Биотехнология, бионанотехнология и технология сахаристых продуктов. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Микрофлора свеклосахарного производства: проблемы и пути решения
Статья научная
Сахарная свекла является одной из стратегических культур, обеспечивающих продовольственную безопасность России. Отсутствие специализированных складских помещений для собранного урожая не обеспечивает хранение корнеплодов долгое время. В случае наступления оттепели, размороженные корнеплоды уже непригодны для переработки. Свекла и продукты ее переработки является хорошим объектом для развития микроорганизмов. Постоянной микрофлорой сахарного производства являются: Bacillus subtilis, Clostridium perfringes, Leuconostoc dextranicum, Torula alba, Pseudomonas fluorescens, Sarcina lutea и другие виды микроорганизмов, приводящие к проблемной переработке свекловичного корня и снижению качества сахара-песка. Наиболее опасным является слизистый бактериоз - это бактериальное заболевание свеклы, вызванное гетероферментативными кокками рода лейконосток ( Leuconostoc mesenteroides, L. dextranicum ). Продуктом жизнедеятельности микроорганизмов является декстран, который синтезируется из сахарозы в результате декстранного или слизистого брожения и приводит к значительным технологическим проблемам при переработке инфицированной свеклы. Повышение эффективности сахарного производства связано со снижением потерь качества сырья при заготовке, хранении и переработке сахарной свеклы. На сахарных заводах используют различные препараты, подавляющие рост патогенной микрофлоры, но к ним наступает быстрая адаптация микроорганизмов, поэтому существует необходимость внедрения новых препаратов для предотвращения порчи корнеплодов и улучшения качества выпускаемого сахара-песка. Для решения проблемы экспериментально подобран бактерицидный препарат, определена его рациональная концентрация и условия применения в свеклосахарном производстве. Использование бактерицидного препарата в процессе экстрагирования позволяет повысить чистоту диффузионного сока на 1,3 %, снизить содержание белков в нем на 12,5 %; при этом чистота очищенного сока повышается на 1,1 %, его цветность снижается на 44,7 %.
Бесплатно
Модификация структуры йогурта с помощью амарантового экстракта и трансглутаминазы
Статья научная
Получение функциональных молочных продуктов - важный вопрос для улучшения рациона питания населения. Данная статья посвящена разработке йогурта с использованием фермента трансглутаминазы. Трансглутаминаза (КФ 2.3.2.13) осуществляет поперечное связывание белков, укрепляя структуру продукта. Трансглутаминаза была использована в концентрации 4 ед./г белка (0,1 %). Амарантовый экстракт из амарантовой муки, использованной в количестве 5 % от объема сквашиваемых образцов, был применен в качестве растительной добавки для получения йогурта. Йогурт готовили термостатным способом. Молоко подогревалось до 37 °С, добавлялся амарантовый экстракт и трансглутаминаза. Проведено исследование образцов различных рецептур. 1 - йогурт с амарантовым экстрактом (200 мл молока + 100 мл амарантового экстракта), 2 - йогурт с амарантовым экстрактом, приготовленный с добавлением трансглутаминазы (200 мл молока + 100 мл амарантового экстракта + 0,3 г трансглутаминазы) и контрольный образец (300 мл молока). Амарант имеет в своем составе разнообразные питательные компоненты, ценные белки, витамины, сквален, обладающий противоопухолевой активностью. Исследовано влияние добавленных компонентов на структурные и органолептические свойства ферментированного продукта. Результаты показали, что прочность амарантового йогурта выше прочности контрольного на 6 %, а прочность амарантового йогурта с трансглутаминазой выше на 18 %, чем прочность контрольного. Выявлены улучшение консистенции, вязкости и органолептических свойств термостатного йогурта.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований по применению ферментных препаратов пектолитического и глюканолитического действия для предобработки ягод брусники при получении сока. Показано, что применение ферментных препаратов способствует увеличению выхода сока. Наилучшие результаты получены с применением пектолитических ферментных препаратов. Установлено, что большего эффекта можно достичь на основе использования ферментных препаратов различной субстратной специфичности в составе композиций. Повышение выхода сока из растительной ткани тесно связано с интенсификацией таких процессов как гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы. Являясь компонентами растительных клеточных стенок, эти полисахариды придают им прочность и обусловливают жесткость структуры. Поэтому применение ферментов, расщепляющих целлюлозу и гемицеллюлозу, неизбежно вызовет их деструкцию, приведет к необратимым нарушениям целостности клеточной стенки, ее дестабилизации и, как следствие, увеличению выхода сока. Кроме того, гидролиз нейтральных полисахаридов сопровождается высвобождением связанных с ними органических кислот, фенольных веществ. При разрушении клеточных стенок выделяется также большое количество растительных пигментов, что особенно важно при изготовлении ягодных соков.
Бесплатно
Накопление побочных продуктов в процессе спиртового брожения
Статья научная
Изучено влияние рН сусла на накопление побочных продуктов брожения в бражке. Установлено, что при подкислении сусла до рН 4,5 создаются более благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей, сокращается продолжительность брожения, увеличивается выход спирта, улучшаются показатели бражки, снижается вероятность инфицирования бражки посторонней микрофлорой, содержание альдегидов уменьшается на 10-15%, высших спиртов - на 8-10%, глицерина - на 15-20%, а также наблюдается небольшое снижение содержания кислот и эфиров.
Бесплатно
Некоторые оценки непрерывного культивировании микроорганизмов
Статья научная
Белки, жиры и углеводы, получаемые человеком традиционно из животных и растительных источников, уже сегодня не покрывают все увеличивающиеся потребности человечества. В то же время белки и жиры микроорганизмов с успехом могут заменить белки и жиры традиционного происхождения. Как продуценты белка микроорганизмы при высоком содержании белка в биомассе и высокой скорости роста микроорганизмов имеют определенные преимущества. Настоящая статья посвящена вопросам численного моделирования процессов культивирования микроорганизмов. На основании известной модели, предложенной Моно, в которой учитывается насыщение скорости роста культуры при увеличении начальной концентрации субстрата S0, записана система дифференциальных уравнений описывающих происходящие процессы, в том числе до достижения стационарности. Вместе с тем зависимость отдельных величин, входящие в уравнения системы недостаточно изучена при изменении параметров процесса. Представляет интерес поведение всей системы при нарушении регламента или при несанкционированном изменении одного из параметров. Для изучения этих вопросов проведено численное моделирование и получена принципиальная картина изменения хемостатных кривых в этих условиях.
Бесплатно
О гранулометрическом составе гранулированных сахаристых веществ
Статья научная
Разработана технология производства сахаристых продуктов в гранулированном виде, позволяющая получить готовый продукт в сухом сыпучем состоянии, без отделения межкристального оттека, содержащего ценные пищевые компоненты, за короткий промежуток времени. В процессе гранулирования глюкоза выкристаллизовывается на поверхности затравочных гранул и увеличивает их размер до определенной величины, после чего гранулы разрушаются, образуя новые центры гранулообразования. Размеры гранул находятся в пределах 3-7 мм. Анализ экспериментальных данных показывает, что с увеличением размера гранул прочность их возрастает. Повышение нагрузки на раздавливание гранул при увеличении их размера связано с возрастанием прочности вследствие увеличения их массы. Однако с увеличением размера гранул удельная нагрузка на единицу площади сечения гранулы (предел прочности) падает. При увеличении влажности гранул нагрузка на разрушение снижается. Предел прочности гранул глюкозы снижается с увеличением размера гранул и с повышением их влажности. Величина оптимального среднего размера гранул определена с использованием опытных данных по изменению критического напряжения, возникшего внутри гранул различного размера, от действия нагрузки, определенной для каждой гранулы экспериментально, и удельной нагрузки, возникшей в гранулах затравочного слоя от действия внешних сил при перемешивании слоя гранул. Подставив значения известных величин, соответствующих экспериментальной установке, в формулы, полученные на основании опытных данных, находим оптимальный для существующих граничных условий средний размер гранул, получаемый в экспериментальной установке d = 3,78 мм. Размер гранул при производстве гранулированных сахаристых продуктов можно менять в определенных пределах в зависимости от высоты слоя затравочных гранул, находящихся в грануляторе. Чем больше высота затравочного слоя, тем меньше средний размер гранул, получаемый при гранулировании.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен материал, подтверждающий перспективу применения дигидрокверцетина для производства пищевых продуктов с пролонгированным сроком годности. Дигидрокверцетин - биофлавоноид природного происхождения, который имеет самую высокую антиоксидантную активность по сравнению со всеми известными экзогенными антиоксидантами, в том числе витаминами Е, А, В, С, Д, К, бета-каротином. Данное соединение включено в список пищевых добавок, не оказывающих вредного воздействия на здоровье человека при использовании для приготовления пищевых продуктов. Дигидрокверцетин нетоксичен, физиологически безвреден для здоровья человека, не придает продуктам посторонних привкусов и запахов, не изменяет их цвет при его использовании. Добавка устойчива по отношению к температурным (от (-50) до (+180) 0 С), механическим воздействиям, и процессам, имеющим место при изготовлении продуктов, то есть отвечает всем требованиям, предъявляемым в целом ко всем пищевым добавкам, и в частности, к антиоксидантам. Дигидрокверцетин обладает бактерицидными свойствами по отношению к некоторым видам бактерий, и оказывает положительное воздействие на развитие и рост молочнокислой микрофлоры. Биофлавоноид не синтезируется в организме человека, поэтому необходимо употреблять продукты, в которых он содержится. Кроме того, использование дигидрокверцетина позволит выпускать продукты питания лечебно-оздоровительной направленности, поскольку положительное влиянии биофлавоноида на здоровье человека было доказано благодаря многолетним экспериментальным и клиническим исследованиям медицинских учреждений России.
Бесплатно
Обоснование схемы с отделением осадка несахаров до основной очистки в свеклосахарном производстве
Статья научная
На основе исследования структуры дефекосатурационных осадков обоснована целесообразность отделения осадка несахаров перед основной дефекацией, определены оптимальные параметры процесса.
Бесплатно
Определение ингредиентного состава карамельной массы с целью увеличения срока годности
Статья научная
Согласно Основам государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года поставлены задачи расширения ассортимента специализированных продуктов питания для различных групп населения, в частности, обогащенных витаминами и минеральными веществами. Ассортимент сахаристых кондитерских изделий постоянно обновляется и расширяется, увеличивая масштабы производства. Следует отметить особое увеличение потребительскогоспросанакондитерские изделия с улучшенными органолептическими свойствами, повышенной пищевой и пониженнойэнергетической ценностью.Учитывая популярность сахаристых кондитерских изделийсреди населения, объектом обогащения продуктов питания биологически активными компонентами может служить карамель. Особый интерес представляютсахаристые кондитерские изделиядлярассасывания,характеризующиеся приятным вкусоми повышеннымкомфортом применения, в сочетании с быстротойвысвобождения и полнотойвсасываниядействующихвеществ. Ранее исследованиямипоказано, что молекулы биологически активных веществ, окруженные сахарным «стеклом», как бы покрываются инертной газонепроницаемой оболочкойипрактически не поддаются химическим изменениям. Важными преимуществами этой группы продуктовявляются относительно большие сроки хранения и хорошая транспортабельность, что расширяет географические возможности ее использования. Однако применение сахарозы,в качестве главного вкусового компонента и консерванта, является неблагоприятным фактором здорового питания,как в целом, так и особенно для некоторых групп населения по состоянию здоровья.Поэтому при конструировании патоку содержащих карамельных изделий в качестве заменителя сахара, авторами предложено применение полиолов, в сочетании с подсластителем растительного происхождения изомальтита и стевиозида.
Бесплатно
Оптимизация способа подготовки жомопрессовой воды в импульсном магнитном поле
Статья научная
Применение импульсного магнитного поля для подготовки экстрагента (жомопрессовой воды) и подбор оптимальных условий обработки.
Бесплатно
Оптимизация условий биосинтеза-маннаназы грибного происхождения
Статья научная
Оптимизированы условия биосинтеза фермента β-маннаназы методом математического моделирования эксперимента. Проведенные экспериментальные испытания подтвердили эффективность оптимизации на основе математического моделирования эксперимента методом наименьших квадратов. При этом активность β-маннаназы, синтезируемой микромицетом Trichoderma harzianum,составила 564,0 ед/мл, что превышает активность фермента на контрольной среде в 2,7 раза. Удельные энергозатраты процесса культивирования снизились на 12 %.
Бесплатно
Статья научная
Применяемое для проведения сульфитации оборудование должно обеспечивать высокую степень утилизации сернистого ангидрида, что должно позволить снизить затраты на производство сахара за счет снижения расхода серы и улучшить экологическую обстановку в районе размещения сахарного завода. Применяемые в настоящее время в качестве типового оборудования жидкостно-струйные сульфитаторы типа А2-ПСК и А2-ПСМ обладают недостатками, основными из которых являются: неудовлетворительная работа при изменении расхода обрабатываемого раствора и выброс в атмосферу неутилизированных продуктов от сжигания серы. Модернизирован типовой жидкостно-струйный сульфитатор с целью повышения производительности без значительных затрат, даже при изменении расхода обрабатываемой жидкости. Положительный результат при работе такого сульфитатора достигается за счет того, что камера смешивания снабжена устройством регулирования проходного сечения отверстий диска, выполненным в виде перемещаемого в ней кольца с прикрепленными к нему конусообразными пальцами. Сульфитатор представляет собой цилиндрический корпус, снабженный сепаратором для разделения сульфитированной жидкости и отработанного газа. К сепаратору с помощью фланцевого соединения прикреплена камера смешивания исходной жидкости и сульфитационного газа, снабженная патрубком подачи сернистого газа, размещенным внутри нее диском, имеющим пять отверстий для образования высокодинамичных струй жидкости и устройством регулирования проходного сечения отверстий диска, выполненным в виде перемещаемого в камере кольца с прикрепленными к нему конусообразными пальцами. Форма пальцев позволяет создать поток жидкости через отверстия диска, протекающий с высокой скоростью и поддерживать постоянное избыточное давление жидкости перед диском в камере смешивания. При изменении количества жидкости, подаваемой на сульфитацию, кольцо с конусообразными пальцами перемещается, и пальцы изменяют проходное сечение отверстий, поддерживая давление производственного сахарного раствора перед диском постоянным. Это способствует улучшению контакта жидкости с газом. Разработанное устройство позволяет повысить эффективность физико-химической очистки жидких полупродуктов сахарного производства.
Бесплатно
Повышение эффективности адсорбционной очистки в процессе II сатурации
Статья научная
Исследование влияния фильтроперлита, используемого в качестве затравочного материала для обеспечения необходимой дисперсности структуры осадка карбоната кальция с развитой площадью адсорбционной поверхности, на завершающей стадии известково-углекислотной очистки производственных сахарных растворов
Бесплатно
Повышение эффективности завершающего этапа известково-углекислотной очистки диффузионного сока
Статья научная
Обоснованы режимы технологических операций, позволяющие повысить эффективность использования гидроксида кальция в процессе очистки диффузионного сока.
Бесплатно
Повышение эффективности использования гидроксида кальция для очистки диффузионного сока
Статья научная
Исследовано влияние факторов известково-углекислотной очистки (ИУО) на эффективность включения в схему промежуточной первой ступени сатурации (1А) с отделением после нее осадка путем фильтрования.
Бесплатно
Подбор оптимальных условий индукции биосинтеза рекомбинантной липазы LipA
Статья научная
Рассмотрено влияние условий биосинтеза (рН, t°, времени культивирования, концентрации IPTG-индуктора, времени внесения IPTG и времени биосинтеза) на получение максимального количества фермента LipA.
Бесплатно
Подготовка экстрагента для процесса диффузии сахарозы методом электрохимической активации
Статья научная
Изучено влияние подготовки экстрагента для диффузионного извлечения сахара из свекловичной стружки. Исследована возможность применения электрохимической активации для подготовки экстрагента. Подобраны оптимальные условия обработки.
Бесплатно
Получение биомассы стартовых культур для биотехнологического производства
Статья научная
Исследовано влияние различных факторов (температуры, рН среды, массовой доли хлорида натрия, биологической совместимости) на жизнедеятельность молочнокислых бактерий. Экспериментально обоснована наиболее эффективная композиция стартовых культур с учётом специфики вырабатываемого цельномышечного мясного продукта.
Бесплатно
Получение и характеристика биокатализаторов на основе иммобилизованных гликозидаз
Статья научная
Ферменты подкласса гликозидаз, расщепляющие поли- и олигосахариды до простых сахаров, имеют большое прикладное значение для различных областей промышленности. К таким ферментам относятся α-L-фукозидаза и β-фруктофуранозидаза. α-L-Фукозидаза расщепляет фукоидан бурых водорослей до фукозы и фукоолигосахаридов. Фукоза обладает пребиотическим, иммунотропным действием, а также широким спектром биологических активностей в организме позвоночных, фукоолигосахариды - антиоксидантными и пребиотическими свойствами. В связи с этим фукоза и ее полимеры могут быть востребованы в пищевой, кормовой и фармацевтической промышленности. β-Фруктофуранозидазa гидролизует сахарозу с образованием инвертного сиропа повышенного качества и биологической ценности, что представляет интерес для сахарной промышленности. С целью интенсификации процессов гидролиза фукоидана и сахарозы за счет более высокой стабильности и возможности многократного использования ферментных препаратов проведена иммобилизация α-L-фукозидазы на хитозане и β-фруктофуранозидазы на ионообменнике марки ФИБАН А-6 адсорбционным методом. Активности иммобилизованных α-L-фукозидазы и β-фруктофуранозидазы составили 80 и 70 % от активности свободных ферментов соответственно. Установлено, что иммобилизованная β-фруктофуранозидаза проявляет максимальную активность при рН 4,0-4,1, иммобилизованная α-L-фукозидаза - при рН 7,0. Оптимальные значения рН иммобилизованных ферментов совпадают с таковыми для свободных ферментов. Оптимальная температура гидролиза субстратов иммобилизованными α-L-фукозидазой и β-фруктофуранозидазой составила 50 и 70 °С соответственно, что на 10 °С и 20 °С выше по сравнению со свободными ферментами. Исследования показали достаточную стабильность иммобилизованных гликозидаз, так при 4-кратном их использовании ферментативная активность снижалась в 1,5 раза; при хранении полученных биокатализаторов в холодильной камере в течение 4-6 месяцев сохранялось 80 % каталитической активности ферментов.
Бесплатно
Получение концентрированного сока сахарной свеклы и перспективы его использования
Статья научная
При разработке технологии получения концентрированного сока сахарной свеклы были апробированы различные варианты получения данного продукта и подобраны рациональные режимы для предложенной технологии. Концентрированный сок сахарной свеклы получают следующим образом: сахарную свеклу моют в моечном агрегате непрерывного действия, инспектируют, гнилую или испорченную свеклу удаляют из цикла, а недостаточно очищенные корнеплоды направляют на повторную мойку. Затем, применив тепловую обработку сахарной свеклы, с нее удаляют кожицу. Очищенные корнеплоды имеют белый цвет. Их измельчают до размеров частиц 3-4 мм, смешивают с подкисленной до рН 3,5-4,0 водой (гидромодуль 1-1,2), затем полученную массу нагревают до температуры 80 0С.Использование подкисленной воды необходимо для предотвращения инициации потемнения. Далее полученную массу сахарной свеклы подают на прессование для получения сока. Отпрессованный сок в зависимости от исходной свеклы содержит 12 % СВ и 1,5-3 % редуцирующих веществ (РВ) от общей массы сухих веществ. Концентрируют сок под разрежением 0,008 мПа при температуре кипения до 60 0С до содержанияСВ 70 %. Благодаря щадящему режиму распад сахаров идет менее интенсивно, продукт получается хорошего качества. При концентрировании одновременно с паром удаляются летучие вещества, которые придают специфический запах, что улучшает вкус и запах сока. При таком режиме процесс гидролиза сахаров идет интенсивно, происходит нарастание редуцирующих веществ до 20 %, цветность увеличивается до 40 ед. оптической плотности. Результаты исследований позволяют рекомендовать полученный продукт в качестве заменителя сахарного сиропа.
Бесплатно
