
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
2023. — Выпуск 4
Содержание:
Одним из ключевых трендов в пищевой индустрии становится разработка продуктов, которые не только характеризуются высоким качеством, но и соответствуют принципам экологической чистоты и энергетически сбалансированы. Бобовые растения изучаются как способ решения проблемы недостаточности белка и формирования адекватного и качественного питания быстрорастущего населения мира. Цель исследования - поиск решений и оценка имеющихся подходов к технологиям переработки растительных белков на примере горохового белка, включая такие этапы переработки, как: экстрагирование, фракционирование, модификация. Экстрагирование белковой фракции сои и гороха на основе традиционных способов уже получило индустриальное решение. В то же время развиваются экоинновационные подходы, объединяющие сверхкритическую экстракцию диоксидом углерода, субкритическую водную экстракцию, методы, основанные на использовании ультразвука, давления, плазмы и пр. Особое значение для рационального и устойчивого производства имеет проблема фракционирования и модификации получаемых в ходе экстрагирования продуктов. Потенциальный спектр использования этих продуктов определяется их функционально-технологическими свойствами, которые напрямую зависят от молекулярных характеристик отдельных белковых фракций. В работе проведен анализ технических решений в области модификации растительного белка, в т. ч. химических, физических и биологических. В зависимости от сути применяемых методов и достигаемых в ходе модификации эффектов определены основные зависимости и ограничения. Рассмотрены вызовы, обуславливающие сложности при подборе и унификации методов экстрагирования, фракционирования и модификации при их применении к различным видам бобовых и даже сортам одного вида. Установлено на примере продуктов поэтапной переработки гороха (мука, концентрат, изолят, отдельные фракции белка), что функционально-технологические свойства продуктов в значительной степени зависят от методов, используемых для их производства, степени изменений белковой структуры, соотношения отдельных фракций белка и их изначальных физико-химических свойств (аминокислотного профиля, структуры, конформации, заряда, гидрофобности, размера и др.).
Ключевые слова
Проектирование пищевых продуктов, отвечающих принципам здорового питания, напрямую сопряжено с поиском новых и/или нетрадиционных ингредиентов, характеризующихся повышенным содержанием пищевых волокон, витаминов, биологически активных веществ. К таким ингредиентам относятся продукты переработки ягод дикорастущих растений - шикши, брусники, клюквы. В работе проведены исследования состава высушенных инфракрасным способом выжимок ягод дикоросов, полученных как вторичный продукт в технологии сока прямого отжима, методом ИК-спектроскопии. Исследование высушенных и измельчённых образцов выжимок ягод шикши, брусники и клюквы методом инфракрасной спектроскопии проводили в диапазоне волновых чисел от 400 до 4000 см-1 на приборе ИК-Фурье спектрометр Bruker Vertex 70 в однолучевом режиме нарушенного полного внутреннего отражения с применением приставки Platinum ATR. Спектральные характеристики демонстрируют достаточно близкий функциональный состав компонентов образцов выжимок дикоросов. Установлено, что основу высушенных образцов выжимок ягод дикоросов составляет целлюлоза. В составе образцов выжимок ягод идентифицированы кислородсодержащие соединения с первичными и вторичными спиртовыми группами, карбоксильными и сложноэфирными группировками, а также азотсодержащие вещества с амидными связями и вторичными аминогруппами. К ним можно отнести углеводы, карбоновые кислоты и их соли, аминокислоты и пептиды, а также витамины. Установлена разница межмолекулярного взаимодействия за счет связывания N-H групп амидных связей пептидов и белков в выжимках клюквы и брусники в сравнении с шикшей. Проведенные исследования подтвердили более ранние исследования вещественного состава выжимок дикоросов и показали целесообразность применения выжимок ягод шикши, клюквы и брусники в качестве ингредиентов при проектировании обогащенных пищевых продуктов.
Ключевые слова
Актуальной проблемой перерабатывающих отраслей промышленности является расширение сырьевой базы и сокращение образования отходов. В обзоре рассмотрены вопросы о перспективах использования нетрадиционного растительного сырья и современных биотехнологических процессов его направленной конверсии в продукты микробного синтеза, обеспечивающие ресурсосбережение и эффективную замену традиционных зерновых культур, на примере спиртового производства. На основе анализа научных публикаций, систематизации и обобщения результатов исследований приведены актуальные данные по влиянию особенностей состава основных полимеров зернового сорго на уровень синтеза этанола и лизина, позволившие выявить значимые характеристики зерна перспективных сортов сорго. Подтверждена возможность комплексного использования многокомпонентного растения сорго (зерно и сок стеблей) не только как сырья для получения этилового спирта, но и как источника углеводов для микробной конверсии их в лизин. Выявлена значимость микробного синтеза в решении экологических проблем спиртового производства, заключающаяся в получении наряду с целевым продуктом дополнительную - кормовую лизино-белковую добавку при культивировании Brevibacterium на средах, содержащих барду, остающуюся после сбраживания сусла дрожжами Sасcharomyces cerevisiae. Показанная возможность комплексной биотехнологической переработки зерна и сока стеблей сорго в этанол и L-лизин создает предпосылки для расширения исследований в области разработки биосинтетических технологий получения других ценных продуктов микробного синтеза на основе использования многокомпонентного растения сорго как субстрата для культивирования промышленных штаммов микроорганизмов - продуцентов функциональных ингредиентов и биологически активных веществ.
Ключевые слова
Широкая распространённость заболеваний сердечно-сосудистой системы приводит к потерям трудоспособности и повышению смертности населения. В настоящее время установлено, что сердечно-сосудистые заболевания и атеросклероз связаны с нарушением липидного обмена холестерина и его фракций. Важное значение в коррекции нарушений липидного обмена имеют медикаментозные методы лечения. Одним из эффективных методов является употребление в пищу продуктов и БАД, снижающих содержание холестерина. К таким продуктам относится облепиховое масло, которое является богатейшим источником моно- и полиненасыщенных жирных кислот и других биологически-активных веществ, улучшающих липидный обмен. В профилактике липидного обмена важная роль принадлежит пробиотическим микроорганизмам. Известно, что микрофлора, населяющая желудочно-кишечный тракт человека, активно участвует в холестериновом обмене. Изменение липидного обмена всегда сопровождается нарушением микробиома желудочно-кишечного тракта. В данной работе изучено облепиховое масло в качестве пребиотика и холестериндеградирующего компонента в сочетании с пропионовокислыми бактериями. По результатам исследований следует, что облепиховое масло способствует увеличению титра пробиотической микрофлоры и обладает холестериндеградирующими свойствами. Определено участие облепихового масла в деградации холестерина пропионовокислыми бактериями. Установлена концентрация облепихового масла 3-5 %, которая повышает выход биомассы и при этом количество клеток пропионовокислых бактерий достигает 1012 К.О.Е. в см3, что подтверждает его пребиотические свойства. Установлено, что при культивировании пропионовокислых бактерий в питательной среде с облепиховым маслом повышается активность трансформации и деградации холестерина. Максимальное количество холестерина разрушается при концентрации облепихового масла 5 % и составляет 75 %. Важно отметить, что пропионовокислые микроорганизмы проявляют выраженную деструктивную активность снижать уровень холестерина в инкубационной среде в зависимости от продолжительности культивирования. Важно отметить, что пропионовокислые бактерии проявляют выраженную деструктивную активность по отношению к холестерину. Наблюдается снижение уровня холестерина в инкубационной среде в зависимости от продолжительности культивирования.
Ключевые слова
В результате реализации научных исследований систематизированы инновационные технологии создания изделий массового потребления повышенной пищевой и биологической ценности, а также продуктов профилактического и диетического назначения на основе расширения и совершенствования сырьевой базы сельскохозяйственной продукции. Цель исследований - разработка технологий производства сублимированных и экстрагированных растительных продуктов из органического сырья, в том числе и дикорастущих растений, в качестве источника биологически активных веществ. Разработаны технологии получения порошков методами экстракции и сублимации. Экстракцию питательных веществ производили спиртом, затем смесь пастеризовали при 50-55 °С, отделяли плотную часть, сгущали, затем производили сушку, упаковку и хранение. Производство порошков осуществляется способом сублимации из мезги, упаковывания и хранения на основе безотходной переработки сырья. Из более 50 образцов порошкообразных экстрактов и сублиматов отобраны 14 вариантов одно-, двух-, трех- и четырехкомпонентных купажей овощных, плодово-ягодных порошков. Получены оптимальные органолептические характеристики сублимированных и экстрагированных продуктов из органического растительного (голубика, малина, ежевика, клюква, облепиха, жимолость, брусника, перец сладкий, паприка, томаты, петрушка, укроп, базилик) и дикорастущего сырья (крапива, мелисса, чабрец), наилучшим образом реализующих полезный комплекс технологических и питательных свойств: производство нового поколения порошкообразных пищевых полупродуктов (композитов), оптимизированных пищевых смесей повышенной биологической ценности. Методом газожидкостной хроматографии определен витаминный состав порошкообразных экстрактов и сублиматов, подтверждающий их высокое качество.
Ключевые слова
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.
Ключевые слова
Технологии эмульсионных пищевых продуктов в большей части ориентированы на применение эмульгирующих компонентов, которые направлены на обеспечение стабильности внутренней матрицы. В качестве альтернативного решения наблюдается растущий интерес к использованию эмульсий Пикеринга, стабилизированным твердыми растительными частицами. Создание пищевых ингредиентов на основе эмульсий Пикеринга строится на возможности их полифункционального применения в технологиях пищевых производств, как заменителей жира, доставки биологически активных веществ, что определяет преимущества в создании продуктов направленного профилактического действия. Цель исследования - детальное изучение возможностей последовательного использования нетепловых воздействий ультразвука при создании эмульсионных пищевых систем на основе биоактивных эмульсий Пикеринга. В данном исследовании проведена оценка кавитационных эффектов ультразвукового воздействия в качестве воздействующего фактора на множественные характеристики стабилизирующих частиц для эмульсий Пикеринга. Разработана методология трехфакторного воздействия для подтвержденной эффективности биоактивных компонентов, используемых для фортификации в эмульсионные пищевые системы. Проведение верификации методологического решения, построенного на поэтапном ведении процессов, обозначенных в методологическом подходе на примере моночастиц (фукоидана, альгината натрия, картофельного крахмала) и в композиционном комплексе с биоактивным экстрактом T. cordifolia (Гудучи) подтвердило их технологическую применимость. В качестве воздействующего фактора применяли нетепловые эффекты кавитации, генерируемые низкочастотным ультразвуком с частотой механических колебаний (22 ± 1,65) кГц и интенсивностью излучения не менее 10 Вт/см2. Сонохимическая трансформация для каждого вида частиц осуществлялась в установленном режиме воздействия, обеспечивала высокую эффективность коррекционных процессов. Использование биоактивной композиции с включением экстракта T. cordifolia обеспечивает повышение показателя АОА при сохранении стойкости эмульсии Пикеринга на основе резистентного крахмала, что определяет перспективность данной композиции. Сформированный в ходе экспериментальных исследований массив данных будет использован для прогностического анализа технологической пригодности новых эмульсий Пикеринга для пищевых эмульсионных систем с добавленной полезностью.
Ключевые слова
В последнее время на продовольственном рынке представлены эмульсионные растительные напитки, которые в коммерческих и маркетинговых целях были названы «растительным молоком», «альтернативным молоком», «заменителями молока» или даже «аналогами молока». В этой работе мы применили модифицированный метод Фолина-Чокальтеу в оценке антиоксидантной емкости (АОЕ) напитков, полученных смешением кофе с эмульсионными растительными напитками в соотношении 1:4 по объему. Определение АОЕ выполняли спектрофотометрическим методом Фолина-Чокальтеу с использованием оригинальной и модифицированной методик анализа. Приведены результаты АОЕ для напитков на овсяной основе с жирностью от 0,5 до 12 %. Модифицированный и оригинальный методы Фолина-Чокальтеу коррелировали между собой в анализе овсяных напитков с различной жирностью (r = 0,92). Добавление 20 % полуобезжиренного молока, овсяного, миндального и соевого напитков не влияло на АОЕ кофе. Добавление аналогичного количества рисового напитка в кофе привело к уменьшению АОЕ последнего на 11 %. Показано, что используемые в составе эмульсионных растительных напитков витамины B2, B12 и D3 не окисляются реагентом Фолина-Чокальтеу и не вносят вклад в измеряемую величину АОЕ. Цианокобаламин в концентрации 500 мг/л не давал аналитического сигнала. Растворенный в подсолнечном масле холекальциферол (40 мг/л) и чистое рафинированное подсолнечное масло давали одинаковый аналитический сигнал. Это исследование продемонстрировало, что эмульсионные растительные напитки не оказывают существенного влияния на антиоксидантные свойства кофе. Однако необходимы дополнительные исследования с привлечением антиоксидантных методов на основе переноса атома водорода и хелатирования металла.
Ключевые слова
Нутригенетический статус характеризует унаследованные варианты генов, контролирующих метаболизм питательных веществ и пищевое поведение, а следовательно, определяющих риски заболеваний, связанных с питанием. Особое значение он приобретает в производственных группах. Например, у шахтеров алиментарный фактор может существенно влиять на механизмы адаптации организма к действию неблагоприятных производственных факторов. Целью данной работы стал анализ распределения полиморфных вариантов генов, контролирующих метаболизм липидов, углеводов и пищевое поведение и его взаимосвязь с индексом массы тела в группе действующих работников угольной шахты. Обследовано 158 шахтеров угольной шахты «Сибирская» (Полысаево, Кузбасс, Россия). Методом полимеразной цепной реакции в реальном времени были изучены полиморфные варианты генов: FABP2 (rs1799883, c.163A>G, p.Thr55Ala), ADRB3 (rs4994 c.190T>C, p.Trp64Arg), ADRB2 (rs1042713 c.46G>A, p.Gly16Arg), PPARG (rs1801282, c.34C>G, p.Pro12Ala), APOB (rs5742904, c.10580G>A, p.Arg3527Gln), APOE (rs429358 c. 388T>C и rs7412 c.526C>T), TCF7L2 (rs12255372 c.552+9017G>T и rs7903146 c.450+33966C>T), ANKK1 (rs1800497, c.2137G>A, p.Glu713Lys), LEPR (rs1137100, c.326A>G, p.Lys109Arg), FTO (rs9939609, g.53786615T>A). Результаты. Установлено, что частота минорных аллелей изученных вариантов соответствует результатам международных многоцентровых исследований, выполненных ранее у европеоидов. Установлено, что с избыточной массой тела ассоциированы варианты гена ADBR3 rs4994 (у мужчин сверхдоминантная модель наследования OR 3.93; CI 95 %: 1.29-11.93; р = 0,04) и FTO rs9939609 (у женщин доминантная модель наследования OR 8.62; CI 95 % 1.75-42.40; р = 0,001).