Биохимический и пищевой инжиниринг. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
Совершенствование рецептуры рыборастительного полуфабриката с повышенным содержанием клетчатки
Статья научная
Целью данного исследования была разработка новой рецептуры рыборастительного полуфабриката с повышенным содержанием пищевых волокон, полученных из порошка шелухи подорожника (Plantago Psyllium). Разрабатываемая рецептура включает в себя минтай, корнеплоды (морковь и картофель), бобовые (белая фасоль) и в качестве связующих компонентов - перловая мука, а также псиллиум. В качестве основного сырья был выбран минтай, так как он достаточно распространён на рынке, имеет высокое содержание белка и имеет широкую популярность у потребителей. При выборе растительного сырья учитывались как его привычность и распространённость среди потребителей, так и функциональные качества содержащихся нутриентов. Предлагаемая продукция ориентирована на людей пожилого возраста, так как содержащийся в ней псиллиум способствует восстановлению и налаживанию работы желудочно-кишечного тракта. Кроме того, полуфабрикат позволит восполнять суточную норму в основных питательных веществах, таких как витамины, минералы и аминокислоты. Рецептуру рыборастительного полуфабриката оптимизировали методом математического моделирования для получения в продукте заданного количества пищевых волокон - 40 % от суточной нормы потребления и витамина B3 - 30 % . Оптимальные дозировки для введения в продукт пищевых волокон - 6 кг, витамина B3 - 4 кг и кунжутного масла - 5 кг на 100 кг готовой продукции. В ходе исследования было проведено исследование реологических свойств нового вида рыборастительного полуфабриката - котлет, с повышенным содержанием клетчатки и витамина B3. Исследовано влияние клетчатки, количества витамина B3, а также влияние кунжутного масла на структурно-механические и органолептические свойства полуфабриката. В лабораторных условиях определены физико-химические и органолептические показатели качества.
Бесплатно
Создание симбиотической закваски и изучение ее биохимических свойств
Статья научная
С целью расширения ассортимента функциональных кисломолочных биопродуктов применяют различные микробные монокультуры и их симбиотические комбинации. Как известно, пропионовокислые бактерии обладают высокими биохимическими и биотехнологическими свойствами, и разработка на их основе новых биопродуктов является актуальным и перспективным направлением. Целью работы является создание производственной симбиотической закваски на основе пропионовокислых бактерий штамма Propionibacterium freudenreichii Ш-85 и кефирной грибковой закваски. Кефирные грибки - прочное симбиотическое образование, которое концентрирует в себе разнообразные таксономические группы микроорганизмов. Доказано симбиотическое сосуществование микрофлоры кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий. На основе этого факта, и учитывая физиолого-биохимические свойства микроорганизмов кефирной закваски и пропионовокислых бактерий, разработана гипотетическая схема взаимодействия микроорганизмов в симбиотической закваске. Лактат, образующийся в процессе молочнокислого брожения, используется пропионовокислыми бактериями в качестве источника питания. Пропионовые бактерии усиливают полезность среды, обогащая ее продуктами метаболизма, в частности, витаминами группы В, и микрофлора кефирной грибковой закваски использует для своего развития данные факторы роста. Определена доза вносимой лабораторной закваски в зависимости от ее активности и продолжительности сквашивания для получения производственной симбиотической закваски - 5 %, количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий при этом составляет 109 к.о.е./см3. Дано описание схемы приготовления симбиотической производственной закваски. Изучены биохимические свойства лабораторных и производственной симбиотических заквасок. Установлен уровень биохимического синтеза витамина В12 в симбиотических заквасках. Проведены исследования, подтверждающие длительные сроки хранения симбиотической производственной закваски. Таким образом, разработана производственная симбиотическая закваска на основе кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий с высокой биохимической активностью, которая может быть применения для производства нового кисломолочного биопродукта.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение микробиологической безопасности и продление сроков годности в совокупности с сохранением термолабильных веществ, содержащихся в продуктах питания, обуславливают необходимость поиска эффективных нетермических методов обработки пищевых продуктов. В данном исследовании показано сравнение и количественное обоснование эффективности различных методов нетермического воздействия на молоко, содержащее кишечную палочку E. Coli M-17, как способа обеспечения микробиологической безопасности. Для имитации заражения в порцию молока объемом 200 мл вносили водный раствор сухого лиофилизата живых бактерий кишечной палочки штамма E. Coli M-17 марки «Колибактерин», концентрацией препарата не менее 1 г/л воды. Посевы выполнялись на питательную среду для выделения энтеробактерий «АГАР ЭНДО-ГРМ». Воздействие на образцы молока выполнялось в лабораторных стендах в течение 60 минут. Было установлено, что комбинированное воздействие озона производительностью 400 мг/ч и ультрафиолетовых волн длиной волны 260 нм позволяет добиться тотального подавления развития колоний кишечной палочки E. Coli M-17 в молоке при длительности воздействия на протяжении всего 15 минут. Использование воздействия озона или ультрафиолетовых волн отдельно друг от друга на протяжении 60 минут позволяет подавить развитие более 98 % колоний E. Coli M-17 в молоке (21 КОЕ и 273 КОЕ соответственно против 18717 КОЕ контрольного образца). Воздействие комбинации озона производительностью 400 мг/ч и ультразвуковых волн частотой 1,7 МГц на протяжении 30 минут подавляет развитие всех колоний кишечной палочки E. Coli M-17 в молоке. Воздействие на исследуемый образец электромагнитным и электростатическим полями в отдельности, а также их комбинации показало низкую эффективность в подавлении развития колоний E. Coli M-17 в молоке.
Бесплатно
Статья научная
Разработка функциональных молочных продуктов, обогащенных растительными ингредиентами, обладающими биологически активными свойствами, проявляющими оздоровительный эффект, является в настоящее время востребованным направлением в пищевой индустрии. С целью сохранения нативных свойств молочного сырья в технологии обогащенных продуктов переработки необходимо бережно вести технологические операции с целью поддержания питательных свойств конечного продукта и увеличения срока хранения. В технологиях национальных видов рассольных сыров коричное масло применяется достаточно часто. Свойства коричного масла достаточно изучены, так, установлено, что в его составе присутствует комплекс веществ, которые обусловливают противовирусную и антибиотической активностью, успокаивающее и тонизирующее действие, противогрибковые и другие свойства. Целью настоящего исследования стало изучение возможности применения ультразвукового воздействия на разных этапах производства рассольного сыра, обогащенного коричным маслом, с целью улучшения показателей качества и продления сроков хранения. Для достижения поставленной цели была разработана поэтапная технологическая карта приготовления национальных рассольных сыров, обогащенных коричным маслом. Опытные образцы мягкого белого рассольного сыра были выработаны с применением и без применения УЗВ на этапе подготовки молока. Продолжительность ультразвукового эффекта составила 40 с при мощности УЗВ 600 Вт. Результаты исследования показали положительное влияние ультразвука на потребительские свойства готового продукта, а внесение коричного масла привело к увеличению срока годности продукта. Сыр, обогащенный коричным маслом, показал лучшие результаты в химическом анализе и сенсорной оценке с точки зрения вкуса, аромата и общего восприятия.
Бесплатно
Формирование пищевой системы молочного продукта смешанного брожения, обогащенного дигидрокверцетином
Статья научная
Целью настоящего исследования стало изучение влияния пищевого ингредиента антиоксидантной направленности - дигидрокверцетина на биотехнологические процессы формирования пищевой системы кисломолочного напитка смешанного брожения. При разработке обогащенных кисломолочных напитков, в том числе антиоксидантной направленности, важно учитывать, что введение обогащающих компонентов в состав продукта должно не только повышать их пищевую ценность и придавать новые функциональные свойства, но и обеспечивать требуемые потребительские характеристики. В рамках исследования оценивали использование двух технологических подходов обогащения кисломолочного напитка смешанного брожения растительным антиоксидантом: в рамках первого подхода функциональный пищевой ингредиент (лиофильно-высушенный порошок дигидрокверцетина) вносили в систему продукта после подготовки сырья перед процессом сквашивания; в рамках второго подхода - после завершения процесса сквашивания, перед созреванием продукта. Эффективность подходов оценивали по показателям титруемая и активная кислотность, результатам микроскопических исследований и общей антиоксидантной активности (DPPH метод). Полученные результаты показали, что модифицированная форма дигидрокверцетина, независимо от используемого подхода обогащения, интенсифицирует процесс сквашивания, так, наблюдается развитие молочнокислых микроорганизмов и рост значений показателя титруемая кислотность готового продукта (прирост составил 6-15 % по отношению к контролю). Вместе с тем, результаты оценки микробной активности показали, что при применении первого технологического подхода дигидрокверцетин угнетает развитие дрожжей микрофлоры симбиотической закваски кефирного грибка, что не обеспечивает формирование потребительских свойств готового продукта в полном объеме. Антиоксидантная активность напитка при обогащении системы продукта модифицированной формой дигидрокверцетина возрастает более чем на 60 % по сравнению с контрольным образцом, не зависимо от используемого технологического подхода. Таким образом, полученные результаты показали, что при получении кисломолочных напитков с антиоксидантными свойствами наиболее целесообразно вносить пищевой ингредиент на основе дигидрокверцетина после завершения процесса сквашивания продукта.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы являлось исследование влияния фермента трансглютаминазы (ТГ) и бактериальных концентратов на формирование функционально-технологических свойств мясного фарша из говядины первого сорта. При анализе водосвязывающей способности (ВСС) экспериментальных образцов установлено, что комбинация ферментов микроорганизмов и трансглютаминазы оказывает синергетический эффект на технологические свойства фарша. Максимальные значения ВСС в образцах, содержащих фермент ТГ, установлены в период созревания 6-12 часов (59,56-58,49 %), а в образцах, содержащих комплекс бактериальных культур и фермента ТГ - в период 12-18 часов (61,58-57,04 %). Возрастание водосвязывающей способности фарша коррелировало с уменьшением потерь массы при термообработке. Установлено значительное снижение потерь массы для образцов, содержащих фермент ТГ (индивидуально или в комплексе с ферментами бактериальных культур). Наименьшие потери массы при термообработке наблюдались в образцах фарша О-ТГ в период 6-12 часов(19.03-19.99 %) и в образцах О-Про+ТГ в период 12-18 ч (20,27-21,71 %). В результате реологических исследований установлены наиболее выраженные упругие свойства в образцах О-ТГ и О-Про+ТГ, при этом наблюдалось возрастание упругой деформации в течение 24 часов созревания до значений 3,26-3,32 мм. Максимальное укрепление структуры мясной системы под влиянием комплекса ферментов микроорганизмов и ТГ происходило через 12 часов созревания, уровень общей деформации снизился до 14,00 мм; пластической - до 10,96 мм. При использовании комплекса ферментов микроорганизмов и TГ, участвующих в связывании биополимеров пищевых систем, в образцах наблюдали увеличение водосвязывающей способности, снижение потерь массы продукта при тепловой обработке, улучшение как пластических, так и упругих свойств фарша.
Бесплатно
Формирование цветности карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты
Статья научная
В настоящее время особый интерес в пищевой технологии приобретают двухкомпонентные системы на основе L-аскорбиновой кислоты, применяемые в качестве источников биологически активных пищевых добавок. Представлены результаты исследований по изучению механизмов и динамики формирования цветности в процессах карамелизации в среде 40 %-ного этанола; объектами изучения являлись L-аскорбиновая кислота (Asc) и ее эквимолярная смесь с D-глюкозой (Glc). Образование окрашенных веществ в обеих системах идентифицировалось методами молекулярной спектроскопии по окончании термостатирования растворов (50 °С, 1,5 ч) и их последующего выдерживания (25 °С) в течение 30 суток. Расчет индексов окрашивания водно-этанольных систем Asc и Asc + Glc показал усиление интенсивности цветности при карамелизации L-аскорбиновой кислоты в присутствии D-глюкозы, указывая на формирование более протяженной и стабильной хромофорной системы в двойной системе, что подтверждается характером электронных спектров. Сравнительный анализ колебательных спектров исследуемых растворов показывает наличие полос, характерных для сопряженных С=О+ С=С-сочетаний, вторые производные полос в области валентных колебаний кратных связей идентифицируют в спектре двойной системы интенсивный сигнал 1654 см-1, относимый к О=С-С(OH)=С-фрагментам. Последнее свидетельствует о большей устойчивости хромофорных составляющих структуры, формирующейся в результате совместной карамелизации компонентов двойной системы. Конденсация продуктов трансформации Asc и Glc приводит, вероятно, к ряду окрашенных продуктов, одним из которых является замещенный δ-лактон, включающий гидрокси-α,β-еноновые фрагменты. Предполагается, что последние стабилизируются R-замещением, обеспечивая большую в сравнении с продуктами карамелизации аскорбиновой кислоты протяжённость и устойчивость формирующей цветность хромофорной системы. Дальнейшее изучение свойств карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты (светостойкости, токсичности, антиокислительных свойств) позволит разработать доступные и экологичные полифункциональные пигменты для промышленного применения.
Бесплатно
Характеристика аминокислотного профиля мягких сыров и оценка биологической ценности
Статья научная
Потребители, выбирая сыр, рассматривают его не только как источник жира, минеральных веществ и других полезных компонентов, но и как источник полноценного белка животного происхождения, что требует от производителей соблюдения требований к белковому компоненту в сыроделии. Это объясняет интерес к проведению исследований пищевой ценности мягких сыров в части биологической составляющей. На примере двух образцов мягких сыров, один произведен из козьего молока, проведена оценка химического состава и анализ аминокислотного профиля с оценкой его биологической ценности. Проведены расчеты аминокислотного скора и других критериев биологической ценности белка: коэффициента утилитарности аминокислотного состава, показателя сопоставимой избыточности и т. д. Исследования показали, что сыр из козьего молока обладает более высокими значениями, характеризующими содержание аминокислот, что согласуется с литературными данными. Вместе с тем установлены несоответствия по содержанию белка данным маркировки, а проведенные дальнейшие расчеты свидетельствуют о несбалансированности аминокислотного состава, что выражается наличием лимитирующих и избытком отдельных аминокислот. Отмечено, что белковые ингредиенты сыров не удовлетворяют современным требованиям биологической ценности продуктов. В анализируемой исходной белковой системе КРАС и коэффициент сопоставимой избыточности имеют достаточно высокие значения, в то время как величина биологической ценности и коэффициента утилитарности аминокислотного состава отличаются крайне низкими значениями. По мнению авторов, такие исследования, должны стать предметом интереса и производителей, что даст возможность корректировки состава и приведения белковой составляющей в соответствии с современными представлениями о питании.
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
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
