CC BY
51
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И КОРМОВ
На основе проведенных собственных экспериментов и анализа литературных источников разработаны принципы создания оптимальных технологических линий производства пищевых и кормовых ингредиентов с использованием направленного ферментативного катализа, ультразвуковых процессов, а также ультра- и нанофильтрации (см. рисунок). Для обеспечения круглогодичной бесперебойной работы они должны быть унифицированно-гибкими, легко переналаживаемыми на различное сырье. Это обусловлено тем, что ввиду сезонности многих видов сырья существует необходимость в совершенствовании способов переработки с целью сохранности полезных свойств и возможности использования таких видов продукции, как растительные полуфабрикаты, на протяжении продолжительного времени вне сезона.
Таким образом, разработана принципиальная схема получения натуральных пищевых ингредиентов из различных видов растительного сырья с сохранением в нативном виде биологически ценных веществ на основе биотехнологических методов, что станет основой реализации развития отрасли пищевых и кормовых ингредиентов.
Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государ-
ственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 20192021 гг. (Тема № 0529-2019-0066).
ЛИТЕРАТУРА
1. Поляков, В.А. Перспективы развития биотехнологических процессов в производстве продуктов питания и кормов / В.А. Поляков, Л.В. Римарева // Сборник научных трудов «Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов». -М., 2016. - С. 3-6
2. Тутельян, В.А. Роль пищевых ингредиентов в создании современных продуктов питания / В.А. Тутельян // Пищевые ингредиенты в создании современных продуктов питания - М.: ДеЛи плюс, 2014. - С. 10-24.
3. Старовойтова, К.В. Перспективы отечественного производства микроингредиентов / К.В. Старовойтова // Техника и технология пищевых производств. - 2016. -№ 2. - С. 77-83.
4. Серба, Е.М. Биопрепараты с функциональными свойствами на основе гриба AspergШus oryzae - продуцента гидролаз / Е.М. Серба [и др.] // Успехи медицинской микологии. -М., 2018. - Т. 1Х. - С. 215-222.
5. Кудряшов, В.Л. Области применения, технологические схемы и эффективность применения мембранных процессов при модернизации пищевых предприятий / В.Л. Ку-
дряшов // Пищевая индустрия. - 2016. -№ 4. - С. 58-61.
REFERENCES
1. Poljakov, V.A. Perspektivy razvitija biotehnologicheskih processov v proizvodstve produktov pitanija i kormov/ V.A. Poljakov, L.V. Rimareva // Sbornik nauchnyh trudov «Perspektivnye fermentnye preparaty i biotehnologicheskie processy v tehnologijah produktov pitanija i kormov». - M., 2016. -S. 3-6
2. Tuteljan, V.A. Rol' pishhevyh ingredientov v sozdanii sovremennyh produktov pita-nija/V.A. Tutel'jan // Pishhevye ingredienty v sozdanii sovremennyh produktov pitanija - M.: DeLipljus, 2014. - S. 10-24.
3. Starovojtova, K.V. Perspektivy oteches-tvennogo proizvodstva mikroingredientov / K.V. Starovojtova // Tehnika i tehnologija pishhevyh proizvodstv. - 2016. - № 2. -S. 77-83.
4. Serba, E.M. Biopreparaty s funkcional'nymi svojstvami na osnove griba Aspergillus oryzae -producenta gidrolaz/ E.M. Serba [i dr.] // Uspehi medicinskoj mikologii. - M., 2018. -T. 1H. - S. 215-222 .
5. Kudrjashov, V.L. Oblasti primenenija, teh-nologicheskie shemy i jeffektiv-nost' primenenija membrannyh processov pri modernizacii pishhevyh predprijatij / V.L. Kudrjashov // Pishhevaja industrija. - 2016. - № 4. -S. 58 - 61.
Авторы
Кудряшов Вячеслав Леонидович, канд. техн. наук, Алексеев Владимир Витальевич, Погоржельская Наталья Сергеевна, канд. техн. наук, Борщева Юлия Александровна, канд. техн. наук, Соколова Елена Николаевна, канд. биол. наук
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, 111033, Москва, ул. Самокатная, д.4 Б, e1enaniksoko1ova@inbox.ru
Authors
Kudryashov Vyacheslav Leonidovich, Candidate of Technical Sciences, Alekseev Vladimir Vital'evich,
Pogorzhel'skaya Natal'ya Sergeevna, Candidate of Technical Sciences, Borshcheva Yuliya Aleksandrovna, Candidate of Technical Sciences, Sokolova Elena Nikolaevna, Candidate of Biological Sciences All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology -Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 4B, Samokatnaya st., Moscow, 111033, elenaniksokolova@inbox.ru
УДК 663.127, 663.819 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10029
Биотехнологические основы переработки растительного и микробного сырья на основе направленной биокаталитической деструкции полимеров клеточных стенок
Е.М. курбатова, канд. техн. наук
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, Москва Реферат
Изучены особенности биокаталитической деструкции полимеров клеточных стенок растительного и микробного сырья с целью повышения выхода биологически ценных компонентов. Показана перспективность использования полученных фер-ментолизатов в качестве биокорректоров продуктов питания и напитков.
Ключевые слова
биокаталитические системы, дрожжи, натуральные пищевые ингредиенты, плодово-ягодное сырье, ферментативный катализ Цитирование
Курбатова Е.И. (2019) Биотехнологические основы переработки растительного и микробного сырья на основе направленной биокаталитической деструкции полимеров клеточных стенок // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 56-58.
биотехнологические процессы в производстве продуктов питания и кормов
Biotechnologicalbases of plant and microbial raw materials processing with using of the controlled biocatalytic destruction of the cell wall polymers
E.I. Kurbatova, Candidate of Technical Sciences
All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow Abstract
The biocatalytic degradation bases of the polymers of plant and microbial cell walls are studied for biologically valuable components yield increasing. The prospects of using the obtained fermentolysates as biocorrectors of food and beverages are shown.
Key words
biocatalytic systems, natural food ingredients, fruit and berry raw materials, yeast, enzymatic catalysis Citation
Kurbatova E.I. (2019) Biotechnological bases of plant and microbial raw materials processing with using of the controlled biocatalytic destruction of the cell wall polymers // Food processing industry = Pisshevaya promyshlennost. 2019. № 4. C. 56-58.
Одним из приоритетных направлений деятельности агропромышленного комплекса является развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных диетических пищевых продуктов функционального назначения и биологически активных добавок к пище. Стратегия развития государственной политики в области здорового питания населения направлена на масштабное производство инновационных продуктов питания биокоррегирующего действия, способствующих сохранению здоровья, улучшению качества жизни и профилактике различных заболеваний. При этом перспективным направлением в развитии индустрии продуктов питания является получение натуральной продукции на основе возобновляемых природных ресурсов [1, 2].
Широкий спектр пищевых и биологически активных компонентов растительной и микробной биомассы обуславливает перспективность их использования в качестве сырья для создания новых сбалансированных продуктов питания с заданным биохимическим составом. Использование природных биокатализаторов в процессе переработки сырья обеспечивает извлечение целевых компонентов без снижения их биологической ценности, что, в свою очередь, позволит получать натуральные функциональные пищевые продукты [1-3].
Наличие витаминов, ценных полисахаридов и микроэлементов позволяет рассматривать микроорганизмы как перспективные субстраты для получения биологически активных добавок, выступающих не только в качестве корректоров питания, но и обладающих медико-биологическим эффектом. Изучение особенностей биокаталитической деструкции полимеров клеточных стенок дрожжей 5. cerevisiae позволяло выявить зависимость биохимического состава и функциональных свойств получаемых дрожжевых биопре-
паратов от степени деградации основных компонентов стенки (табл. 1).
Выявленная антимикробная активность биопрепаратов в отношении культуры E. coli, значение которой составляет 84-96%, позволяет рассматривать перспективность использования их в профилактике инфекционных заболеваний, как в питании человека, так и в рационе животных. Выявленная адсорбционная способность биопрепаратов в отношении тяжелых металлов в количестве 75-87%
позволяет предположить перспективность использования препаратов в качестве энтеросорбентов. Антиоксидантная активность (78-81 %) препаратов с преимущественным содержанием глюканового комплекса клеточных стенок дрожжей позволяет предположить эффективность использования биопрепаратов в питании населения для нейтрализации свободных радикалов.
на основании ранее изученных особенностей биохимического состава плодово-
Таблица 1
влияние состава ферментных систем на функциональные свойства дрожжевых биопрепаратов
Биокаталитическая система Преобладающие полимерные фракции Функциональные свойства
Комплекс маннаназ Глюканы и белковые вещества Антимикробная, антиоксидантная, адсорбционная (тяжелые металлы) способности
Комплекс р-1,3-,1,6-гпюканаз и протеаз Маннанопротеины Антимикробная способность
Комплекс маннаназ+глюканаз Белковые вещества Водо- и жироудерживающая способности
Маннаназа+ протеаза Глюканы Антимикробная, антиоксидантная, адсорбционная (анионная) способности
Комплекс маннаназ+глюканаз+протеаза Маннанолигосахариды, деструктурированные глюканы и белковые вещества Адсорбционная (анионная) способность
Таблица 2
влияние подобранных ферментных систем на выход биологически ценных компонентов плодово-ягодного сырья
Сырье Достигнутые результаты
Яблоки органических кислот на 22,3%,содержания РСВ на 7%
Клюква, брусника, калина органических кислот на 5,5%,РСВ на 8,6%
Рябина черноплодная органических кислот на 7,56%,фенольных веществ на 50%,РСВна 2,16%
Рябина красная фенольных веществ на 22%,РВ на 33%,белковых веществ на 44%
Смородина черная, красная органических кислот на 19,8%,увеличение содержания РСВ на 17%
Слива органических кислот на 5,5%,содержания РСВ на 17,7%,фенольных веществ на 42,5%
Цитрусовые органических кислот на 5,5%,РСВ на 17,7%,фенольных веществ на 42,5%
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И КОРМОВ
ягодного сырья, а также зависимости состава ферментных систем на степень деструктивных изменений полимеров клеточных стенок выявлены закономерности направленной биодеградации растительной ткани с целью повышения выхода биологически ценных компонентов сырья, получены положительные результаты в отношении увеличения выхода сока-самотека (на 112-165% для различных видов сырья), а также органических кислот, растворимых сухих веществ (РСВ), фенольных компонентов, редуцирующих сахаров (РВ) - табл. 2.
Экспериментально подтверждена эффективность использования направленного биокатализа для повышения выхода витамина С на 22%, каротинои-дов - на 92,3%, антоцианов -на 38,5%, токоферолов -на 81,8%, аминокислот -на 20 % из традиционных источников плодово-ягодного сырья, а также выявлена возможность извлечения пектиновых веществ из отходов переработки цитрусовых (мандаринов) до 74,1 % и 92,1 % биофлавоноидов от их исходного содержания в сырье.
На основании полученных результатов исследований были наработаны опытные партии комбинированных напитков на основе ферментолизатов растительного и микробного сырья, исследованы их биохимический состав и антиоксидант-ная способность.
Таким образом, экспериментально показана эффективность биокаталитической деструкции полимеров клеточных стенок растительного и микробного сырья с целью получения ферментолизатов, перспективных для повышения пищевой и биологической ценности продуктов питания и напитков.
Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 20192021 гг. (тема №0529-2019-0066).
ЛИТЕРАТУРА
1. Серба, Е.М. Создание натуральных биокорректоров пищи для функциональных продуктов / Е.М. Серба [и др.] // Пищевая промышленность. - 2013. - № 9. С. 18-20.
2. Римарева, Л.В. Ферментные препараты
и биокаталитические процессы в пищевой промышленности / Л.В. Римарева [и др.] // Вопросы питания. - 2017. - Т. 86. - № 5. -С. 63-74.
3. Абрамова, И.М. Эффективность применения ферментных препаратов для обработки плодово-ягодного сырья при приготовлении полуфабрикатов для ликеро-водочных изделий / И.М. Абрамова [и др.] // Пищевая промышленность. - 2018. - № 11. - С. 86-90.
REFERENCES
1. Serba, E.M. Sozdanie natural'nyh bio-korrektorov pishhi dlja funkcional'nyh pro-duktov / E.M. Serba [i dr.] // Pishhevaja pro-myshlennost'. - 2013. - № 9. S. 18-20.
2. Rimareva, L.V. Fermentnye preparaty i biokataliticheskie processy v pishhevoj promysh-lennosti / L.V. Rimareva [i dr.] // Voprosy pitanija. - 2017. - T. 86. - № 5. - S. 63-74.
3. Abramova, I.M. Jeffektivnost' primenenija fermentnyh preparatov dlja obrabotki plodovo-jagodnogo syr'ja pri prigotovlenii polufabrikatov dlja likero-vodochnyh izdelij / I. M. Abramova [i dr.] // Pishhevaja promyshlennost'. - 2018. -№ 11. - S. 86-90.
Автор
Курбатова Елена Ивановна, канд. техн. наук ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, 111033, Москва, ул. Самокатная, 4Б, 1ena_kurbatova@1ist.ru
Author
Kurbatova Elena Ivanovna, Candidate of Technical Sciences All-Russian Scientific-Research Institute of Food Biotechnology -Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 4B, Samokatnaya str., Moscow, 111033, elena_kurbatova@list.ru
УДК 579.674 :577.124 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10030
Использование хитозана для увеличения срока годности кисломолочных продуктов
В.П. Курченко, канд. биол. наук; Т.Н. Головач, канд. биол. наук; Н.В. Сушинская
Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, г. Минск
Е.В. Березуева; Л.Р. Алиева, канд. техн. наук; А.Д. Лодыгин, д-р техн. наук, профессор; И.А. Евдокимов, д-р техн. наук, профессор;
М.И. Шрамко, канд. биол. наук
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
Реферат
Исследовано влияние высокомолекулярного хитозана на процесс молочнокислого брожения Lactobacillus bulgaricus. Показано, что в присутствии хитозана 2,86х10-7 М титруемая кислотность на 17-е сутки хранения продукта составила 138 °Т, а в контроле 203 °Т. При этом содержание Lactobacillus bulgaricus в контроле и опытном образце, содержащем хитозан в концентрации 2,86х10-7 М, составили соответственно 3,69х103 КОЕ и 6,34х106 КОЕ. Использование хитозана в предложенной концентрации замедляет процесс молочнокислого брожения, что приводит к увеличению срока хранения и сохранению хороших органолептических свойств продукта.
Ключевые слова
белки молока, лактобактерии, лактоза, молочнокислое брожение, молочная кислота, хитозан Цитирование
Курченко В.П., Головач Т.Н., Сушинская Н.В., Березуева Е.В., Алиева Л.Р., Лодыгин А.Д., Евдокимов И.А., Шрамко М.И. (2019) Использование хитозана для увеличения срока годности кисломолочных продуктов // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 58-60.
The use of chitosan to increase the shelf life of dairy products
V.P. Kurchenko, Candidate of Biological Sciences; T.M. Halavach, Candidate of Biological Sciences; N.V. Sushinskaya Belarusian State University, Republic of Belarus, Minsk
E.V. Berezueva; L.R. Aliyeva, Candidate of Technical Sciences; A.D. Lodygin, Doctor of Technical Sciences, Professor; I.A. Evdokimov, Doctor of Technical Sciences, Professor; M.I. Shramko, Candidate of Biological Sciences North Caucasus Federal University, Stavropol
