленное название «Bietola». Разработанная технология не требует трудоемкой очистки клубней и необходимости сортировать их по размерам. Допускается использовать для производства сырьё в замороженном виде. Перспективность употребления и потребность в растворимом заменителе кофе из топинамбура изучалась путем анализа рынка кофейных напитков и социологического опроса респондентов различных возрастных и экономических групп населения. Выявлены ключевые технологические этапы производства растворимого кофейного напитка на основе топинамбура.
Бесплатно
Определение рациональных параметров работы барабанного смесителя при получении сыпучих продуктов
Статья научная
Процесс смешивания широко применяется в различных областях производства: для изготовления разных видов продукции и полуфабрикатов, таких как сельскохозяйственные смеси, суспензии, костные цементы и другие. Данный процесс представляет из себя перемещение частиц компонентов сыпучего материала в пространстве смешиваемого объема. Для приведения компонентов в движение применяются различные типы смесительных аппаратов. Одними из самых распространенных смесителей являются аппараты барабанного типа непрерывного действия. Важной проблемой, с которой необходимо справиться при разработке конструкции смесителя, является уменьшение значения коэффициента неоднородности получаемой смеси. Неоднородность сыпучей смеси связана с различными физико-химическими свойствами компонентов, из которых она состоит. К ним относятся плотность, сыпучесть, вязкость и др. Объектом исследования является новая конструкция барабанного смесителя с внутренним барабаном. Предметом исследования являются конструктивные особенности данного смесителя, среди которых длина образующей внутреннего барабана, угол наклона барабана и частота его вращения. Данные конструктивные особенности влияют на итоговое состояние смеси. Эксперименты, проведенные с различными показателями рабочих параметров смесителя, помогли выявить наиболее оптимальные значения этих параметров, при которых значение неоднородности смеси является минимальным. Всего проведено 27 экспериментов. Для наглядности все результаты приведены в виде графиков. По графикам видно, что оптимальное значение параметров: длина образующей внутреннего барабана 0,6 м, угол наклона аппарата α = 5° и частота вращения барабана n = 45 об/мин. При данных значениях неоднородность смеси минимальна, Vc = 9,63 %.
Бесплатно
Оптимизация процесса ферментации растительного напитка заквасками молочнокислых бактерий
Статья научная
Отличительными свойствами соевых напитков является низкий уровень холестерина, высокое содержание белка и клетчатки, а также важных биологически активных соединений. Ферментация увеличивает выработку биологически активных веществ, а также улучшает переваривание белков сои более чем на 40 %. Целью нашего исследования стала оценка адаптации моновидовой и комплексной заквасок молочнокислых бактерий в растительной среде и возможностей оптимизации данного процесса, а также установление влияния процесса ферментации на антиоксидантные свойства пробиотического напитка. Для ферментации использованы: моновидовой концентрат бактерий вида Lactobacillus acidophilus и закваска бактериальная «Ацидофилин», включающая в себя штаммы: Lactococcus Lactis ssp. lactis, Lactococcus Lactis ssp. cremoris, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus. Ферментация осуществлялась при 32; 37 и 42 °С. В результате установлена зависимость между температурой осуществления процесса ферментации и титруемой кислотностью напитка: в образце с моновидовым концентратом закваски Lactobacillus acidophilus кислотность за первые 14 часов ферментации при температуре 32 °С достигла значения 13,9 град, что в сравнении с комплексной закваской при этом же температурном режиме ниже на 9,9 град. Более активно происходит накопление молочной кислоты в образцах с комплексной закваской, при температуре 37 °С уже через 14 часов ферментации содержание молочной кислоты составило 6,7 мг/100 мл. Оптимумы процесса ферментации по температуре и длительности для моновидовой и комплексной закваски составили 35,9 °С в течение 19,4 часов и 36,4 °С в течение 19,3 часов соответственно. Увеличение АОА при ферментации составило от 11,7 до 83,6 %. Более активная адаптация комплексной закваски определяется составом штаммов микроорганизмов с разными температурными оптимумами, что делает такую закваску более жизнеспособной и устойчивой к тепловым стрессам по сравнению с моновидовой.
Бесплатно
Оптимизация условий инкапсуляции рутина в клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Статья научная
Целью настоящего исследования стал поиск рациональных режимов инкапсуляции биологически активного вещества рутина в живые клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Рутин является одним из наиболее хорошо изученных флавоноидов. Более известный как витамин Р в экспериментальных исследованиях рутин демонстрирует антиоксидантные, противомикробные, противовоспалительные, антидиабетические, антиадипогенные, нейропротекторные и другие свойства. Вместе с тем рутин, как и многие другие флавоноиды, является веществом нестабильным, склонным к окислительной деградации и активно вступающим в химические реакции со снижением или потерей биоактивных свойств. Для минимизации указанных проблем предложено использование технологии инкапсуляции рутина в клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. В данном исследовании процесс инкапсуляции вели с применением методов простой диффузии в живые клетки Saccharomyces cerevisiae. Для этого использовали режимы инкапсуляции в условиях термостатируемого встряхивателя, продолжительность процесса достигала 24 часов. В задачи исследования входила оценка влияния температурного и временного факторов на эффективность инкапсуляции рутина в клетки дрожжей. Использовались температурные режимы 28; 32 и 37 °С. Эффективность инкапсуляции определяли через 8, 16 и 24 часа после начала эксперимента. Проведенные исследования показали, что оба варьируемых фактора оказывают существенное влияние на эффективность загрузки биологически активного вещества в клетки дрожжей. Установлена прямая зависимость показателя эффективность инкапсуляции как от температуры, так и от продолжительности процесса. Вместе с тем, было отмечено, что использование температуры инкапсуляции 37 °С приводит к тому, что во второй временной отрезок 16-24 ч эффективность инкапсуляции снижается в сравнении с аналогичным периодом времени при температуре 32 °С. С использованием двухфакторного регрессионного анализа при проведении процедур оптимизации был установлен наиболее рациональный режим инкапсуляции рутина в клетки дрожжей, который составил 22 ч при температуре 33,8 °С.
Бесплатно
Особенности конструкции червячных ворошителей для активного вентилирования зерна
Статья научная
Одной из важнейших проблем, стоящих перед отечественным агропромышленным комплексом, является сохранность выращенного и убранного сельскохозяйственного сырья продовольственного назначения. Безусловно, одним из важнейших видов такого сырья является зерно. В настоящее время накоплен богатый опыт строительства различных сооружений, предназначенных для этой цели. В зернохранилищах используют большое количество технологических приемов обеспечения предотвращения загнивания зерна, причиной чего являются повышение его температуры и влажности из-за происходящих биологических процессов в насыпях продукта. Одним из выходов из такой ситуации является обеспечение активного вентилирования зернохранилищ. Среди разнообразных конструктивных решений, реализующих такой метод повышения сохранности зернового продукта, является использование специальных ворошителей. Значительное количество таких устройств содержит в своем составе специальные шнеки, от конструкции и режимов эксплуатации которых существенно зависит снижение отходов зерна после хранения. К наиболее ответственным задачам при совершенствовании конструкций ворошителей относится их анализ с точки зрения нагруженности витков в зависимости от влажности зерна и характера его распределения по их ширине. Нагрузки, при которых эксплуатируются эти устройства, напрямую связаны с модельными представлениями возможной связи влажности с характером действия равномерной нагрузки или с геометрией рассредоточения сосредоточенных сил, которую можно интерпретировать как налипание зерна на определенных участках витка. Решение проблем взаимоувязки конструктивных параметров отдельных элементов хранилищ с актиным вентилированием с режимами перемещения теплового агента многократно подвергалась моделированию. Задача определения оптимальной связи конструктивных и технологических свойств шнековых ворошителей является, таким образом, актуальной задачей.
Бесплатно
Оценка биодоступности БАВ в составе биоактивных эмульсионных пищевых систем
Статья научная
Высокая эффективность доставки биологически активных веществ (БАВ) с помощью различных систем в алиментарной коррекции неинфекционных заболеваний населения подтверждена рядом исследований. Однако важным аспектом является подтверждение биодоступности после употребления каждого БАВ, содержащегося в пищевой матрице, в том числе с помощью доклинических исследований. Для доставки БАВ в данном исследовании использовали биоактивную эмульсионную пищевую систему. Целью исследования являлась сравнительная оценка биодоступности витамина В12 в крови после введения биоактивной эмульсионной пищевой системы и прямой эмульсии, обогащенных данным витамином в опытах на лабораторных животных. Исследования проводились на белых лабораторных крысах-самцах линии Wistar массой 350 г ± 10 %, возраста 10-11 недель в 2 этапа: пилотный эксперимент, для определения оптимального периода биодоступности витамина В12 (через 1, 2, 3 или 4 часа) и основной эксперимент с выбранным периодом биодоступности в 4 часа по результатам пилотного эксперимента. Количественное содержание витамина В12 в крови лабораторных животных, получавших биоактивную эмульсионную пищевую систему (БЭПС), на 10,4 % превышает его содержание в крови лабораторных животных, получавших прямую эмульсию с данным витамином. Контрольная группа животных, получавшая эмульсию без витамина, характеризовалась содержанием витамина В12 в крови в количестве меньшем на 33 % по сравнению с группой, получавшей БЭПС. Результаты исследования показали, что инкапсулирование витамина В12 во внутреннюю водную фазу фортификата БЭПС обеспечивает большую его биодоступность. Результаты общего анализа крови указывают на протекание в организме животных процессов, в разной степени способствующих улучшению сопротивляемости организма к различным факторам и формированию новых клеток.
Бесплатно
Оценка растворимости биоактивных минорных соединений полифенольной природы
Статья научная
Целью настоящего исследования стала оценка термодинамической растворимости минорных биологически активных компонентов полифенольной природы. Полифенолы представлены огромным числом биологически активных веществ, относящихся к классам танинов, фенольных кислот, стильбенов, флавоноидов и другим. Значительная часть этих соединений проявляет выраженные фармакологические эффекты, в том числе противовоспалительный, антиоксидантный, антилипидемический, антигипергликемический и противораковый. Вместе с тем, низкая растворимость многих из этих соединений является барьерным фактором проявления их физиологического действия в системах организма человека. По этой причине исследование свойств растворимости минорных биологически активных компонентов полифенольной природы лежит в основе прогностической оценки их фармакологических свойств в целом. Особый интерес представляет сопоставительный анализ структуры биологически активных веществ, относящихся к разным классам полифенолов со свойствами их растворимости. В рамках настоящего исследования в качестве объектов были выбраны представители флавоноидов и стильбенов. Была проведена оценка их растворимости в дистиллированной воде при разных значениях температуры (20, 35 и 50 °С) и продолжительности процесса растворения (20, 40 и 60 мин). Установлено, что несмотря на принадлежность к разным классам полифенолов исследуемые биологически активные вещества характеризуются выраженной гидрофобностью, самые высокие значения растворимости не превышали 2 %. Определены некоторые зависимости между структурой молекул веществ и их растворимостью. На основании двухфакторного регрессионного анализа получены математические модели, описывающие процесс растворения полифенолов в зависимости от температуры растворителя и продолжительности растворения. Установлено оптимальное сочетание этих факторов для каждого из веществ. Полученные результаты указывают на необходимость поиска путей повышения растворимости исследуемых соединений, а также развитие исследований, в том числе за счет использования других типов растворителей.
Бесплатно
Оценка эффективности процесса биосинтеза этанола дрожжами рода Saccharomyces
Статья научная
Этиловый спирт как сырьевой компонент или основной продукт широко используется в различных отраслях пищевой промышленности, в том числе для изготовления ликеро-водочных изделий (60 %), крепления вин (17 %), получения пищевого уксуса, ароматических и парфюмерно-косметических изделий. Он также широко применим для получения экстрактов, дезинфицирующих препаратов. Технология спирта основана на процессах сбраживания углеводсодержащего сырья в этанол микроорганизмами. В качестве основного продуцента этанола преимущественно используют производственные расы дрожжей рода Saccharomyces. К спиртовым расам дрожжей предъявляются достаточно жесткие требования по показателям бродильной активности; степени сбраживания углеводов устойчивости к продуктам собственного обмена (особенно к этанолу). Эффективное развитие технологии спирта в значительной степени связано с успехами прикладных исследованиях, в том числе в конкретных процессах спиртового производства. Целью настоящего исследования стало изучение технологических свойств двух производственных рас дрожжей Saccharomyces cerevisiae S-04 и Saccharomyces uvarum (Carlsbergensis) для биосинтеза этанола в сопоставлении с физиологией клеток и их жизнеспособностью. Исследования дрожжей проводились как в условиях использования их в сухом виде, так и в регидратированном. Представлены результаты микроскопии окрашенных и неокрашенных препаратов дрожжей. Приведен анализ бродильной активности, оцененной по экспресс-методики, и в модельных условиях брожения на пивном сусле. Полученные результаты показали, что исследуемые штаммы дрожжей принципиально отличаются по своей бродильной активности. Было установлено различное влияние процесса регидратации на дрожжи: для Saccharomyces uvarum (Carlsbergensis) этот процесс имел положительный эффект, тогда как бродильная активность Saccharomyces cerevisiae S-04 при регидратации снизилась. Было установлено значительное расхождение между результатами оценки бродильной активности экспресс-методом и на сусле.
Бесплатно
Статья научная
Разработке энергоэффективной теплонасосной технологии в масложировой промышленности предшествовали фундаментальные исследования, направленные на изучение основополагающих вопросов энергосбережения в тепловых и тепломассообменных процессах пищевой технологии с использованием пароэжекторного теплового насоса. Благодаря развитию централизованных холодильных станций все чаще вводятся в эксплуатацию пароводяные эжекторные холодильные установки, подающие охлажденную воду в оросительные камеры кондиционеров. Эксплуатируя эти установки и делая технико-экономические расчёты, пришли к выводу, что, применяя эжекторные холодильные машины для технологических нужд и промышленного кондиционирования воздуха, иногда, особенно если есть вторичные энергоресурсы и возобновляемые источники энергии, получаем больший эффект, чем используя другие виды холодильных машин. С помощью пароэжекторного теплового насоса создаются реальные условия утилизации пара низкого давления, в частности, бросовой теплоты газотурбинных установок и котельных агрегатов, что помогает качественно и эффективно решать задачи по энергосбережению. Экологически безопасные условия функционирования технологии обусловлены применением воды в качестве хладагента. Практически исключается применение токсичных, взрыво- и пожароопасных рабочих сред, поэтому предполагаемая теплонасосная технология растительных масел может рассматриваться как экологически безопасная. Используя эту технологию в масложировом производстве, можно повысить энергетическую эффективность в процессе получения растительных масел и создать безотходную и экологически чистую технологию. В разрабатываемой линии по производству растительного масла применяется пароэжекторная холодильная машина, в которой процесс идет по замкнутому термодинамическому циклу. Рабочий пар из парогенератора подается в эжектор, часть конденсируемых паров из конденсатора через терморегулирующий вентиль отводится на пополнение воды в испаритель, а другая часть с помощью насоса подается в парогенератор. Процесс охлаждения продукта осуществляют водой, охлажденной в секции холодоприемника с подачей охлажденной воды в рубашку экспозитора с возвратом в секцию холодоприемника в режиме замкнутого цикла.
Бесплатно
Перспективные физические способы увеличения сроков годности продукции животного происхождения
Статья научная
Проведены комплексные исследования показателей свежести и пищевой ценности мяса. Установлено, что образцы, обработанные высоким давлением 800 МПа в течение 5 мин после 60 суток хранения, соответствовали требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011). Обработка мяса высоким давлением и помещение его в вакуумно-пленочную упаковку через 48 часов с момента убоя вызывает гибель микробных клеток, предотвращает распад белка и способствует ослаблению процессов окисления липидных компонентов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение высокого давления в технологии хранения мяса способствует увеличению его сроков годности. Разработана методика определения дозы ионизирующего излучения, используемой при обработке охлажденной рыбы, сущность которой заключается в расчете амплитуды, ширины и площади пика ЭПР-спектра: при облучении дозой 3 кГр амплитуда составляет 3,28•10-5, ширина - 10,81 Гс, площадь пика - 1,367•10-4; при облучении дозой 9 кГр: амплитуда - 4,29•10-5, ширина - 8,6 Гс, площадь пика - (1,380 ± 0,00083)10-4; при облучении дозой 10 кГр: амплитуда - 3,88•10-5, ширина - 11,78 Гс, площадь пика - 1,558•10-4; при облучении дозой 12 кГр: амплитуда пика - (3,44 ± 0,07)10-5, ширина - 12,74 Гс, площадь пика - 1,722•10-3. Представленная методика позволяет достоверно определить дозу ионизирующего излучения, применяемую при обработке охлажденной рыбы, и может быть использована при разработке нормативной документации в области экспозиции ионизирующим излучением пищевой продукции.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена изучению применения заквасочной культуры молочнокислых микроорганизмов Leuconostoc lactis для управляемого процесса ферментации белокочанной капусты на предварительном этапе ферментации. В настоящей работе рассмотрено влияние ключевых факторов (начальное количество внесенной культуры и химический состав модельных сред на основе белокочанной капусты) на динамику развития культуры в ходе предварительного этапа ферментации. Результаты исследований показали, что при использовании культуры Leuconostoc lactis достижение точки перехода положительных скоростей в отрицательные при сравнении образцов с низкими использованными начальными концентрациями микроорганизмов и образцов с высокими начальными концентрациями различается приблизительно в 1,5 раза. С точки зрения динамики скорости изменения концентраций микроорганизмов в модельных средах с различным химическим составом развитие культуры не зависит ни от состава субстрата, ни от начальной концентрации микроорганизмов, поскольку показатель сравнения скоростей развития микроорганизмов в процессе культивирования в базовой и модифицированной модельных средах в случае как низкой, так и высокой начальной концентрации микроорганизмов не выходит за пределы зоны инвариатности отклика за исключением двух незначительных областей. С точки зрения сравнения концентраций микроорганизмов в различных модельных средах, изменяя состав среды, мы можем влиять на динамику развития культуры при условии, что используется низкая начальная концентрация микроорганизмов. Как следствие, это имеет смысл для малотоннажных производств, у которых неоднородности среды будут малыми. В свою очередь, возможная выраженная неоднородность состава среды, проявляющаяся в разных областях объема, может сказаться на общей эффективности развития культуры. При этом высокая начальная концентрация молочнокислых микроорганизмов в силу своей установленной инвариантности нечувствительна к подобным условиям, что должно положительно сказаться на эффективности крупнотоннажного промышленного производства.
Бесплатно
Статья научная
Получение биологически активных веществ из лекарственных растений на сегодняшний день является актуальной задачей. Пути получения данных веществ разнообразны. В данной статье рассматривается аппаратурное выращивание суспензионных культур клеток и корневых культур in vitro шлемника байкальского и шлемника андрахновидного в биореакторах. Для культивирования предложены: жидкофазный биореактор колонного типа с механическим перемешиванием (скорость перемешивания 50 об./мин), рабочий объем 30 л; жидкофазный биореактор колонного типа с барботажем (пробулькивание стерильных воздуха или газовой смеси, подаваемых снизу), рабочий объем 50 л; жидкофазный биореактор барабанного типа, рабочий объем 100 л; газофазный биореактор туманного типа (диаметр капель питательной среды 20-25 мкм), рабочий объем 30 л; газофазный биореактор дождевального типа (диаметр капель питательной среды 500 мкм), рабочий объем 30 л. Были получены данные о том, что выращивание суспензионных культур шлемника андрахновидного и шлемника байкальского наилучшим способом при использование жидкофазного биореактора колонного типа с барботажем, поскольку в данном случае достигаются максимальные значения индекса роста, удельной скорости роста и экономического коэффициента, а также суммарного содержания основных биохимических соединений. В корневой культуре шлемника байкальского, выращенного в газофазных биореакторах туманного и дождевального типа, зафиксировано максимальное содержание основных биохимических соединений. Для корневой культуры шлемника андрахновидного наибольшее содержание биохимических соединений отмечено при культивировании в газофазном биореакторе туманного типа.
Бесплатно
