Рассматриваются биотехнологические аспекты производства гидролизованных биомасс пептидных ультрализатов с использованием селективных бактерий: Bifidobacterium adolescentis; Bifidobacterium longum; Bifidobacterium breve; Bifidobacterium bifidum; Bifidobacterium animalis; Lactobacillus plantarum; Lactobacillus salivarius; Lactobacillus rhamnosus; Lactobacillus casei; Lactobacillus helveticus; Lactococcus lactis; Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis; Lactobacillus acidophilus; Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus; Streptococcus thermophiles; Propionibacterium freudenreichii; Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum. Бактериальные культуры получены в лиофилизованном виде из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. Биотехнология включает: первичную генерацию бактерий с культивированием микроорганизмов в термостате; приготовление инокулята с добавлением первой генерации; приготовление бактериальной биомассы, хранение которой должно быть не более 7 суток при 4-10 °С, количество бактерий должно находиться на уровне не менее 1•109 КОЕ/мл; приготовление жидкого лизата в реакторе с внесением фермента и отделением биомассы, продукт должен храниться не более 4 суток при температуре 4 °С. После добавления защитной среды в биомассу бактерий продукт направляют на распылительную сушку с регулируемыми температурными параметрами. Готовый продукт фасуется в пакеты из алюминиевой фольги и полиэтилена, хранится (сухая форма) в течение 3 лет при 25 °С и влажности не более 60 %. «Ультрализат пептидный» состоит из продуктов физико-ферментативного расщепления пробиотических клеток, является метабиотиком, может использоваться в производстве пищевой, косметической продукции, а также в технологиях с агрессивными технологическими режимами обработки.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии
2024. — Выпуск 4
Содержание:
Разработка технологий использования вторичных ресурсов в производстве пищевых продуктов является одним из перспективных и значимых направлений исследований науки и практики для пищевой промышленности. Поиск технологических возможностей переработки отходов мясного сырья с высоким содержанием соединительной ткани, обладающих технологическим потенциалом, является актуальным для предприятий мясной отрасли. Разработана технология получения коллагенсодержащей пищевой добавки (КСПД) на основе вторичного сырья и ферментолизата, применимого в технологии мясных пищевых систем. В качестве ферментативного препарата использовалась протеаза из слизи горбуши, а субстратами для ее культивирования служили на первом этапе чешуя, плавники и кожа горбуши, а затем кожа цыплят-бройлеров. Определены оптимальные условия ферментолиза: рН 8,0, гидромодуль 1:3, температура (40 ± 3) °С, время обработки 2 часа, которые позволили эффективно модифицировать коллагеновые структуры и способствовали биоконверсии соединительных элементов. Полученная пищевая добавка с содержанием коллагена 64 % рассматривается для обогащения мясных продуктов. Эффективность КСПД оценивали на основе результатов, полученных при проведении физико-химических и органолептических испытаний образцов мясного фарша. Внесение добавки способствовало повышению массовой доли белка до (20,4 ± 0,4) %, снижению массовой доли жира до (13,5 ± 1,0) % и увеличению влагоудерживающей способности - массовая доля влаги (64,7 ± 1,3) %. Таким образом, предложенная технология может быть использована в пищевой промышленности в технологии мясных продуктов, что отвечает актуальным задачам по рациональному использованию низкосортного сырья и ресурсосбережению, входящим в перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021-2030 годы, утвержденных распоряжением Правительства РФ от 31 декабря 2020 г. № 3684-р.
Ключевые слова
Целью работы было получение и детальный анализ сахаристого крахмалопродукта (мальтодекстрина). Изучали влияние декстрозного эквивалента (DE) на свойства мальтодекстрина, который представляет собой промежуточный продукт расщепления растительного крахмала путем кислотного и/или ферментативного контролируемого гидролиза. Мальтодекстрины состоят из d-глюкозных единиц, соединенных (1-4) глюкозидной связью, что дает полимеры d-глюкозы переменной длины и, следовательно, разной молекулярной массы. Количество содержания восстанавливающего сахара определяется эквивалентным значением декстрозы (DE), которое рассчитывается на основе сухого веса. Мальтодекстрины представляют собой смесь сахаридов со значением DE от 3 до 20. Крахмал ассоциируется со значением DE, равным нулю, а глюкоза - со значением DE, равным 100. Методы исследования данной работы включали в себя органолептические исследования по общепринятой методике постоянного титра Лейна и Эйнона, значение декстрозного эквивалента (DE) определяли методикой согласно pat. US 5886168. Исследование морфологической структуры проводилось методами сканирующей электронной микроскопии. В качестве объектов исследования использовали мальтодекстрин, полученный из картофельного крахмала, и мальтодекстрин, полученный из кукурузного крахмала. Основными преимущества использования мальтодекстринов являются: обеспечение энергетической ценности продукта; улучшение растворимости смесей; формирование структуры и однородности продукта; упрощение добавления ингредиентов с минимальными дозировками, например, красителей, ароматизаторов, витаминов и т. п.; снижение водопоглотительной способности гигроскопичных компонентов смеси. Область применения результатов исследований - пищевая промышленность, а именно улучшение органолептических и функционально-технологических характеристик сырья и продуктов питания при использовании мальтодекстрина с различным декстрозным эквивалентом.
Ключевые слова
Развитие пищевой индустрии направлено на разработку продуктов с новыми потребительскими свойствами: высоким содержанием биологически активных веществ, пищевых волокон, витаминов, микро- и макроэлементов при сохранении всех органолептических свойств и достаточно низкий ценовой политике. В качестве одного из таких подходов может было предложено использование сырьевого ингредиента - цельносмолотой муки из пророщенного зерна. Данное сырье содержит в своем составе пищевые волокна, ряд витаминов и минеральных веществ, флавоноидов, полифенолов и др., однако ввиду высокой ферментативной активности может оказать негативное влияние на реологические свойства теста и, как следствие, качество готовых изделий. Целью исследования являлась оценка возможности использования и поиск оптимального количества внесения сырьевого ингредиента цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в рецептуру хлеба как способа улучшения реологических свойств теста. Проведенные исследования показали, что использование нетрадиционного сырья в рецептуре хлеба путем частичной замены сортовой муки позволяет в значительной степени варьировать реологические характеристики и получать готовые изделий гарантированно высокого качества. Так, замена сортовой муки в количестве 15-20 % на данный сырьевой ингредиент позволяет получить более растяжимое, пластичное тесто (среднее значение растяжимости системы 136 мм), способное в достаточной степени удерживать накопившийся во время брожения диоксид углерода и формировать повышенный удельный объем готовых изделий. При данном соотношении присутствует достаточная устойчивость теста к замесу (10,03- 9,53 мин) и отмечаются наиболее высокие значения показателя качества фаринографа (104-106 мм).
Ключевые слова
В настоящее время всё более востребованным становится производство продуктов здорового и функционального питания, в том числе безглютеновых хлебобулочных продуктов, востребованность которых обусловлена повышенной заинтересованностью населения к собственному здоровью, в частности ростом выявленных случаев глютен-ассоциированных заболеваний. Вместе с тем представленные на рынке безглютеновые хлебобулочные изделия имеют явные отклонения по пищевой полноценности, обусловленные низкой массовой долей по содержанию белка, что ставит под сомнение их альтернативность для замены традиционных видов продукции. Целью работы являлась разработка безглютенового хлебобулочного изделия повышенной биологической ценности за счет увеличения массовой доли белка и исследование показателей пищевой ценности готовых изделий. В ходе работы получены данные исследования по стандартной номенклатуре показателей качества, включая органолептические характеристики готового продукта (пористость, влажность мякиша, органолептические свойства, биологическая ценность). С учетом полученных данных установлены оптимальные параметры для производства продукта: при использовании в составе рецептур комбинация 3-х видов муки в определённом соотношении: рисовая - 40 %, кукурузная - 40 %, соевая - 20 %; в присутствии структуробразователя, выполняющего технологические свойства клейковины: ксантановая камедь в дозировке 2,5 % к массе муки. При оценке качества модельного образца (температура выпечки 180-190 С) установлено: влажность теста 56 %; готовый продукт содержит 6,3 г белка на 100 г продукта, при аминокислотном скоре в диапазоне от 76,3 до 125,9 %. Таким образом, предложенная рецептура обеспечивает получение продукта с улучшенными характеристиками для населения, имеющего глютен-ассоциированные заболевания.
Ключевые слова
С целью расширения ассортимента функциональных кисломолочных биопродуктов применяют различные микробные монокультуры и их симбиотические комбинации. Как известно, пропионовокислые бактерии обладают высокими биохимическими и биотехнологическими свойствами, и разработка на их основе новых биопродуктов является актуальным и перспективным направлением. Целью работы является создание производственной симбиотической закваски на основе пропионовокислых бактерий штамма Propionibacterium freudenreichii Ш-85 и кефирной грибковой закваски. Кефирные грибки - прочное симбиотическое образование, которое концентрирует в себе разнообразные таксономические группы микроорганизмов. Доказано симбиотическое сосуществование микрофлоры кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий. На основе этого факта, и учитывая физиолого-биохимические свойства микроорганизмов кефирной закваски и пропионовокислых бактерий, разработана гипотетическая схема взаимодействия микроорганизмов в симбиотической закваске. Лактат, образующийся в процессе молочнокислого брожения, используется пропионовокислыми бактериями в качестве источника питания. Пропионовые бактерии усиливают полезность среды, обогащая ее продуктами метаболизма, в частности, витаминами группы В, и микрофлора кефирной грибковой закваски использует для своего развития данные факторы роста. Определена доза вносимой лабораторной закваски в зависимости от ее активности и продолжительности сквашивания для получения производственной симбиотической закваски - 5 %, количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий при этом составляет 109 к.о.е./см3. Дано описание схемы приготовления симбиотической производственной закваски. Изучены биохимические свойства лабораторных и производственной симбиотических заквасок. Установлен уровень биохимического синтеза витамина В12 в симбиотических заквасках. Проведены исследования, подтверждающие длительные сроки хранения симбиотической производственной закваски. Таким образом, разработана производственная симбиотическая закваска на основе кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий с высокой биохимической активностью, которая может быть применения для производства нового кисломолочного биопродукта.
Ключевые слова
Актуальность использования рыбного жира из вторичного рыбного сырья в микробиологическом синтезе в качестве субстрата для получения белков и биодеградируемых пластиков обусловлена его ценными свойствами и востребованностью данных биопродуктов. Рыбный жир отличается жидкой консистенцией, повышенным содержанием длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, но при этом быстро подвергается гидролизу и окислению. В работе исследован ферментативный способ выделения жира из голов копченой кильки и скумбрии, внутренностей судака при обработке тремя видами протеолитических ферментов (алкалаза, протосубтилин, протозим). Ферментолиз позволяет выделять 44-63,4 % жира от его содержания в сырье при обоснованных рациональных режимах: температура 40-50 °С; продолжительность 30-40 минут; дозировка ферментов 0,2-0,4 % к массе сырья. Изучено качество выделяемых жиров по показателям кислотного и перекисного чисел. Во всех образцах установлено наличие продуктов гидролиза и окисления, в наименьшей степени - в жирах из шпротных отходов (КЧ 6,2-6,7 мг КОН/1 г; ПЧ 9,0-18,7 ммоль акт. кисл./кг), в наибольшей степени - в жирах скумбрии (КЧ 14,5-18,8 мг КОН/1 г; ПЧ 43,7-164,7 ммоль акт. кисл./кг). Исследован жирнокислотный состав ферментативно извлеченных рыбных жиров. Показано преобладание в жирах длинноцепочечных жирных кислот (63,6-68,3 % от суммы всех ЖК) при высоком содержании ПНЖК (23,7-47,8 %). Сравнение значений показателей качества экстрагированных жиров с опубликованными данными позволяет считать их перспективным источником углерода для использования в качестве биотехнологического субстрата в микробном синтезе белка и биоразрушаемых пластиков полигидроксиалканоатов.
Ключевые слова
Проведены исследования по конструированию биоактивной устойчивой к протеолизу пептидной последовательности белка CDF-11 с последующим синтезом плазмиды, кодирующей его экспрессию в E.coli. Прогнозирование биологической активности, устойчивости к протеолизу и биодоступности пептидной последовательности проводили на платформе ADMET. Синтез плазмид пептидной последовательности нового рекомбинантного белка осуществляли в Российской биотехнологической компании «Евроген» (г. Москва) методом циклической сборки из олигонуклеотидов. Молекулярно-массовое распределение пептидной последовательности оценивали масс-спектрометрическим методом. Идентификацию пептида осуществляли методом MALDI-TOF MS Ultraflex. Проведена циклизация пептидной последовательности белка GDF-11 LQIIYGKIPR путем введения и сшивания трех остатков цистеина. В результате получена новая последовательность LQСIIYСGKIСPR. Прогнозируемые значения показателей биодоступности и клинического применения нового пептида свидетельствуют об эффективности предложенной его модификации и возможности перорального применения. Для экспрессии рекомбинантного белка с повышенной стабильностью к протеолизу и биодоступностью, содержащего последовательность циклического пептида, получена и синтезирована плазмида, определена последовательность аминокислот в ней. Дальнейшие исследования будут направлены на экспрессию модифицированного белка GDF 11 mut в E.coli.
Ключевые слова
Стратегия научно-технологического развития РФ в долгосрочном периоде определяет наиболее значимые приоритеты для развития страны. В числе больших вызовов обозначено обеспечение продовольственной безопасности и продовольственной независимости страны. Глобальное изменение климата вносит свои коррективы для обеспечения устойчивости АПК. При сокращении объемов продовольственных ресурсов необходима своевременная переориентация на новые направления деятельности. В совокупности эффективных действий необходимы новые технологические решения в области обеспечения биобезопасности растительного сырья и продуктов его переработки. Загрязнение микотоксинами (МТ) пищевых продуктов является глобальной проблемой современности, для Российской Федерации наиболее известными продуцентами МТ являются токсигенные плесени родов Aspergillius, Penicillium, Fusarium и Alternaria. Особого внимания заслуживают наиболее опасные метаболиты, вырабатываемые распространенными плесневыми грибами Aspergillus flavus или Aspergillus parasiticus, благодаря распространенности, а также их гепатотоксическим и канцерогенным свойствам. Цель работы - разработка технологий достоверной идентификации факторов нарушения биобезопасности зернового сырья на основе методов визуализации микробиома в сочетании с оценкой климатических условий культивирования и прогностическими исследованиями. В материале представлены исследования, доказывающие присутствие токсигенных микромицетов, спрогнозированы риски накопления их вторичных метаболитов. Представлены новые подходы для получения доказательной базы возможности присутствия вторичных метаболитов (МТ) и формирования маскированных форм микромицетов. Для этих целей применены методы визуализации и ИК-Фурье-спектроскопии для исследования функциональных групп, определяющих риски. Научная новизна полученных данных обусловлена применением новых гибридных подходов для идентификации рисков нарушения биобезопасности зерновых масс в условиях глобального изменения климата.
Ключевые слова
Производство мясных продуктов длительного хранения сопряжено с ограничениями, связанными, прежде всего, с его склонностью к изначальной микробиологической зараженности патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, последующему развитию на всех стадиях хранения и переработки. Эндогенное развитие микроорганизмов в мясе со всеми внутренними и внешними процессами развития животного в предубойном и послеубойном состоянии интенсифицируют их развитие, в том числе на всех этапах последующей переработки, включая стадии производства. Одним из возможных способов решения данной проблемы является разработка технологического процесса производства продуктов длительного хранения с применением барьерных технологий на всех стадиях переработки и производства, которая будет обеспечивать повышение санитарно-гигиенических требований и инактивацию микроорганизмов. В материалах представлен анализ возможных источников зараженности мясного сырья при забое, производстве и переработке. Определена преимущественная микрофлора мясокостного сырья, предложены санитарно-гигиенические и технологические направления снижения развития микроорганизмов и необходимые условия их интоксикации. Установлена важность в целом поддержания условий для снижения критериального пооперационного развития и насыщение мясокостного сырья патогенными и условно-патогенными микроорганизмами при его производстве и переработке. Оно оценивается, исходя из насыщенности микроорганизмами самого мяса по этапам его производства и переработки, а также зараженности окружающей среды. Предложены санитарно-гигиенические и инактивационные мероприятия и средства для снижения обсемененности мясокостного сырья при переработке и производстве пакетированных мясокостных бульонов длительного хранения с исключением активного взаимодействия перерабатываемого мясокостного сырья с окружающей средой путем использования при проведении подготовительных операций бактерицидного облучения ультрафиолетом и при последующих операциях - использовать непрерывную поточно-цеховую технологию в замкнутой, закрытой от внешних воздействий среде.
