Уникальная способность бактерий Pseudomonas расти в присутствии додецилсульфата натрия (SDS) позволяет использовать их при создании промышленных биопроцессов, не предполагающих стерилизации сред. Механизмы, обеспечивающие толерантность к SDS можно условно разделить на три группы: процессы агрегации, включающие продукцию защитных экзополимеров и адгезинов, модификацию мембран и синтез ферментов, расщепляющих алкилсульфаты. Образование агрегатов регулируется с помощью различных механизмов, таких как трансдукция SiaABCD и продукция циклического монофосфата дигуанозина, который инициирует синтез компонентов матрикса (углеводов, нуклеиновых кислот и белков). Также клетки могут модифицировать жирные кислоты, входящие в состав мембранных фосфолипидов, чтобы снизить растворимость компонентов билипидного слоя в ядрах мицелл додецилсульфата. Для расщепления SDS в периплазматическом пространстве и цитозоле псевдомонадами продуцируются сульфатазы, принадлежащие трем различным группам. Наличие этих ферментов обеспечивает динамическое равновесие между диффузией SDS внутрь клетки и его разложением, что предохраняет компоненты цитозоля от действия высоких концентраций додецилсульфата. Все три группы механизмов устойчивости бактерий Pseudomonas к SDS хорошо изучены, однако усиление или подавление этой толерантности путем варьирования условий культивирования все еще является трудной задачей. На сегодняшний день известно только два способа подавления толерантности к додецилсульфату, которые не приводят к немедленной гибели клеток. К ним относятся ингибирование клеточного дыхания, которое предотвращает образование агрегатов и добавление к культурам клеток легко метаболизируемого субстрата (например, углеводов), который замедляет продукцию сульфатаз.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
2022. — Выпуск 1
Содержание:
В последние годы эмульсии Пикеринга привлекли широкое внимание исследователей всего мира благодаря своей повышенной физической и химической стабильности и множеству возможных применений по сравнению с традиционными эмульсиями. На сегодняшний день существует большое количество подходов для создания эмульсий Пикеринга, в которых чаще всего для стабилизации применяют неорганические и органические частицы. При этом частицы неорганической природы ограничены по свойствам, в частности они не способны к биоразложению и практически усваиваются в организме человека, а органические частицы имеют высокий молекулярный вес. В статье представлен обзор литературных данных по описанию отличительных особенностей эмульсий Пикеринга, а также основных факторов, влияющих на их свойства и качество (смачиваемость, форма и размер частиц). Рассмотрены виды частиц природного происхождения, используемых в качестве стабилизаторов пищевых эмульсий Пикеринга (частицы полисахаридов, частицы на основе белка, частицы флавоноидов, сложные частицы (комплексы) и твердые липидные наночастицы). Обозначены будущие тенденции по применению эмульсий Пикеринга в пищевых системах (молочных и мясных продуктов, майонезов). Важным является поиск стабилизатора, обладающего не только необходимыми физическими свойствами, но и повышенной биологической активностью, а также безопасного способа его модификации. Исследования в этой области позволят разработать новые ресурсосберегающие технологии, что является задачей, востребованной как в экономике, так и в социальной сфере. Поскольку это позволит обеспечить решение задач, связанных с расширением ассортимента биопродуктов, обладающих заданной технологической функциональностью и безопасных для потребителя.
Ключевые слова
В Казахстане не налажена эффективная технология глубокой переработки плодоовощной продукции, в том числе и томатов, а имеющиеся технологии не совершенны, следовательно, спрос на подобные продукты падает. Следовательно, разрабатываемый проект, связанный с технологией переработки томата и получения из выжимок сухого порошка, содержащего биологически активные вещества, с целью обогащения пищевых продуктов, является весьма актуальным. Целью работы является разработка технологии глубокой переработки районированных сортов томатов после их переработки для получения из выжимок ликопинсодержащего сухого порошка с целью обогащения пищевых продуктов. В результате проведённых исследовательских работ для разработки технологии получения высокоценного ликопинсодержащего сухого порошка отобраны районированные сорта томатов, выведенные в Казахском научно-исследовательском институте картофелеводства и овощеводства, в частности такие сорта, как: «Лидер», «Самаладай», «Мечта», «Сюрприз», «Чудесный» и «Янтарь». Для разработки технологии получения высокоценного ликопинсодержащего сухого порошка отобраны 3 районированных сорта по наибольшему содержанию β-каротина, т. е. сорта: «Самаладай» с содержанием каротина 1,43 мг/100 г, «Лидер» - 1,16 мг/100 г и «Янтарь» - 0,91 мг/100 г, которые в последующем будут дополнительно изучены и использованы для разработки технологии глубокой переработки томата, для получения из выжимок БАВ - ликопина сухого порошка, пригодного для обогащения пищевых продуктов. Область применения: пищевая и перерабатывающая промышленность.
Ключевые слова
В статье представлены результаты проведения патентно-информационных исследований с изучением научно-технической литературы отечественных и зарубежных исследователей, с проработкой материалов интернет-ресурсов, имеющихся статистических данных по переработке и разработке технологий получения плодоовощных джемов, пюре, соков из плодов и овощей (яблок, моркови, столовой свеклы и др.), обогащенных экстрактом пектина из вторичного сырья сахарной промышленности. При этом установлена абсолютная новизна в Республике Казахстан проводимых нами по разработке технологий получения плодоовощных джемов, пюре, соков из плодов и овощей (яблок, моркови, столовой свеклы и др.), обогащенных экстрактом пектина из вторичного сырья сахарной промышленности. В результате проведённых исследовательских работ для разработки технологии изготовления джема, пюре и соков с функциональными, биоэкологическими и естественно-оздоровительными свойствами отобраны 3 районированных сорта яблок, в частности, «Голден Делишес», «Стар-кримсон», «Айдаред», 1 сорт моркови «Алау», 1 сорт свеклы «Бордо», 1 сорт сливы «Стенли» и 2 сорта смородины: «Золотистая», «Алтайская», которые по содержанию пектинового экстракта позволят составить более приемлемые их композиции, чтобы достичь эффективного сбалансированного состава целевого продукта по биологически активным веществам.
Ключевые слова
Анализ открытых источников научных и статистических данных научных исследований позволяет говорить, что в настоящее время развитие продовольственного рынка направлено на полновесное применение традиционного сырья для получения продуктов питания с улучшенными потребительскими достоинствами. Поэтому вполне обоснованы основные тенденции, направленные на использование всех составных частей зерна, минимизацию потерь и максимальное использование пищевых компонентов зернового сырья. Вышесказанное подтверждает целесообразность использования зернового сырья в технологиях новых методов получения сырьевых ингредиентов. Целью данного исследования являлось получение ферментированного растительного ингредиента на основе пророщенного зерна пшеницы и оценка его применимости в технологии молочных продуктов. В работе использовали разные подходы применения ферментированного растительного ингредиента. Предлагается вводить полученный сырьевой ингредиент на двух этапах производства: 1) в массу сырного зерна при формировании головки перед прессованием и 2) на этапе отделки головки сыра, путем нанесения на поверхность. В исследованиях доказано, что разработанный сырьевой ингредиент обладает антиоксидантными свойствами и имеет более низкое содержание фитиновой кислоты, что способствует усвоению содержащегося в нем железа. Внесение сырьевого ингредиента в сырное зерно позволяет получить нежную структуру сырного теста, при разжевывании ощущается присутствие частиц сырьевого ингредиента, не ухудшающее восприятие полученного продукта. Во втором варианте сыра при нанесении сырьевого ингредиента на поверхность сырной головки сохраняется целостность формы, отмечается наличие нежной, в меру плотной структуры сырного теста. Полученные результаты комплексного исследования доказывают эффективность использования полученного ферментированного сырьевого ингредиента на основе пророщенного зерна пшеницы в качестве дополнительного пищевого сырья при производстве мягких сыров с целью расширения ассортиментной линейки выпускаемой продукции, создания продуктов натурального происхождения, обладающих повышенной пищевой ценностью, а также увеличения выхода готовой продукции из молочного сырья.
Ключевые слова
Целью настоящего исследования стало изучение возможности и целесообразности использования инновационной упаковки для хранения напитков функционального назначения, в том числе обогащенных антиоксидантами. Используемая в исследованиях упаковка разработана ООО «АДК Технологии» и позволяет осуществить хранение биологически активного вещества в сухом виде отдельно от жидкой системы продукта в непрозрачном пластиковом отсеке крышки, предотвращая, таким образом, нежелательные процессы деградации биологически активного вещества при хранении напитка. В настоящем исследовании в качестве функционального ингредиента антиоксидантного действия использовался флавононол дигидрокверцетин. Для оценки эффективности упаковки исследуемые образцы напитков, контрольного и обогащенного, подвергали процедурам ускоренного старения с корректировкой двух факторов воздействия: температуры и света. В рамках исследования была проведена оценка стойкости напитка к помутнению (прозрачности), определена массовая доля флавоноидов в пересчете на дигидрокверцетин и антиоксидантная активность DPPH методом. Результаты показали, что применение инновационной упаковки для хранения функциональных напитков позволило обеспечить абсолютную стабильность определяемых показателей. Так, снижение прозрачности через 72 часа в условиях ускоренного старения (что эквивалентно 6 месяцев хранения в рекомендуемом режиме) было зафиксировано в 1 балл, тогда как при использовании традиционной упаковки коллоидные процессы активно протекали уже после 48 часов хранения. При использовании инновационной упаковки снижения массовой доли флавоноидов и антиоксидантной активности напитков зафиксировано не было. Тогда как применение традиционной упаковки привело к потере количественного содержания дигидрокверцетина и снижению значения антиоксидантной активности более чем на 30 %. Полученные в ходе проведенных исследований результаты показали целесообразность использования инновационной упаковки ООО «АДК Технологии» для обеспечения стабильности показателей качества безалкогольных напитков и сохранения их функциональных свойств в течение заявленного срока хранения.
Ключевые слова
В животноводстве и птицеводстве есть два вида отходов: продукты жизнедеятельности животных (моча, помет) и остатки от разделки животных (потроха, перья, кости). Каждый вид отходов является перспективным сырьем для получения ценного белково-пробиотического концентрата путем биотехнологической переработки в составе питательной среды при глубинном культивировании микроорганизмов. На птицефабрике перья, клювы, потроха, кости перерабатывают в перьевую муку, гидролизат которого может быть использован в качестве такого сырья для получения ценного концентрата как кормовой добавки. В данной работе предложена биотехнологическая переработка отходов птицеводства в пробиотическую кормовую добавку. Целью работы являлось получение и оптимизация новой питательной среды на основе гидролизата перьевой муки для эффективного культивирования Bacillus subtilis с целью получения ценного белково-пробиотического концентрата. На первом этапе был выполнен комплекс исследований и проведена оценка основного компонента питательной среды для глубинного культивирования - гидролизата перьевой муки (содержание общего азота, аминного азота, минеральный состав, аминокислотный состав). Далее были подобраны и получены новые питательные среды с ГПМ (гидролизатом перьевой муки) как источника аминного азота, после которого проводили культивирование Bacillus subtilis на питательной среде с содержанием аминного азота не менее 4 г/л. Аминокислотный и минеральный составы после гидролиза были улучшены, так как была достигнута оптимальная концентрация аминного азота, который использовали в качестве компонента питательной среды. После этого было проведено культивирование Bacillus subtilis на новых питательных средах с получением ценного белково-пробиотического продукта. Полученный осветленный жидкий продукт не уступал в ростовых и накопительных (по биомассе) характеристиках таким продуктам, как соевый и кукурузный ферментативный гидролизат. Таким образом, полученный гидролизат может быть использован в качестве источника азота при приготовлении питательной среды.
Ключевые слова
Целью работы являлась разработка и обоснование базовой структурной схемы получения пищевых систем функциональной направленности. В результате чего получена формализованная схема способов трансформации, направленных на обогащение пищевых систем функциональными пищевыми ингредиентами (ФПИ). Начальная стадия обогащения начинается с насыщения сырьевых и полуфабрикатных пищевых систем путем поглощения ФПИ (абсорбция, адсорбция и пр.), а также путем их извлечения из пищевой системы (растворение, экстракция, кристаллизация). Это достигается путем кинетической трансформации (биологическая, биохимическая, биофизическая и пр.). Физическая трансформация (термическая, механическая) путем концентрирования также способствует насыщению при помощи сушки, выпаривания, выделения, добавления и других процессов. Разработана формализованная структурно-функциональная модель получения пищевых систем, обогащенных пищевыми добавками на основе сои, путем соответствующей трансформации. Данная модель включает последовательные этапы насыщения пищевой системы путем поглощения, обезвоживания, экстракции и других процессов. Реализация данных процессов описывается системой уравнений, которые характеризуют пищевую систему как последовательно насыщаемую ФПИ непрерывно или дискретно до их значимых количеств. В качестве примера использования биотехнологической трансформации с использованием разработанной модели насыщения пищевой системы ФПИ описан процесс получения обогащающей пищевой добавки на основе пророщенного соевого сырья. В данном случае насыщение пищевыми волокнами и минеральными веществами происходит на стадии проращивания в минерализованной водной среде при набухании соевого зерна и в процессе его сушки. В качестве примера физико-химической трансформации и насыщения пищевой системы пищевыми волокнами представлен дезинтеграционно-экстракционный процесс, используемый при приготовлении продуктов с применением коагуляции белковых веществ в водной среде. Таким образом, обогащение пищевой системы можно определить при помощи уравнений, описывающих процесс насыщения ФПИ (пищевые волокна, минеральные вещества, витамины и др.) в ходе биотехнологической и физико-химической трансформации.
Ключевые слова
Цель научно-исследовательской работы - разработка технологических аспектов получения ферментированных напитков антиоксидантной направленности на основе зернового сырья. Объектами исследований являлись образцы растительных напитков на основе зерна ячменя. Для микробной ферментации напитков использовали пробиотические закваски, выпускаемые ООО «Пропионикс»: концентрированную микробную массу штамма Propionibacterium freudenreichiisubsp. Shermanii КМ 186 и бактериальный концентрат Bifidobacterium longum B 379M. Установлено, что наиболее интенсивно активная кислотность снижалась через 6-8 часов ферментации и достигала через 10 часов значений 4,38-4,60. Пропионовокислые бактерии наиболее интенсивно накапливают кислотность как при индивидуальном применении, так и в синергизме с бифидобактериями. Процесс ферментации оказал значительное влияние на изменение структуры растительных напитков. При сквашивании комбинированной закваской вязкость напитков возросла на 53,4 % относительно вязкости неферментированных напитков. Наблюдаемые закономерности связаны с синергетическим действием микроорганизмов в направлении гидролиза структурных полисахаридов и синтеза экзополисахаридов. Наибольшая концентрация полифенольных соединений установлена в напитках, ферментированных Propionibacterium freudenreichii (1,26 мг-GAE/ мл) и комбинацией Propionibacterium freudenreichii и Bifidobacterium longum (1,24 мг-GAE/ мл). Антиоксидантная активность напитков на основе зерна ячменя находилась в пределах 71,0-100,7 %. Выявлена закономерность возрастания DHPPI активности напитков, ферментированных микроорганизмами, на 20,4-41,8 %. Установлено, что при сквашивании растительного сырья микроорганизмами наблюдается возрастание содержания сухих веществ в напитках на 14,5-28,5 %, белковых компонентов - на 21,7-28,3 % относительно неферментированного напитка. В научном исследовании были обоснованы технологические параметры получения ферментированных напитков на основе зерна ячменя. Установлено, что ферментация напитков пробиотическими культурами микроорганизмов положительно влияет на формирование структуры и пищевой ценности продукта, эффективно увеличивает антиоксидантную активность и содержание полифенольных соединений.
Ключевые слова
Функциональные продукты питания позволяют потребителю заботиться о себе без использования таблеток и биологических добавок. Лидирующую позицию среди таких товаров занимает сегмент молочных и кисломолочных продуктов, обогащенных различными биоактивными растительными добавками. Одним из возможных компонентов при производстве йогурта может стать такая ценная пищевая овощная культура, как свекла столовая (Beta vulgaris L.), которая содержит в своем составе комплекс веществ с доказанными полезными свойствами. Целью настоящей работы являлось исследование влияния порошка свеклы в качестве обогатителя при производстве функционального кисломолочного продукта. В ходе работы были получены образцы йогурта с различной концентрацией растительной добавки в виде порошка свеклы, которую вносили после пастеризации молока, до внесения заквасочной микрофлоры. Обнаружено, что использование порошка свеклы в качестве обогатителя при получении йогурта позволяет сократить продолжительность процесса сквашивания молока. Был проведен контроль качества полученных образцов йогурта по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям, а также их дегустация с привлечением добровольцев. Установлено положительное влияние внесенной растительной добавки на внешний вид, консистенцию, вкус кисломолочного продукта. Добавление порошка свеклы привело к снижению степени синерезиса и повышению водосвязывающей способности молочного сгустка йогурта. Была рассчитана пищевая ценность полученных образцов йогурта, а также проведено сравнение изменения степени удовлетворения суточной потребности в микроэлементах, количественно доказано увеличение концентрации железа в образцах, содержащих порошок свеклы. Установлена рекомендуемая оптимальная концентрация порошка свеклы в йогурте в пределах 0,250-0,375 %.
Ключевые слова
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.
Ключевые слова
Биоразложение материалов в природе - это сложный биохимический процесс преобразования сложных веществ, состоящий из трех стадий: трансформация (незначительные изменения молекул исходных материалов), фрагментация (разложение сложных молекул на более простые соединения), минерализация (превращение сложных веществ до простых соединений). Динамичность различных групп микроорганизмов, присутствующих в почве, обусловлена преимущественно условиями увлажнения почв и температурным фактором и сопряжена с химическим составом материалов как источников их питания. Данные факторы следует учитывать при создании биоразлагаемых материалов из органического сырья, так как процесс биоразложения во многом определяет их экологичность для биосферы. Относительно технологического процесса получения биоразлагаемых экоматериалов на процесс деструкции оказывает влияние состав композита, из которого был получен пленочный материал и те приемы, которые определяют свойства конечного продукта. Целью данного исследования стало исследование процессов биоразложения и оценка характеристик приготовленных образцов пленочного материала при различном соотношении основных сырьевых компонентов. Для опытных образцов были использованы следующие полисахариды: крахмал картофельный (КК) и целлюлоза льняная (ЦЛ) с разным соотношением в опытных пробах. Основными критериальными показателями были определены: структура поверхности, паропроницаемость, водопоглощение, биоразлагаемость. Исследования показали различия у образцов в показателях, при этом наилучшие показатели были установлены для образца при использовании в составе основных ингредиентов КК:ЦЛ в соотношении 1.5:0.5. Даже при визуальном восприятии полученные пленочные материалы могут быть рекомендованы для использования в качестве упаковки для сухих пищевых продуктов.
Ключевые слова
Современная система полноценного питания сельскохозяйственных животных подразумевает научно-обоснованное балансирование рационов кормления по питательным веществам, энергии, макро-, микроэлементам и витаминам. По данным многочисленных исследований установлено, что на продуктивность сельскохозяйственных животных, в том числе и дойных коров, наибольшее влияние оказывает обеспеченность их полноценными кормами. Достигается это за счет сбалансированности рациона для животных. Потребность животноводства в комбикормах очень велика. Концентрированные (зерновые) корма при скармливании их животным в отдельном виде не удовлетворяют потребностей организма животных в питательных веществах, так как в них не содержится полного набора требуемых питательных веществ. Для повышения эффективности использования кормовых ресурсов в Республике Казахстан целесообразно концентрированные корма заменить комбикормами. Важным источником различных питательных веществ для сельскохозяйственных животных являются вторичные ресурсы перерабатывающих отраслей промышленности: кукурузный корм, кукурузный глютен, свекловичный жом, меласса, шроты и жмыхи. Активно внедряются в практику кормления разнообразные биологически активные вещества, в том числе препараты про- и пребиотического действия, предназначенные для повышения продуктивности животных. В рецептах кормовых добавок для дойных коров содержание отрубей пшеничных составляет до 53,9 %, кукурузного корма - 8 %, соевого шрота - 5 %, мелассы от 5 до 10 %, кормового цеолита - 5 %, сухого свекловичного жома - до 15 %, поваренной соли - 2 % и препарат пробиотического действия - 0,1 %. Включение в рационы дойным коровам кормовой добавки в количестве 20 и 25 % по массе в состав комбикормов взамен зерновой части оказывает положительное влияние на усвояемость кормов, способствует повышению молочной продуктивности до 6,2-7,2 % на 4,8-5,6 % по сравнению с контрольной группой.