Научная статья на тему 'Определение технологических показателей порошков биологически активных пептидов из рыбьей чешуи в составе биопродукта для спортивного питания'

Определение технологических показателей порошков биологически активных пептидов из рыбьей чешуи в составе биопродукта для спортивного питания Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
475
104
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
SCALES / HYDROLYSIS / POWDERED ACTIVE PEPTIDES / SPORTS NUTRITION / TECHNOLOGICAL PROPERTIES

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Мезенова Наталья Ю., Верхотуров Василий В., Волков Владимир В., Байдалинова Лариса С., Мезенова Ольга Я.

Актуальность темы обусловлена активным развитием порошковой отрасли России, продукция которой широко востребована для производства биологически активных добавок (БАД) и фармацевтических препаратов. В работе представлены результаты исследования оптическими и физико-химическими методами технологических показателей порошков активных пептидов, полученных термическим, ферментативным и комбинированным способами гидролиза коллагеновых белков чешуи сардины и сардинеллы. Изучена форма, размер и фракционный состав частиц, сыпучесть, угол естественного откоса, истинная плотность, насыпная и относительная плотности исследуемых порошков, активность воды. Даны рекомендации по гранулированию порошкообразных форм активных пептидов в составе биопродукта для спортивного питания в качестве источника аминокислот для опорно-двигательного аппарата организма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Мезенова Наталья Ю., Верхотуров Василий В., Волков Владимир В., Байдалинова Лариса С., Мезенова Ольга Я.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DETERMINATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF POWDERY ACTIVE PEPTIDES FROM FISH SCALES AS PART OF BIOPRODUCT FOR SPORT NUTRITION

Russian powder industry is actively developing. Powder products are in demand for biologically active additives (BAA) and pharmaceutical preparations production. The current research investigates the technological parameters of active peptides from fish scales by optical and physico-chemical methods. Active peptides have been obtained by thermal, enzymatic hydrolysis and combined methods from collagen protein of sardinelle and sardine scales. Shape, size and fractional composition of peptides particles, flowability, angle of repose, true density, bulk and relative densities of investigated peptides powders, water activity have been studied. Recommendations for using of granulated powder form of active peptides in the composition of bio-product for sports nutrition were given. This is a source of amino acids for the body's musculoskeletal system.

Текст научной работы на тему «Определение технологических показателей порошков биологически активных пептидов из рыбьей чешуи в составе биопродукта для спортивного питания»

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ / FOOD TECHNOLOGY

Оригинальная статья / Original article

УДК 664.959.5 : 612.3 : 796

DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-2-104-114

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРОШКОВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПЕПТИДОВ ИЗ РЫБЬЕЙ ЧЕШУИ В СОСТАВЕ БИОПРОДУКТА ДЛЯ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ

л о л л

© Н.Ю. Мезенова1, В.В. Верхотуров2, В.В. Волков1, Л.С. Байдалинова1, О.Я. Мезенова1

Калининградский государственный технический университет 2 Иркутский национальный исследовательский технический университет

Актуальность темы обусловлена активным развитием порошковой отрасли России, продукция которой широко востребована для производства биологически активных добавок (БАД) и фармацевтических препаратов. В работе представлены результаты исследования оптическими и физико-химическими методами технологических показателей порошков активных пептидов, полученных термическим, ферментативным и комбинированным способами гидролиза коллагеновых белков чешуи сардины и сардинеллы. Изучена форма, размер и фракционный состав частиц, сыпучесть, угол естественного откоса, истинная плотность, насыпная и относительная плотности исследуемых порошков, активность воды. Даны рекомендации по гранулированию порошкообразных форм активных пептидов в составе биопродукта для спортивного питания в качестве источника аминокислот для опорно-двигательного аппарата организма.

Ключевые слова: чешуя, гидролиз, порошкообразные активные пептиды, спортивное питание, технологические свойства.

Формат цитирования: Мезенова Н.Ю., Верхотуров В.В., Волков В.В., Байдалинова Л.С., Мезенова О.Я. Определение технологических показателей порошков биологически активных пептидов из рыбьей чешуи в составе биопродукта для спортивного питания // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6, N 2. С. 104-114. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-2-104-114

DETERMINATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF POWDERY ACTIVE PEPTIDES FROM FISH SCALES AS PART OF BIOPRODUCT FOR SPORT NUTRITION

N.Yu. Mezenova1, V.V. Verkhoturov2, V.V. Volkov1, L.S. Baydalinova1, О^. Mezenova1

Kaliningrad State Technical University 2 Irkutsk National Research Technical University

Russian powder industry is actively developing. Powder products are in demand for biologically active additives (BAA) and pharmaceutical preparations production. The current research investigates the technological parameters of active peptides from fish scales by optical and physico-chemical methods. Active peptides have been obtained by thermal, enzymatic hydrolysis and combined methods from collagen protein of sardinelle and sardine scales. Shape, size and fractional composition of peptides particles, flowability, angle of repose, true density, bulk and relative densities of investigated peptides powders, water activity have been studied. Recommendations for using of granulated powder form of active peptides in the composition of bio-product for sports nutrition were given. This is a source of amino acids for the body's musculoskeletal system. Keywords: scales, hydrolysis, powdered active peptides, sports nutrition, technological properties

For citation: Mezenova N.Yu., Verkhoturov V.V. , Volkov V.V., Baydalinova L.S., Mezenova O.Ya. Determination of technological parameters of powdery active peptides from fish scales as part of bioproduct for sport nutrition. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya [Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology]. 2016, vol. 6, no 2, pp. 104-114. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-62-104-114 (in Russian)

ВВЕДЕНИЕ

В рамках национальных проектов государственной политики РФ, направленных на повышение глубины переработки продовольственного сырья и качества продуктов питания, представляется актуальным при проектировании биологически активных добавок (БАД) к пище закладка в их матрицу ценных питательных веществ натурального сырья в виде мельчайших частиц его тканей. Сверхтонкая дисперсность получаемых частичек исходного сырья размером в несколько микрометров оказывает влияние не только на физико-химические и технологические свойства этих материалов, но и на скорость и полноту всасывания их компонентов, концентрацию в биологических жидкостях. Кроме того, мелкодисперсные биологически активные вещества более стабильны при длительном хранении. Размер частиц достаточный для всасывания в желудочно-кишечном тракте при этом должен составлять 0,08-0,1 мм [9].

Учитывая тот факт, что белки являются основным компонентом в спортивном питании, но относятся к трудно усваиваемым организмом веществам, актуально исходный белковый материал предварительно превращать в тонко диспергированную порошкообразную композицию. Для большей физиологической эффективности рационально тем или иным способом гидролизовать белки, перевести их в усвояемую форму, чтобы далее использовать в составе специализированного биопродукта - источника натуральных аминокислот или в комбинации с другими биологически активными веществами (БАВ). Порошкообразные биодобавки (БАД) натурального сырья отличаются нативностью, концентрированностью и компактностью, что ценится в спортивном питании. При комбинации их с другими БАВ (например, углеводами, витаминами и др.) существенно расширяется ассортимент, целевая аудитория и эффективность применения. Однако источником протеинов в белковых БАД спортивного питания преимущественно являются казеин молока, белки куриных яиц и препараты сои, аминокислотный состав которых не достаточно адекватен колла-геновым белкам связок и костей спортсменов, испытывающих повышенные физические нагрузки [3]. Для качественного укрепления опорно-двигательного аппарата спортсменов скоростно-силовых видов спорта необходимо дополнительное поступление в их организм коллагеновых белков, причем в виде низкомолекулярных пептидов, отличающихся повышенной биологической активностью. Доказано, что активные пептиды из коллагена гидробионтов обладают физиологическими эффектами [11].

Цель настоящей работы заключалась в исследовании физико-химических и технологических свойств сыпучих порошков активных пеп-

тидов, полученных из чешуи сардины и сардинеллы на кафедре пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «КГТУ» (г. Калининград) совместно с инновационной биотехнологической компанией GmbH ANiMOX (г. Берлин, Германия) и предназначенных для спортивного питания. Изучение свойств полученных порошков позволяет обосновать их потенциальную эффективность и рекомендовать соответствующую технологию изготовления БАД.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Объектом исследований являлись порошки, представляющие собой сублимационно высушенные гидрофильные пептиды чешуи сардины и сардинеллы. Порошки получали из чешуи, гидролизуя ее коллагенновые белки тремя различными способами: термическим, ферментативным и ферментативно-термическим (комбинированным) с последующим фракционированием и сублимационной сушкой водорастворимой протеиновой фракции [7]. Нативная чешуя рыб предварительно мылась и подвергалась грубому измельчению на волчке, что способствовало росту удельной поверхности массы и эффективности гидролиза. Фракционный состав полученных пептидов определяли масс-спект-рометрическим анализом в биотехнологической лаборатории предприятия «ANiMOX».

Для оценки степени дисперсности частиц образцы пептидов повергались оптической микроскопии в научно-исследовательской лаборатории технопарка ФГБОУ ВО «ИРНИТУ». Определения проводили с помощью микроскопа Микромед ПОЛАР 1, снабженного комплектом визуализации и видеоокуляром. Размер и форму частиц определяли на фотомикрографиях с помощью видеоокулярного микрометра. Физические и технологические характеристики порошков определяли стандартными и общепринятыми методами. Для определения угла естественного откоса навеску пептидов засыпали в стеклянную воронку с углом конуса 60 о и носиком, срезанным под прямым углом на расстоянии 3 мм от конца конуса воронки, установленной на штативе с электровибратором (100 колебаний в секунду). Параллельно на этом же приборе оценивали сыпучесть образцов, определяемую как время истечения навески к ее массе. За конечный результат считали среднее из десяти параллельных измерений. Активность воды в порошках измеряли на приборе Aqu as pecto rAQS-2.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Для оценки технологичности порошкообразных веществ, а также для прогнозирования поведения сыпучих масс в условиях промышленного производства, необходимо знать их физико-химические свойства. Приоритетными по-

казателями являются форма и размер частиц, лиофильность, плотность, диэлектрическая проницаемость, теплота смачивания и др., от которых зависят такие важные в технологии свойства, как прессуемость, сыпучесть, насыпная и относительная плотности, что также связано с фракционно-молекулярным составом материала. В лабораторной практике широкое распространение получили микроскопические методы исследования. Большое разнообразие современных типов микроскопов позволяет не только с высокой точностью определять размеры частиц, описать их морфологию, но также исследовать структуру и строение [4].

Все образцы исследуемых биологически активных пептидов представляли собой гидрофильный мелкодисперсный сыпучий материал песочного цвета с различными оттенками. По степени измельчения порошки делятся на мельчайшие, мелкие и крупные (диаметр частиц менее 0,12 мм; 0,12-0,15 мм и 0,15— 0,6 мм соответственно) [2]. На рис. 1 изображены микрофотографии сухой нативной (высушенной, не измельченной, см. рис. 1, а) и грубоизмельченной чешуи сардинеллы с размером частиц 1—2 мм (рис. 1, б) при увеличении в 24 раза. Видны существенные различия в рельефах поверхности чешуи, что влияет на гидролиз ее коллагеновых тканей.

Сравнительные микрофотографии исследуемых гидролизованных пептидов чешуи сардины и сардинеллы при таком же увеличении представлены в табл. 1.

Анализируя полученные электронные микроснимки порошкообразных пептидов (см. табл. 1), можно заключить, что все образцы по размерам относятся к группе «мельчайшие порошки». При этом пептидная фракция, образовавшаяся в результате температурной деградации белков чешуи, характеризуется большим размером частиц по сравнению с фракциями, полученными по двум другим типам гидролиза, в которых используется действие специфичных ферментов алкалаз (пептидазы).

Важнейшими характеристиками дисперсных систем являются размер и форма элементов дисперсной фазы (частиц), так как большая часть других свойств таких систем зависит именно от этих параметров [2]. Определение этих параметров и является главной целью дисперсионно-оптического анализа пептидных порошков. Размер частиц определяли, как усредненное значение 20-и замеров для каждого порошка, с помощью встроенного видеоокулярного микромера со шкалой от 1 до 100 мкм (рис. 2 и 3). По установленной средней размерности частиц делали заключение об их форме, определяемой отношением средней длины частиц к их средней ширине. По форме все частицы условно принято делить на три группы: удлиненные (отношение длины к ширине более чем 3 : 1); пластинчатые (отношение длины к ширине менее чем 3 : 1) и равноосные (объемные) [2]. Для оценки качества поверхности частиц использовали микрофотографии при более сильном увеличении. Результаты исследований представлены на рис. 2—7 и в табл. 2.

Реальные дисперсные системы, как правило, полидисперсны и могут содержать частицы, минимальный и максимальный размер которых отличается на несколько порядков. На рис. 2—7 видно, что дисперсность всех порошков варьирует. Причем на некоторых участках мелкие частички слипаются и выглядят как агрегированные комплексы. Слипание частиц может быть обусловлено их высокой адгезионностью вследствие многочисленных функциональных групп, открывшихся при гидролизе на поверхности молекул. Высокая дисперсность порошков имеет следствием и электростатические эффекты. Вследствие трения между контактными поверхностями частиц возникает их электризация, при этом образуется сложная по конфигурации композиция частиц, имеющая профили с многочисленными поверхностными выступами и неровностями.

Согласно государственной фармакопее форма частицы сыпучих материалов может быть аморфной формы или агломератом, а сами чао-

1

А

_а) и б)

Рис. 1. Микрофрагмент нативной чешуи сардинеллы: а - неизмельченной; б - измельченной 106 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

Таблица 1

Сравнительные микрофотографии пептидов чешуи сардины и сардинеллы при различной дисперсной обработке

Характеристика пептидной фракции

Термически-гидролизован-ная, водорастворимая часть, сублимационно-высушенная

Ферментативно-гидролизован-ная, водорастворимая часть, сублимационно-высушенная

Ферментативно-термически-гидролизован-ная, водорастворимая часть, сублимационно-высушенная

тицы могут быть ассоциированными.

По степени ассоциации различают:

- ламеллары (скученные пластинки);

- агрегаты (масса слипшихся частиц);

- агломераты (сплавленные или сцементированные частицы);

- конгломераты (смесь двух или более типов частиц);

- сферулиты (радиально-лучевые скопления);

- друзы (частицы, покрытые тонкими мелкими частицами).

Поверхность частиц может оцениваться как:

- гладкая (свободная от неровностей, шеро-

ховатости или налипаний);

- шероховатая (неровная, негладкая);

- ломкая (частично расщепленная, разрушенная, с трещинами);

- пористая (имеющая отверстия);

- ямкообразная (с маленькими выемками).

Частицы могут быть описаны также по форме краев (угловатые, зазубренные, гладкие, острые, ломкие) и по наличию дефектов [5]. На снимках поверхности (см. рис. 2-7) мы видим, что частицы гидролизованной чешуи различных способов обработки представлены, в основном, агломератами и склонны к ассоциированию. Результаты оптической оценки частиц пептидных порош

Рис. 2. Электронно-микроскопические снимки Рис. 3. Электронно-микроскопические снимки термически-гидролизованной чешуи сардины термически-гидролизованной чешуи

сардинеллы

Рис. 4. Электронно-микроскопические снимки ферментативно-гидролизованной чешуи сардины

Рис. 5. Электронно-микроскопические снимки ферментативно-гидролизованной чешуи сардинеллы

Рис. 6. Электронно-микроскопические снимки ферментативно-термически-гидролизованной чешуи сардины

ков представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что все исследуемые образцы порошков пептидов, независимо от способа гидролиза, имеют пластинчатую форму частиц. Порошки с подобной формой частиц ха-

Рис. 7. Электронно-микроскопические снимки ферментативно-термически-гидролизованной чешуи сардинеллы

растеризуются мелкой дисперсностью, хорошей уплотняемостью и достаточной пористостью [2], что желательно при проектировании БАД к пище в виде порошкообразных композиций. Знание фракционного состава порошкообразных БАД,

Результаты анализа поверхности, формы и размера частиц исследуемых пептидов из рыбьей чешуи

Таблица 2

Вид гидролиза чешуи

Общий вид

3D

поверхность

Средняя длина частиц, мкм

Средняя ширина частиц, мкм

Заключение о форме частиц

Чешуя сардинеллы

Ф2

Ф-Т3

153

118

140

120

87

95

1, 27 -пластинчатая

1, 35 -пластинчатая

1,47 -пластинчатая

Чешуя сардины

Т1

Ф2

Ф-Т3

146

109

132

113

89

92

1, 29 -пластинчатая

1, 22 -пластинчатая

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1,43 -пластинчатая

Примечание: Т1 - термический гидролиз; Ф2 - ферментативный гидролиз; Ф-Т3 - ферментативно-термический гидролиз.

наряду с дисперсностью, также является одним из основных факторов производства готовых к употреблению порошкообразных форм способами таблетирования и капсулирования. Результаты определения фракционного состава гидроли-зованных пептидов чешуи сардины и сардинел-

лы приведены на рис. 8-13.

Из данных рис. 8-13 видно, что значительное по массе количество всех протеиновых фракции имеет молекулярную массу пептидных осколков менее 10 кДа (80-90%). Именно данная низкомолекулярная фракция пептидов отно-

Т

Рис. 8. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой фракции чешуи сардины, полученной при термическом гидролизе

Рис. 9. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой фракции чешуи сардинеллы, полученной при термическом гидролизе

Рис. 10. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой фракции чешуи сардины при ферментативном гидролизе

Рис. 11. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой фракции чешуи сардинеллы при ферментативном гидролизе

Рис. 12. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой

фракции чешуи сардины при термоферментативном гидролизе

Рис. 13. Молекулярно-массовое распределение частиц протеиновой

фракции чешуи сардинеллы при термоферментативном гидролизе

сится к активной и рекомендуется к использованию в спортивном питании, поскольку обеспечивают максимальную биодоступность и скорость диффузии в организме человека, а также

характеризуются высокой терапевтической эффективностью. Повышенная возможность проникновения трансдермальных пептидов из кол-лагеновых гидролизатов рыбьей чешуи была

установлена учеными ранее с помощью модели диффузии клеток. При этом более тяжелые пептиды (3,5 и 4,5 кДа) показали более высокую проникающую кумулятивную способность по сравнению с легкими пептидами (2,0 и 1,3 кДа), т.е. более тяжелые пептиды эффективнее проникали в роговой слой эпидермиса и дермы, включая фибробласты и ускоряя синтез собственного коллагена [11].

К технологическим свойствам сыпучих материалов, обусловливающих эффективность применения, относят их насыпную плотность, сыпучесть и угол естественного откоса. Значения данных показателей обусловливают особенности технологических процессов, влияют на подбор соответствующего оборудования, обеспечивают бесперебойность процесса и качество конечного продукта [10].

В зависимости от насыпной плотности (массы единицы объема свободно насыпанного порошкообразного материала) различают «тяжелые», «средние» и «легкие» порошки. Для «легких» насыпная плотность характеризуется величиной менее 0,6 г/см3, тогда как для «средних» и «тяжелых» порошков может варьироваться в диапазоне 0,6—1,1 и 1,1—2,0 г/см3 соответственно [2]. По значению максимальной насыпной плотности можно прогнозировать объемы производственных емкостей, вовлеченных в технологический процесс, например, объемы матричных каналов, биореакторов, питателей и др. [10].

Сыпучесть порошков также является важным свойством, обеспечивающим возможность нанесения их равномерным по толщине слоем. Она зависит от внутреннего трения между частицами порошка и определяется по углу естественного откоса: чем меньше угол естественного откоса, тем выше сыпучесть порошка. Угол естественного откоса — это угол между образующей конуса из сыпучего материала и горизонтальной плоскостью [10].

В зависимости от значения угла естественного откоса все порошки дифференцируются по сыпучести на следующие уровни:

— «очень хорошая» (а=25—30°);

— «хорошая» (а=31—35°);

— «удовлетворительная» (а=36—45°);

— «неудовлетворительная» (а=46—55°);

— «плохая» (а=56—65°);

— «очень плохая» (а=более 66°) [2].

Обобщенные результаты определения технологических свойств исследуемых образцов порошкообразных пептидов представлены в табл. 3.

Из данных табл. 3 видно, что все исследуемые образцы являются «легкими» порошками с «удовлетворительной» сыпучестью, поскольку их насыпная плотность составляет величину менее 0,6 г/см3, а угол естественного откоса попадает в диапазон значений 36—45°. Значения остальных характеристики свидетельствуют об их достаточной технологичности, обеспечивающей возможность механизации и поточности производства.

Важным фактором, обусловливающим хра-нимоспособность порошков, является показатель активности воды [1]. Известно, что микромолекулы приводят к большему снижению данного показателя. Активность воды выше 0,6 создает благоприятную среду для развития дрожжей и плесеней. В изучаемых материалах она не выше 0,4 (табл. 4), что обусловлено низкой влажностью, т.е. в них не должно наблюдаться развитие микроорганизмов. Однако ферментативные процессы под действием липаз имеются даже при активности воды 0,1—0,2. Это связано с тем, что липиды, видимо, в меньшей степени нуждаются в воде как транспортном средстве, ибо активность самих липидов достаточна, чтобы образовывать ферментно-субстратный комплекс. В продуктах с низкой влажностью могут происходить окисление липидов, неферментативное потемнение, потери водорастворимых веществ, порча, вызванная ферментами. При этом с ростом активности воды более 0,4 скорость окисления значительно увеличивается [8]. В исследуемых порошкообразных пептидах количество липидов варьирует в пределах от 1,15—7,7% [7], поэтому потенциальногороста активности воды и негативных процессов с липидами не должно наблюдаться. Результаты анализа активности воды, свидетельствующие о наличии существенного консервирующего эффекта в анализируемых сыпучих пептидах, приведены в табл. 4.

Показатель Тип гидролиза чешуи

сардинеллы сардины

Т1 Ф2 Ф-Т3 Т1 Ф2 Ф-Т3

Насыпная плотность, г/см3 0,263 0,365 0,381 0,263 0,336 0,372

Сыпучесть, г/с 1,11 1,36 1,59 0,83 0,81 0,89

Угол естественного откоса, о 40 42 37 43 41 39

Истинная плотность, г/см3 1,329 1,338 1,338 1,347 1,357 1,361

Относительная плотность, % 19,7 27,2 28,4 19,5 24,7 27,3

Пористость, % 55,4 47,4 46,2 54,7 48,9 46,1

Таблица 3

Технологические показатели порошков активных пептидов

Таблица 4

Показатели активности воды пептидных порошков, полученных различными способами гидролиза из чешуи сардины и сардинеллы

Показатель Тип гидролиза чешуи

сардинеллы сардины

Т1 Ф2 Ф-Т3 Т1 Ф2 Ф-Т3

Начальная влажность, % 4,80 3,11 3,11 5,32 3,90 3,10

Влажность после 5,30 4,33 5,03 6,25 5,40 4,93

12 месяцев хранения, %

Прирост влажности, % 10,4 39,7 62,2 5,9 38,5 59,0

Активность воды 0,203 0,171 0,210 0,285 0,227 0,231

Из данных табл. 4 следует, что, независимо от способа гидролиза чешуи и вида рыбы, все пептидные порошки имеют достаточно низкие значения показателей воды (менее 0,28), что обусловливает их высокую стойкость при хранении. Ферментативно гидролизованные образцы сардинеллы и сардины, имевшие наименьшую первоначальную влажность, за истекший срок увеличили данный показатель на 39,7% и 38,5% соответственно, а ферментативно-термически гидролизованные - даже на 62,2% и 59,0%.

Эти же образцы имеют меньшую плотность, т.е. образуют достаточно рыхлую структуру, в поры которой может проникать влага из воздуха и кислород [8]. В термически гидролизованных образцах сардинеллы и сардины отмечен наименьший прирост влажности за исследуемый период (10,4% и 5,9% соответственно), однако активность воды в них повышена (0,203 и 0,285). Следовательно, такие порошки потенциально менее стабильны при хранении.

Известны исследования коллагеновых пептидов из рыбьей чешуи тилапии ферментативного способа получения, в результате которых установлено, что они дозозависимо стимулируют пролиферацию фибробластов и синтез прокол-лагена, а ежедневное употребление их положительно влияет на восстановление повреждений на коже человека, вызванных ультрафиолетовым облучением. Употребление пептидов в пищу в количестве 0,2 г в сутки подавляло индуцированное ультрафиолетом уменьшение гидратации кожи, гиперплазию эпидермиса [11, 6].

С учетом полученных данных, свидетельствующих о биологической эффективности и потенциальной стойкости в хранении порошкообразных пептидов, полученных различными способами гидролиза чешуи сардины и сардинеллы, можно сделать заключение о целесообразности проектирования различных БАД и биопродуктов спортивного назначения с их использованием.

ВЫВОДЫ

Определение физико-технологических и фракционно-молекулярных показателей частиц порошкообразных пептидов, полученных термическим, ферментативным и комбинированным способами гидролиза коллагеновых белков чешуи сардины и сардинеллы показало, что все образцы потенциально обладают биологически активными свойствами и удовлетворительными технологическими характеристиками. Основная часть пептидов (80-90%) является низкомолекулярной (менее 10 кДа) и может быть отнесена к активным пептидам, что эффективно для спортивного питания.

Установлена высокая адгезионность всех видов порошков, иллюстрированная способностью к ассоциированию, что свидетельствует об их способности уплотняться. При выборе формы БАД рационально гранулирование или капсули-рование порошков, например, в желатиновых капсулах.

Изучена форма, размер частиц, сыпучесть, угол естественного откоса, истинная плотность, насыпная и относительная плотности исследуемых порошков. Высокая дисперсность порошков (основная масса имеет размер менее 0,12 мм) свидетельствует об их потенциально высокой физиологической усвояемости. При получении порошкообразных форм из рыбьей чешуи несколько предпочтительнее чешуя сардины, так как значения фракционного состава, активности воды, сыпучести, пептидные композиции сардины более желательны для целевого эффекта и технологии производства БАД и биопродуктов на их основе. При этом можно заметить, что ферментация чешуи до пептидного уровня, по сравнению с термогидролизом, способствует более эффективному снижению значения активности воды. Следовательно, такие порошки потенциально более стабильны при хранении.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК

1. Артемьева Н.Н., Давыдова С.А. Иссле- г. Астрахани «Биотехнологические процессы и

дование структурно-механических характеристик продукты переработки биоресурсов водных и

рыбных белковых добавок: материалы I Между- наземных экосистем» (30 сентября - 3 октября

нар. науч.-практ. конф., посвященной 450-летию 2008). Астрахань: АГТУ, 2008. С. 224-227.

2. Буракова М.А., Марченко А.Л. Таблетки. Микрокапсулы: метод. указания к лабораторным работам. СПб.: СПХФА, 2012. 84 с.

3. Волков Н.И., Олейников В.И. Эргогенные эффекты спортивного питания. М.: Советский спорт, 2012. 99 с.

4. Гаврилова Н.Н., Назаров В.В., Яровая О.В. Микроскопические методы определения размеров частиц дисперсных материалов: учеб. пособие. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. 52 с.

5. Государственная фармакопея Российской Федерации XII. М., 2010. 480 с.

6. Мезенова Н.Ю., Байдалинова Л.С., Ме-зенова О.Я. Гидролизаты рыбной чешуи в составе биологически активных добавок для спортсменов // Известия ТИНРО. 2014. № 177. Владивосток: ФГБНУ «ТИНРО-Центр», 2014. С. 287-294.

7. Мезенова Н.Ю. Протеины из вторичного рыбного сырья как инновационные компоненты

R

1. Artem'eva N.N., Davydova S.A. Issledo-vanie strukturno-mekhanicheskikh kharakteristik rybnykh belkovykh dobavok [Research of structural and mechanical characteristics of fish albuminous components]. Mater. I Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. "Biotekhnologicheskie protsessy i produkty pererabotki bioresursov vodnykh i nazemnykh ekosistem" [Proc. I Intern. Sci. Pract. Conf. "Bio-technological processes and products processing of biological resources of aquatic and terrestrial ecosystems"]. Astrakhan', AGTU Publ., 2008, pp. 224-227.

2. Burakova M.A., Marchenko A.L. Tabletki. Mikrokapsuly [Pills. Microcapsules]. St. Petersburg, SPHFA Publ., 2012, 84 p.

3. Volkov N.I., Oleinikov V.I. Ergogennye effekty sportivnogo pitaniya [Ergogenic effects of sports nutrition]. Moscow, Sovetskii sport Publ., 2012, 99 p.

4. Gavrilova N.N., Nazarov V.V., Yarovaya O.V. Mikroskopicheskie metody opredeleniya razmerov chastits dispersnykh materialov [Microscopic methods for the determination of particle size of dispersed materials]. Moscow, Dmitry Mendeleev Univ. Chem. Tech. of Russia Publ., 2012, 52 p.

5. Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiis-koi Federatsii XII. Moscow, 2010, 480 p.

6. Mezenova N.Yu., Baidalinova L.S., Meze-nova O.Ya. Gidrolizaty rybnoi cheshui v sostave biologicheski aktivnykh dobavok dlya sportsmenov

спортивного питания / Н.Ю. Мезенова, А. Хелинг, Т. Гримм, В.В. Волков // Известия Калининградского государственного технического университета. 2015. № 39. С. 85-94.

8. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др. 3-е изд., испр. СПб.: ГИОДР, 2004. 640 с.

9. Туровский А.В., Николаевский В.А., Емельянова Л.М. Введение в общую рецептуру: учеб-но-метод. пособие. Воронеж: ВГУ, 2013. 215 с.

10. Халикова М.А., Фадеева Д.А., Жиляко-ва Е.Т., Новиков О.О., Кузьмичева О.А., Ковалева М.Г. Определение технологических показателей гидроксипропилметил целлюлозы / // Белгородский государственный университет. 2010. C. 68-72.

11. Kim, S.K. Marine proteins and peptides: biological activities and applications / Se-Kwon Kim. Pukyong National University, South Korea. 2013. 785 p.

[Hydrolyzates of fish scales consisting of biologically active supplements for athletes]. Izvestiya TINRO -Russian Journal of Marine Biology, 2014, no. 177, pp. 287-294.

7. Mezenova N.Yu. Proteiny iz vtorichnogo rybnogo syr'ya kak innovatsionnye komponenty sportivnogo pitaniya [Proteins from fish by-products as innovative components in sport nutrition]. Izvestiya Kaliningradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta - KSTU NEWS, 2015, no. 39, pp. 85-94.

8. Nechaev A.P., Traubenberg S.E., Kochet-kova A.A. Pishchevaya khimiya [Food chemistry]. St. Petersburg, GIORD Publ., 2004, 640 p.

9. Turovskii A.V., Nikolaevskii V.A., Emel'ya-nova L.M. Vvedenie v obshchuyu retsepturu [Introduction to the total formulation]. Voronezh, VGU Publ., 2013, 215 p.

10. Khalikova M.A., Fadeeva D.A. Zhilyakova E.T., Novikov O.O., Kuz'micheva O.A., Kovaleva M.G. Opredelenie tekhnologicheskikh pokazatelei gidroksipropilmetil tsellyulozy [Determination of technological parameters of hydroxyprolmethyl-cellulose]. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta - Belgorod State University Scientific bulletin, 2010, no. 22 (93), pp. 77-80.

11. Kim, S.K. Marine proteins and peptides: biological activities and applications. South Korea, Pukyong National University Publ., 2013, 785 p.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации

Наталья Ю. Мезенова

Калининградский государственный технический университет

236022, Россия, г. Калининград, Советский проспект, 1 Аспирант, ведущий инженер, lost_13@inbox.ru

AUTHORS' INDEX Affiliations

Natalya Yu. Mezenova

Kaliningrad State Technical University 1, Soviet Ave., Kaliningrad, 236022, Russia Postgraduate student, Lead engineer lost_13@inbox.ru

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Василий В. Верхотуров

Иркутский национальный исследовательский

технический университет

664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Д.б.н., профессор, зав. кафедрой

biovervv@mail.ru

Владимир В. Волков

Калининградский государственный технический университет

236022, Россия, г. Калининград, Советский проспект, 1 Зам. директора отдела vladimir.volkov@klgtu.ru

Лариса С. Байдалинова

Калининградский государственный технический университет

236022, Россия, г. Калининград, Советский проспект, 1 К.т.н., доцент, профессор кафедры baydalinova@newmail.ru

Ольга Я. Мезенова

Калининградский государственный технический университет

236022, Россия, г. Калининград, Советский проспект, 1 Д.т.н., профессор, зав. кафедрой mezenova@klgtu.ru

Поступила 29.02.2016

Vasilii V. Verkhoturov

Irkutsk National Research Technical University 83, Lermontova str., Irkutsk, 664074, Russia Doctor of Biology, Professor, Head of Department biovervv@mail.ru

Vladimir V. Volkov

Kaliningrad State Technical University 1, Soviet Ave., Kaliningrad, 236022, Russia Deputy Director of Division vladimir.volkov@klgtu.ru

Larisa S. Baydalinova

Kaliningrad State Technical University 1, Soviet Ave., Kaliningrad, 236022, Russia PhD of Engineering, Associated professor, Professor of Department baydalinova@newmail.ru

Olga Ya. Mezenova

Kaliningrad State Technical University 1, Soviet Ave., Kaliningrad, 236022, Russia Doctor of Engineering, Professor, Head of Department mezenova@klgtu.ru

Received 29.02.2016

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.