Пищевые системы. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Статья научная
В работе представлена математическая модель тепло- и массопереноса для вакуумной сушки арахиса с комбинированным теплоподводом. Модель учитывает два основных периода процесса: поверхностного и внутреннего испарения. Для каждого периода составлены уравнения кинетики сушки и теплового баланса, проведена их линеаризация и получены аналитические и численные решения. Результаты моделирования показали, что влагосодержание арахиса снижается с падающей скоростью, стремясь к равновесному значению. Скорость этого процесса возрастает с увеличением коэффициента сушки. На динамику температуры материала существенное влияние оказывают такие параметры, как удельная поверхность теплопередачи, коэффициент теплопередачи и температура нагревателя. Повышение каждого из них приводит к более интенсивному росту температуры продукта. На основе модели решена задача оптимального управления процессом с критериями минимизации продолжительности сушки при ограничении на максимально допустимую температуру материала. Показано, что оптимальный режим заключается в максимально быстром нагреве продукта до допустимого предела с последующим поддержанием этой температуры за счет управляемого изменения температуры нагревателя. Установлено, что реализация оптимального непрерывного или ступенчатого режима существенно сокращает время сушки по сравнению с режимом постоянной температуры нагревателей. Основные выводы работы: разработанная модель адекватно описывает физическую картину процесса вакуумной сушки с комбинированным теплоподводом; определены эффективные стратегии управления теплоподводом, обеспечивающие сокращение продолжительности сушки без превышения допустимой температуры продукта. Полученные результаты имеют практическую значимость для проектирования и оптимизации работы вакуумных сушильных аппаратов.
Бесплатно
Методические аспекты выработки биологически полноценного йогурта
Статья научная
Йогурт отличает сбалансированность по всем элементам питания, особенно по содержанию биологически важных полноценных белков. Более детальное изучение технологических особенностей йогурта, как наиболее популярного и востребованного у потребителей напитка, позволит совершенствовать его технологию и вырабатывать продукт с новыми биологическими свойствами, повысить степень усвояемости. В силу дефицита белка в рационе питания людей актуальным становится продолжение проведения исследований по совершенствованию методологических подходов к технологии производства наиболее популярного у населения молочного напитка. Для потребителей всегда важна консистенция – плотная, густая, без отделения сыворотки. регулирование консистенции йогурта можно добиться технологическими приемами. Цель работы провести исследование факторов, формирующих идентификационные характеристики консистенции биологически полноценного йогурта. В соответствии с целью исследования были сформированы задачи по совершенствованию рецептур биойогурта на базе молочного сырья отечественного производителя. Изучалась роль составных частей молока- белка и жира в составе рецептурной смеси, а также сухого обезжиренного молока в формировании нормативных характеристик консистенции йогурта. Рассматривалась взаимосвязь между рецептурными компонентами и структурно-механическими свойствами кислотного геля йогурта. Химический состав молочной смеси характеризуется наличием молочного жира, который в отвердевшем виде влияет на характер консистенции йогурта. Установлена зависимость, что: с повышением содержания жира йогурт характеризуется как плотный и густой. По всем критериям качества оптимальными дозами в составе йогурта являются: массовая доля жира 2,6–6,1%., сухого обезжиренного молока от 10,5 до 12,5%. Биохимические процессы сквашивания связанные с видом микрофлоры закваски, которые формируют консистенцию йогурта. Для производства йогурта рекомендованы к использованию комбинированные закваски. Активность комбинированного состава бактериальной закваски (St- 3 + AT-5; St - 3 + F-811) позволяет быстрее достичь нормируемых значений кислотности в йогурте и тем самым, сократить технологический цикл производства на 1 час. при наилучших показателях консистенции.
Бесплатно
Методы активной упаковки: сравнительный анализ технологий продления срока годности продуктов
Статья научная
Статья представляет обзор и систематизацию подходов активной упаковки пищевых продуктов с акцентом на механизмы действия и эффективность по ключевым категориям товаров. Цель работы — описать, какие решения (поглотители кислорода и влаги, этилен‐ловушки, антимикробные системы, а также упаковка в модифицированной газовой среде, MAP) обеспечивают наибольшее продление срока годности и снижение микробной нагрузки, и в каких случаях их целесообразно комбинировать. Проведено обобщение экспериментальных данных из рецензируемых публикаций и промышленных кейсов с приведением ориентировочных количественных эффектов. Показано, что O₂-поглотители на основе железа в вакууме или в сочетании с MAP снижают остаточный кислород до сотых процента и продлевают хранение мяса до 21–28 суток; для рыбы отмечено двукратное и более увеличение сроков свежести. Для фруктов и овощей наибольший эффект даёт связка этилен-поглотителя с оптимальным газовым режимом (прибавка 2–4 недели), тогда как для хлебобулочных изделий высоко-CO₂-MAP обеспечивает 14–21 день «без плесени». Влагоабсорбенты уменьшает экссудат и косвенно сдерживают порчу, а антимикробные покрытия добавляют 2–5 дней и дают снижение на 1–2 log. Наилучшие результаты достигаются при комбинировании технологий с учётом чувствительности продукта к кислороду, влаге и рисков анаэробного роста; предложена сводная таблица для практического выбора решений.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена комплексная математическая модель тепло- и массообмена для процесса вакуум-сублимационной сушки высокопористого материала в сверхвысокочастотном (СВЧ) поле. Модель разработана с целью адекватного описания интенсивных и нестационарных процессов, характерных для данного способа сушки. В разделе материалов и методов обоснован учет ключевых особенностей процесса: объемного характера сушки и СВЧ-нагрева, изменяющейся пористой структуры материала, наличия трех форм влаги, а также необходимости анализа полей температуры, влагосодержания и давления. Процесс представлен как совокупность взаимосвязанных элементарных процессов. Основным результатом является система дифференциальных уравнений в цилиндрических координатах, описывающая внутренний тепло- и массообмен с учетом теплопроводности, парообразования, фазовых переходов и СВЧ-нагрева. Система дополнена граничными условиями. Для практических расчетов предложены упрощения, например, пренебрежение переносом жидкости после завершения вспучивания. Конкретизированы подмодели для описания сопутствующих процессов. Предложена эвристическая модель вспучивания, связывающая коэффициент расширения материала с минимальной температурой, и выведены формулы для определения переменного радиуса жгута, объемной концентрации сухого вещества и пористости. Разработана модель фазовых переходов (кристаллизация/плавление) на основе локальных условий и введено слагаемое в уравнение теплопроводности. Для моделирования СВЧ-нагрева предложена формула с учетом селективности поглощения энергии разными компонентами материала. Введен способ аналитической оценки коэффициента диэлектрических потерь через объемные доли компонентов. Главным выводом исследования является создание целостного математического аппарата, позволяющего моделировать сложный процесс сушки с учетом взаимного влияния теплофизических, структурных и электродинамических факторов. Модель обеспечивает возможность анализа распределения ключевых параметров (температуры, влажности, давления) в объеме материала на всех стадиях процесса, что является основой для оптимизации технологических режимов.
Бесплатно
Модель автоматизированной системы тепловой обработки для аппарата по консервированию томатного сока
Статья научная
В статье представлена усовершенствованная модель автоматизированной системы тепловой обработки (АСУТП) для аппарата по консервированию томатного сока. Основное внимание уделено разработке и верификации модели, обеспечивающей оптимизацию управляющих воздействий с целью повышения качества готового продукта при минимальных энергетических и экономических затратах. Методологической основой исследования стали статистические и математические методы, описывающие изменение текстурных характеристик томатного сока в процессе пастеризации. Проведённый анализ термической обработки позволил выявить ключевые параметры, влияющие на сенсорные и микробиологические свойства продукта. Разработанная модель АСУТП апробирована на лабораторной установке с применением современного контрольно-измерительного оборудования и программного обеспечения на базе контроллера Siemens S7–1200 и SCADAинтерфейса. Экспериментально установлены оптимальные параметры пастеризации (85 °C, 5 минут), обеспечивающие сохранение цвета, текстуры и органолептических характеристик при гарантированной микробиологической стабильности. Разработанная адаптивная модель управления позволяет существенно повысить эффективность технологического процесса, демонстрируя снижение энергопотребления на 12-15% при одновременной минимизации отклонений качества продукции менее 5%. Практическая значимость исследования заключается в возможности повышения рентабельности производства за счет сокращения брака на 18-20%, уменьшения энергозатрат и стабилизации качества продукции. Предложенная методология обладает значительным потенциалом для применения при обработке других жидких пищевых продуктов и может быть адаптирована для модернизации существующих производственных линий. Перспективными направлениями дальнейшего развития исследования видятся интеграция с системами Industry 4.0, разработка предиктивных алгоритмов на основе машинного обучения и создание цифровых двойников для различных типов пищевого сырья. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного подхода как с технологической, так и с экономической точек зрения, открывая новые возможности для совершенствования процессов тепловой обработки в пищевой промышленности.
Бесплатно
Нут: функциональные свойства и технологии переработки
Статья обзорная
Нут сорта Хабиб (Cicer arietinum L.) - среднеспелый крупнозёрный сорт, включённый в Госреестр по Центрально-Чернозёмному и Северо-Кавказскому регионам РФ, с содержанием белка до 25%, массой 1000 семян 299-399 г и максимальной урожайностью 44,4 ц/га. Семена нута содержат 17-25% белка (скор незаменимых аминокислот DIAAS 0,67-0,84), крахмал с долей амилозы 32-45%, пищевые волокна 18-22% сухого вещества (СВ), липиды 4-8% СВ с преобладанием линолевой кислоты (43-62%). Функционально-технологические свойства (ФТС) нутовой муки и белковых препаратов: водопоглощающая способность 1,2-2,1 г/г, водоудерживающая 3,5-5,0 г/г белка, эмульгирующая активность 60-75%, минимальная гелеобразующая концентрация 10-14%. Биоактивация семян проращиванием при 20-25°С в течение 48-72 ч снижает содержание антипитательных факторов (АПФ): ингибиторов протеаз на 30-70%, фитатов на 20-50%, олигосахаридов на 40-80%. Проращивание в молочных средах (пахта, сыворотка) при соотношении с водой 1:2 повышает содержание свободных аминокислот в проростках на 15-30% относительно водного контроля. Щелочная экстракция при pH 8-10 с изоэлектрическим осаждением при pH 4,5 обеспечивает выход белковых изолятов с содержанием белка 85-95%; воздушная классификация даёт концентраты 50-65% при сохранении нативных ФТС. Ферментативный гидролиз при степени гидролиза 5-10% улучшает растворимость и ФТС; при степени гидролиза 15-25% образуются биоактивные пептиды с антигипертензивной и антиоксидантной активностью. Пастообразные продукты из биоактивированного нута содержат на 25-40% больше свободных аминокислот, чем необработанное сырьё, при влажности 65-75%. Сравнительный анализ с сортами Приво 1, Триумф, Номинал и Краснокутский 36 подтверждает преимущества сорта Хабиб по крупнозёрности, суммарному белковому сбору с единицы площади и фитосанитарной устойчивости, что обосновывает его приоритетность как сырья для получения белковых препаратов и функциональных пищевых продуктов.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен обзор современных практик устойчивого развития в сахарной отрасли, охватывающий экологические, социальные и экономические аспекты производственной деятельности. Проанализированы международные инициативы и стандарты устойчивого производства сахара, а также примеры внедрения ресурсосберегающих технологий, биоэнергетики на основе жома и систем управления цепочками поставок, показано, что переход к устойчивому производству способствует не только снижению негативного воздействия на окружающую среду, но и повышению конкурентоспособности предприятий на глобальном рынке. Статья подчеркивает необходимость комплексного подхода и межсекторального сотрудничества для достижения целей устойчивого развития в сахарной отрасли. Устойчивое развитие в сахарном производстве – это способность отрасли к конкурентному развитию в условиях вызовов и угроз, обеспечивая социальную справедливость, экономическую эффективность и экологическую безопасность. Устойчивость предполагает сбалансированность факторов производства, ресурсов и потребностей населения в сахаре и сахарсодержащих продуктах. Особое внимание в работе уделено нормативно-правовой базе устойчивого развития в Российской Федерации, включая Указ Президента РФ № 309 (2024 г.) о национальных целях развития на период до 2030 года и национальный проект «Экологическое благополучие», ориентированный на формирование экономики замкнутого цикла. Объектом исследования выступило отечественное свеклосахарное производство в системе устойчивого развития, предметом – современные и альтернативные технические приёмы комплексной переработки сырья и производственных полупродуктов. Рассмотрены конкретные технологические решения, реализуемые на российских предприятиях: мембранные методы очистки (микро-, ультра-, нанофильтрация и обратный осмос), хроматографическая сепарация мелассы с извлечением бетаина чистотой 99,9 %, пиролизная переработка крупнотоннажных твёрдых органических отходов, электрохимическая активация экстрагента, а также озонирование утфеля I ступени кристаллизации, обеспечивающее снижение вязкости на 15,7 % и повышение скорости фильтрации на 22,4 %. Отдельно проанализирован потенциал цифровизации – внедрения цифровых двойников и предиктивного обслуживания – для повышения эффективности и надёжности производства. Проведена оценка представленности предприятий сахарной отрасли в российских ESG-рейтингах и рэнкингах; установлено, что сахарный сегмент отражён в них ограниченно, преимущественно через головные структуры многопрофильных агрохолдингов («Русагро», «Степь», «Продимекс»). Сделан вывод, что устойчивость отрасли достигается не как разовый результат, а как непрерывный процесс адаптации к внутренним и внешним вызовам при сохранении баланса между производственными мощностями, ресурсами и потребностями населения.
Бесплатно
Обогащение рубленых полуфабрикатов в оболочке комплексом пребиотических пищевых волокон
Статья научная
Современные тенденции в мясоперерабатывающей промышленности направлены на создание продуктов с пониженным содержанием жира и обогащённых пищевыми волокнами. В настоящей работе исследована эффективность применения растворимого кукурузного волокна «ИнтенсФлор» и его комбинации с инулином в технологии рубленых свиных купат. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: разработать рецептуру опытных образцов; определить функционально-технологические (ВСС, ЖУС, ВУС, потери при термообработке, выход), физико-химические и органолептические показатели; оценить влияние добавок на рН и перекисное число жира, а также выявить синергетический эффект комбинации компонентов. Контрольный образец изготавливали без добавок, образец КВ содержал только кукурузное волокно, образец КВ+И – комбинацию исследуемых добавок (кукурузное волокно и инулин). Проведение лабораторных исследований осуществляли по стандартизованным методикам. Установлено, что образец с кукурузным волокном обеспечил увеличение водосвязывающей способности на 10,8% (p<0,001), жироудерживающей – на 13,8% (p<0,001), снижение потерь при термообработке на 6,3% (p<0,001) и повышение выхода готовой продукции на 6,3% (p<0,001) по сравнению с контролем. Добавление инулина усилило эффект: водосвязывающая способность возросла на 15,1% (p<0,001), жироудерживающая – на 18,1% (p<0,001), потери сократились на 8,9% (p<0,001), выход увеличился на 8,9% (p<0,001). Содержание жира в образце КВ+И снизилось на 4,7% (p<0,001), калорийность – на 41 ккал/100 г (p<0,001). Таким образом, предложенная комплексная добавка не только улучшает технологические и сенсорные характеристики купат, но и увеличивает устойчивость жира к окислению, продлевая потенциальный срок хранения продукта.
Бесплатно
Обоснование применения хитина и хитозана для псевдокапсулирования рыбных комбикормов
Статья научная
В статье представлено комплексное научное и технологическое обоснование применения хитина и его производного хитозана для создания защитных инертных оболочек (псевдокапсул) на гранулах рыбных комбикормов. Актуальность работы обусловлена необходимостью решения ключевых проблем современной аквакультуры, связанных с потерями водорастворимых нутриентов, окислением липидов и микробиологической порчей кормов, особенно при использовании альтернативных, в том числе растительных, компонентов с высоким содержанием жиров. Авторы доказывают, что хитин, как высокомолекулярный аминополисахарид, полученный из панцирей ракообразных, обладает уникальным сочетанием свойств, делающих его идеальным материалом для псевдокапсулирования. К ним относятся химическая инертность, механическая прочность, термостойкость, нетоксичность, биоразлагаемость и, что особенно важно, выраженные барьерные и антимикробные свойства. Образующаяся хитиновая пленка предотвращает вымывание витаминов, аминокислот и минеральных веществ в воду, защищает жиры от прогоркания, подавляет развитие патогенной микрофлоры (включая золотистый стафилококк) и тем самым существенно увеличивает срок хранения корма. В технологическом аспекте статья описывает усовершенствованный процесс производства, включающий экструзию, вакуумную пропитку гранул жидкими компонентами и финишное нанесение хитиновой оболочки. Это позволяет программировать свойства корма, такие как плавучесть и скорость погружения, и обеспечивает высокую водостабильность гранул, что критически важно для кормления ценных видов рыб (осетровых, лососевых). Практическая ценность исследования подтверждена результатами производственных испытаний на осетровых рыбах. Применение псевдокапсулированных комбикормов позволило повысить усвояемость питательных веществ на 10–12%, увеличить привесы на 10–12% и снизить конверсию корма на 15%. Экономический эффект выразился в сокращении затрат корма на единицу продукции на 8–12%. Представленные рецептуры стартового и продукционного кормов соответствуют физиологическим потребностям рыб, а микробиологический анализ подтвердил их экологическую чистоту и улучшенные санитарные показатели. Таким образом, исследование демонстрирует, что псевдокапсулирование с использованием хитина и хитозана является эффективным инновационным решением. Оно направлено на повышение питательной ценности, сохранности и экономической эффективности комбикормов, что способствует устойчивому развитию индустриальной аквакультуры.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизация противотуберкулезной терапии остается одной из актуальных задач современной медицины. Ингаляционная доставка антибиотиков может способствовать повышению эффективности лечения туберкулеза, поскольку обеспечивает достижение высоких локальных концентраций препарата в легких и снижает риск системных побочных эффектов. Цель исследования – обосновать эффективность ингаляционного противотуберкулезного препарата с пролонгированным высвобождением изониазида методами моделирования фармакокинетики и фармакодинамики. Для описания фармакокинетики были построены многокамерные фармакокинетические модели для перорального и ингаляционного введения изониазида. Параметры модели для пероральной доставки были определены на основании опубликованных данных клинических исследований. Скорость абсорбции для ингаляционной формы была определена по экспериментальным данным проницаемости изониазида через мембрану в системе in vitro. Фармакодинамическая модель учитывала рост и гибель внеклеточной популяции Mycobacterium tuberculosis в зависимости от концентрации препарата. Совмещенное фармакокинетико-фармакодинамическое моделирование показало, что ингаляционная доставка препарата обеспечивает более высокую локальную экспозицию в эпителиальной легочной жидкости при низких концентрациях в плазме и способствует более эффективному подавлению бактериальной популяции, чем пероральный путь. Для дозы 300 мг за двое суток ранняя бактерицидная активность составила (РБА): РБА = 0,568 log10КОЕ/мл/сут (пероральное введение); РБА= 0,677 log10КОЕ/мл/сут (ингаляционное введение, респирабельная фракция (РФ) = 0,6); РБА= 0,688 log10КОЕ/мл/сут (ингаляционное введение, РФ = 1). Общая экспозиция препарата в эпителиальной легочной жидкости (AUC) за 48 часов составила: AUC = 15,31 мг(ч/л (пероральное введение); AUC = 29,06 мг(ч/л (ингаляционное введение, РФ = 0,6); AUC = 48,44 мг(ч/л (ингаляционное введение, РФ = 1). Расчет динамики внеклеточной бактериальной популяции при ингаляционном введении изониазида (15 – 450 мг) позволил определить, что при дозировке 50 – 100 мг изониазида 1 раз в сутки (РФ = 0,6), достигаются значения ранней бактерицидной активности близкие к максимальным. Математическое моделирование подтверждает преимущества ингаляционного пути и служит эффективным инструментом для обоснования доз и разработки ингаляционных лекарственных форм.
Бесплатно
Определение биологически активных веществ в зерне пшеницы и чечевицы
Статья научная
В статье представлен обзор современных методов определения биологически активных соединений в сельскохозяйственном сырье растительного происхождения, охватывающий спектр аналитических подходов — от классических химических и титриметрических методов до высокоэффективных инструментальных техник, включая высокоэффективную жидкостную хроматографию, масс-спектрометрию. Целью исследований являлось проведение анализа существующих методов и выявление наиболее целесообразного для определения биологически активных веществ в исследуемом сельскохозяйственном сырье. Для проведения исследований выбраны образцы пшеницы и чечевицы, выращиваемые в Омской области, модифицированные методами биофортификации, в частности селекцией. Анализ и сравнительная оценка доступных методик позволили обоснованно выбрать наиболее простой и точный метод количественного определения биологически активных веществ в исследуемом сырье, адаптированный к специфике его химического состава - метод определения суммарного содержания фенольных соединений, позволяющий получать более точные данные, а также повысить безопасность работы при сокращении времени экстракции. Что формирует предпосылки для его широкого применения в пищевой промышленности. Согласно полученным данным, исследуемые образцы отличаются высокой белковой ценностью. Итогом стало количественное определение фенольных соединений на начальном этапе в образцах модифицированного растительного сырья. Результаты подчёркивают, что пигментированные сорта зерновых и бобовых обладают повышенной нутриентной и биологической ценностью по сравнению с традиционными и могут быть использованы в качестве функционального сырья при разработке функциональных и специализированных продуктов питания и биологически активных компонентов. Полученные данные по содержанию двух ключевых компонентов — белка и фенольных соединений — могут служить основой для дальнейших исследований, направленных на изучение взаимодействия этих веществ в составе модифицированного сырья. Проведение данных исследований является первой ступенью комплексного эксперимента в рамках разработки многокомпонентного биологически активного компонента – нутрицевтика. Обзор представляет интерес для исследователей, аналитиков и специалистов в области пищевой отрасли, стремящихся к надёжному и эффективному контролю содержания биологически активных веществ в сырье и производству функциональных продуктов питания и биологически активных веществ.
Бесплатно
Оптимизация параметров технологии производства соевого молока
Статья научная
Соевое молоко, произведённое с оптимизацией технологических параметров, характеризуется улучшенными органолептическими и физико-химическими показателями, а также повышенной пищевой ценностью. Соевые бобы являются богатым источником полноценного белка, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, минеральных веществ и биоактивных соединений – изофлавонов, фенольных соединений и природных антиоксидантов. В статье представлены результаты экспериментальных исследований по оптимизации параметров производства соевого молока из районированного высокобелкового сорта сои «Заряница». Особое внимание уделено обоснованию перспективности использования пророщенных соевых бобов для повышения биологической ценности и снижения содержания антипитательных факторов. Представлены результаты математического моделирования зависимости выхода белка от температуры и длительности варки, определены оптимальные параметры экстракции и кинетика накопления целевых компонентов. Разработаны производственные показатели для аналитического контроля качества готового продукта. Показано, что соевое молоко, полученное из пророщенных бобов сорта «Заряница» при оптимальных режимах обработки, может быть рекомендовано в качестве основы для производства функциональных, специализированных и лечебно-профилактических пищевых продуктов.
Бесплатно
Статья научная
Корень солодки (Glycyrrhiza glabra L.) является ценным лекарственным сырьем, содержащим комплекс биологически активных веществ с антиоксидантной активностью. Оптимизация процесса экстракции позволяет повысить эффективность извлечения целевых компонентов. Целью исследования является определение оптимальных параметров экстракции для максимального извлечения фенольных соединений и достижения высокой антиоксидантной активности экстрактов корня солодки. Для оптимизации процесса экстракции использован метод планирования эксперимента по Боксу-Бенкену с тремя факторами: продолжительность экстракции (60-120 мин), гидромодуль (1:10-1:30) и температура (50-70°C). В качестве откликов определяли антиоксидантную активность методом DPPH (АОА, %), содержание общих фенольных соединений методом Фолина-Чокалтеу (ОФС, мг ГК/г) и выход сухого вещества (СВ, %). Статистическая обработка данных проведена с построением математических моделей зависимости откликов от варьируемых факторов. Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость антиоксидантной активности, содержания фенольных соединений и выхода сухого вещества от параметров экстракции. Установлено, что наибольшее влияние на все исследуемые отклики оказывает гидромодуль. Для антиоксидантной активности (Y1) и выхода сухого вещества (Y3) определяющими являются линейный и квадратичный члены гидромодуля. Содержание общих фенолов (Y2) зависит от продолжительности экстракции, гидромодуля и взаимодействия гидромодуля и температуры экстракции. Максимальная антиоксидантная активность (16,4%) и наибольший выход сухого вещества (3,05%) достигаются при продолжительности экстракции 120 мин, гидромодуле 1:10 и температуре 60°C. Методом планирования эксперимента по Боксу-Бенкену определены оптимальные параметры экстракции биологически активных веществ из корня солодки. Полученные математические модели позволяют прогнозировать качественные характеристики экстрактов в зависимости от условий процесса. Результаты исследования могут быть использованы для разработки технологии получения стандартизованных экстрактов солодки с заданными свойствами.
Бесплатно
Оптимизация режимов сушки семян киноа в барабанной сушилке с канальной насадкой
Статья научная
Приводятся результаты экспериментальных исследований первичных технологических процессов переработки семян киноа отечественной селекции на пилотной сушильной установке. Цель исследования – выявить рациональные значения параметров процесса послеуборочной сушки семян в барабанной сушилке непрерывного действия. Объектом исследований являлся процесс конвективной сушки семян киноа отечественной селекции НПО «КВИНОА ЦЕНТР», г. Новокубанск Краснодарского края, сорта Кади, урожая 2024 года. Эксперимент проведен на пилотной установке барабанной сушилки с канальными насадками для поперечной подачи сушильного агента. Изучено влияние на процесс основных технологических параметров (температура и расход теплоносителя, производительность по влажному материалу). Оптимизация сушки проводилась из условия минимизации удельных энергозатрат при достижении влажности семян киноа до 8,0–8,5 % на выходе из сушилки. Многокритериальная задача оптимизации решалась с использованием метода трехфакторного планирования эксперимента Бокса-Уилсона. Дисперсионный анализ проводился по методу ANOVA. Для анализа и визуализации экспериментальных данных использована методология поверхности отклика. Нахождение области оптимальных значений проводилось по функции желательности Харрингтона. Из анализа массива решений установлены рациональные интервалы значений входных факторов: температура теплоносителя на входе в барабан 323–325 град. К; расход теплоносителя 0,312–0,316 м3/с; производительность по влажным семенам 1583,8–1586,12 кг/ч. Применение указанных режимов удаления влаги из семян киноа обеспечивает минимизацию энергозатрат на процесс сушки при требуемых показателях хранения.
Бесплатно
Статья научная
Облепиха (Hippophae rhamnoides L.) является ценным источником биологически активных веществ, в том числе фенольных соединений с выраженной антиоксидантной активностью. Целью исследования являлась оптимизация параметров ультразвуковой водной экстракции ягод облепихи для максимизации выхода фенольных соединений и антиоксидантной активности с использованием метода планирования эксперимента Бокса-Бенкена. В качестве независимых переменных выбраны температура экстракции (50-90 °C), время ультразвуковой обработки сонотродом (0-5 мин в рамках 45 мин общего времени экстракции) и гидромодуль (1:10-1:30). Оценивались три отклика: антирадикальная активность IC50, общее содержание фенольных соединений (ОСФС) по методу Фолина-Чокальтеу и содержание сухих веществ СВ (%). Проведено 15 экспериментов, включая три повтора в центральной точке. Разработаны математические модели второго порядка с высокими коэффициентами детерминации (R² = 0.898 для IC50, R² = 0.983 для ОСФС, R² = 0.889 для СВ). Установлено, что температура экстракции оказывает значимое положительное влияние на IC50 (-2,45) и на ОСФС (+3.74). А гидромодуль на СВ - отрицательное влияние (-1,11). Время ультразвуковой обработки статистически незначимо влияло на все исследуемые отклики. Определены оптимальные параметры: для максимизации FRSA - температура 90 °C, гидромодуль 1:12-15 (прогноз IC50 ≈ 5,4-7,6); для максимизации ОСФС - температура 90 °C, гидромодуль 1:30 (прогноз TPC ≈ 22 мг ГК/г). Разработанные модели могут применяться для промышленного получения экстрактов облепихи с заданными свойствами.
Бесплатно
Статья научная
Томатная паста является важнейшим концентрированным продуктом переработки томатов, широко востребованным в пищевой промышленности в качестве полуфабриката для производства соусов, кетчупов, консервов и широкого спектра других продуктов питания. Перспективным направлением совершенствования технологии сушки томатной пасты является пеносушка с применением инфракрасного (радиационного) энергоподвода, позволяющая интенсифицировать процесс влагоудаления и сохранить качество готового продукта. В качестве пенообразователя и стабилизатора пены предложено использование раствора ихтиожелатина – биополимера, получаемого из отходов рыбопереработки. Рациональная реализация процесса конвективно-радиационной пеносушки требует комплексного изучения оптических и терморадиационных свойств обезвоживаемого материала. В настоящей работе представлены результаты исследования оптических и терморадиационных характеристик пенослоя томатной пасты с добавлением раствора ихтиожелатина в качестве пенообразователя и стабилизатора. Рассмотрены особенности поглощения тепловой энергии инфракрасного излучения оптически тонким слоем продукта (толщиной h ≤ 0,004 м) в диапазоне влажности 0,10 ≤ w ≤ 0,78 кг/кг, при его облучении различными генераторами излучения: кварцевой галогенной трубкой, нихромовой спиралью, металлической плиткой, плиткой газового инфракрасного излучения и трубчатым электронагревателем. Исследования выполнены экспериментально-аналитически с применением спектрофотометра UV-Vis-NIR Cary 5000 (Varian) с приставкой интегрирующей сферы DRA-2500 в спектральном диапазоне 800 ≤ λ ≤ 2 500 нм. Получены зависимости W = f(x, w), Вт/м³ распределения объёмной плотности поглощённой энергии излучения по глубине оптически тонкого пенослоя при объемном (двустороннем) подводе к продукту теплового потока с суммарной плотностью Е = 1680 Вт/м². По результатам анализа полученных зависимостей, а также сопоставления эмиссионных характеристик генераторов излучения и спектральной пропускательной способности пенослоя подтверждена целесообразность применения кварцевых галогенных трубок при напряжении 220 В для обеспечения наиболее равномерного распределения поглощённой энергии по глубине слоя в течение всего процесса влагоудаления. Полученные зависимости применимы для последующего моделирования нестационарных температурных полей в продукте в течение процесса пеносушки томатной пасты при конвективно-радиационном энергоподводе.
Бесплатно
Опыт получения ХС из побочных продуктов переработки пресноводных рыб
Статья научная
Статья посвящена анализу источников, методов получения и биомедицинского потенциала хондроитин сульфата (ХС), с особым акцентом на возможность его экстракции из побочных продуктов переработки пресноводных рыб. ХС, как сульфатированный гликозаминогликан, является ключевым структурным и функциональным компонентом внеклеточного матрикса, играя критическую роль в поддержании здоровья суставов, нейропластичности, регенерации тканей и модуляции воспалительных процессов. Его биологическая активность напрямую зависит от структурных особенностей, таких как степень сульфатирования («сульфатный код»), молекулярная масса и пространственная организация, которые, в свою очередь, определяются источником сырья и технологией выделения. В работе подчеркивается, что традиционное промышленное производство ХС опирается на сырье животного происхождения (хрящи крупного рогатого скота, свиней, кур), что сопряжено с рядом ограничений, включая религиозные аспекты, риски зоонозных заболеваний и нестабильность сырьевой базы. В этом контексте гидробионты, и особенно побочные продукты рыбоперерабатывающей промышленности (скелеты, хрящи, головы), рассматриваются как перспективная и устойчивая альтернатива. Использование такого сырья позволяет решить проблему утилизации отходов и соответствует принципам экономики замкнутого цикла. В статье проводится детальный обзор традиционных (щелочной и кислотный гидролиз) и современных (ферментативный, ультразвуковой, микроволновой, сверхкритическая флюидная экстракция) методов извлечения ХС. Делается вывод, что разработка эффективных и рентабельных технологий получения ХС из рыбных отходов представляет собой актуальную научно-практическую задачу. Такие технологии должны обеспечивать не только высокий выход и чистоту, но и сохранение специфической структуры сульфатированных изоформ, что определяет их терапевтическую эффективность. Внедрение подобных решений позволит расширить сырьевую базу для производства ХС, создать новые цепочки добавленной стоимости в рыбной отрасли и удовлетворить растущий рыночный спрос на функциональные нутрицевтики и биомедицинские материалы с предсказуемыми свойствами.
Бесплатно
Статья
Цель работы заключается в разработке технологии напитков, полученных с применением нетрадиционного сырья для потребителей с заболеваниями органов пищеварения и исследовании физико-химических показателей полученных изделий. Для проведения исследования использован комплексный подход, включающий анализ научной литературы, в том числе возможность потребления пивных напитков населением с проблемами желудочно-кишечного тракта, а также изучение технологии производства напитков функционального назначения. Объектом исследования являлись образцы напитков, полученные с применением солода из киноа, порошка из топинамбура, соков ягодных и овощных. Изучены технологические процессы, позволяющие получить пивные напитки с объемной долей спирта 2,5-3,0 %. Физико-химические исследования, а именно экстрактивность, цвет, активная (рН 5,2) и титруемая кислотность, показатели, что все разработанные образцы напитков соответствуют нормативным значениям для данного вида продукции. Установлено, что органолептические показатели напитков имеют сбалансированный вкусо-ароматический профиль, обусловленный входящим в их состав солода из киноа, порошка из топинамбура и ягодными и овощными соками, такими как абрикосовый, брусничный, тыквенный и морковный. Исследование показало возможность применения солода из киноа и порошка из топинамбура для создания специализированных продуктов питания. Разработанная технология позволяет не только удовлетворить потребности некоторых групп населения, но и расширить ассортимент изделий за счёт выпуска функциональных, безглютеновых напитков с улучшенным нутриентным составом. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оптимизацию вкусового баланса, изучению стабильности и сроков хранения данных продуктов, а также на оценку их пребиотического эффекта в опытах in vivo.
Бесплатно
Статья научная
Актуальной темой для пищевой промышленности является продление срока годности продукции с сохранением всех её свойств. Осуществление этой цели достигается на данное время в основном с помощью синтетических консервантов. Но при этом они имеют негативное воздействие на здоровье человека, и это привело к тому, что потребители стали искать продукты с более экологичным и «чистым» составом. Натуральные консервирующие вещества могут стать решением данной проблемы, ведь даже при больших концентрациях по сравнению с синтетическими они безопасны для людей. Для их создания можно использовать отходы после производства такой продукции из растительного сырья, как соки, пюре, овощные консервы, томатной пасты. Это делает натуральные консерванты и более экономичными, и экологичными. Благодаря высокому содержанию биологически активных веществ, в особенности фенольных соединений, растительные экстракты могут проявлять антиоксидантные, антимикробные способности, продлевая срок годности продукции и замедляя рост микроорганизмов. Фенолы и флавоноиды являются вторичными метаболитами, которые содержатся во фруктах, семенах и листьях растений и обладают широким спектром полезных свойств для здоровья благодаря их защитным свойствам против окисления и роста нежелательных микроорганизмов. Так, экстракты апельсиновой корки, облепихового сока и зеленого чая показали высокую антиоксидантную и антимикробную активность. Положительный эффект и польза растительных биологически активных соединений откроют перспективы для создания полезных, недорогих и безвредных для здоровья пищевых консервантов. В будущем возможно продолжение изучения экономических и экологических выгод от использования биоактивных соединений растительного происхождения при производстве натуральных консервантов для пищевой промышленности.
Бесплатно
Статья научная
Нарушения в составе кишечной микробиоты (дисбиоз) могут способствовать развитию ожирения, поскольку они негативно влияют на эффективность усвоения энергии и метаболические процессы в организме. Одним из перспективных терапевтических направлений в контексте улучшения кишечного гомеостаза является применение пробиотических добавок. Настоящее исследование было направлено на комплексную оценку влияния пробиотического штамма Streptococcus salivarius на кишечник добровольцев с ожирением. С помощью высокопроизводительного секвенирования на базе платформы DNBSEQ-G50 были получены микробиомные профили добровольцев до и после приема пробиотической добавки, содержащей бактериальный вид S. salivarius. Был проведен анализ альфа-разнообразия, используя меры разнообразия наблюдаемых видов и индекс Шеннона. Статистически значимых различий не выявлено. Анализ бета-разнообразия показал наличие кластеризации между исследуемыми группами, однако, статистически достоверных различий не обнаружено. Дифференциальный анализ численности выявил статистически значимые различия на видовом уровне между микробиомом добровольцев до и после приема пищевой добавки. У добровольцев после приема добавки наблюдалось снижение содержания видов: Phocaeicola vulgatus (8,469% ± 2,884 против 3,460% ± 0,864, p=0,013), Yeguia hominis (0,017% ± 0,005 против 0,007% ± 0,004, p=0,017). Напротив, относительная обильность таксона GGB2970 SGB3952 (Firmicutes) увеличивалась на фоне приема пробиотической добавки относительно данных полученных изначально до добавки (0,043% ± 0,012 против 0,087% ± 0,009, p= 0,001). Снижение относительной представленности Phocaeicola vulgatus и Yeguia hominis при увеличении GGB2970 SGB3952 указывает на направленное изменение таксономического профиля микробиоты. Направление сдвигов можно охарактеризовать как потенциально благоприятное. Однако физиологическая значимость этих изменений требует дальнейшего изучения, включая анализ функционального потенциала микробиоты и ассоциаций с клиническими параметрами.
Бесплатно
