CC BY
38
80 70 60 50 40 30 20 10 0
У--Ц2593Х3 + 12.115Х1 - 21,626к + 36.: Rs - 0.9938
4,5
V = -0,6944х* + й,559 Jx? - 10,032?; + 13 R= = 0,9741
у--1,1296х> + 10,718**- 19.866Х + 29.667 R2 - 0,9969
5,0
^ 0.04% о 0.08% ° 0,12%
5,5 6,0
Активная кислотность, рН
Рис. 2. Зависимость степени гидролиза лактозы от активной кислотности
6,5
7,0
ФП. По истечении 180 мин СГ возрастает незначительно, что может быть связано с нарастанием активной кислотности и частичной инактивацией фермента.
На рис. 2 представлена зависимость степени гидролиза лактозы от активной кислотности сыворотки. Из данных рис. 2 можно заключить, что максимальная степень гидролиза в случае использования всех концентраций ФП при продолжительности 180 мин достигается при рН, равном 6,5.
Таким образом, наиболее рациональными условиями проведения гидролиза молочной подсырной сыворотки для снижения уровня лактозы можно считать продолжительность 3 ч, дозу внесения ФП - 0,12 %, активную кислотность на начальной стадии инкубирования - не ниже 6,5 ед. рН.
Полученная на предыдущем этапе сыворотка была подвергнута диафиль-трации с целью очистки от продуктов гидролиза лактозы. На первом этапе провели ультрафильтрацию до массовой доли сухих веществ 6,23 %. При этом произошла неизбежная потеря лактозы и моносахаров на 0,11 %. Для удаления из концентрата лактозы и минеральных веществ проводили однократную промывку гидролизованной сыворотки деминерализованной водой, далее осуществляли ультрафильтрационное концентрирование. Из 6 л исходного раствора был получен 1 л концентрата с содержанием белка 11,05 %.
Выработанный по данной технологии гидролизат обладает повышенной, по сравнению с ранее полученным, массовой долей белка, пониженным содер-
жанием лактозы и может быть рекомендован при создании продуктов лечебно-профилактической направленности, в том числе и в диетотерапии при лактазной недостаточности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабенышев, С.П. Баромембранное разделение жидких полидисперсных систем: монография/ С. П. Бабенышев, И. А. Евдокимов. - Ставрополь: ГОУВПО «СевКавГТУ», 2007. - 123 с.
2. Зябрев, А.Ф. Мембранные системы «БИО-КОН». Применение мембранных процессов при переработке молочного сырья. Часть 2/ А. Ф. Зябрев // Переработка молока. -2002. - № 2. - С. 14-15.
3. Королёва, О.В. Перспективы использования гидролизатов сывороточных белков в технологии кисломолочных продуктов/О. В. Королёва [и др.] // Молочная промышленность. - № 7. - 2013. - С. 66-68.
REFERENCES
1. Babenyshev, S.P. Baromembrannoe razdelenie zhidkih polidispersnyh sistem: monografija/ S. P. Babenyshev, I. A. Evdoki-mov. - Stavropol': GOUVPO «SevKavGTU», 2007. - 123 s.
2. Zjabrev, A.F. Membrannye sistemy «BIOKON». Primenenie membrannyh processov pri pererabotke molochnogo syr'ja. Chast' 2/A. F. Zjabrev // Pererabotka moloka. - 2002. - № 2. - S. 14-15.
3. Koroljova, O.V. Perspektivy ispol'zovanija gidrolizatov syvorotochnyh belkov v tehnologii kislomolochnyh produktov / 0. V. Koroljova [i dr.] // Molochnaja promyshlennost'. - № 7. -2013. - S. 66-68.
Авторы
Агаркова Евгения Юрьевна, канд. техн. наук, Кручинин Александр Геннадьевич, канд. техн. наук ВНИИ молочной промышленности, 115093, Москва, Люсиновская ул., д. 35, корп. 7, [email protected]
Authors
Agarkova Evgeniya Yuryevna, Doctor of Technical Sciences, Kruchinin Alexander Gennadievich, Doctor of Technical Sciences All-Russian Scientific-Research Institute of Dairy Industry, 35, build. 7, Lusinovskaya str., Moscow, 115093, [email protected]
УДК 542.06 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10007
Применение ферментного препарата Целловиридин Г20Х в технологии получения низкомолекулярного хитозана
А.и. Албулов, д-р биол. наук, профессор; м.А. Фролова, д-р биол. наук; в.п. варламов, д-р хим. наук, профессор; в.и. Еремец, д-р биол. наук, профессор; А.к. Елисеев, канд. вет. наук; Э.и. ковалева, аспирант
ВНИТИ биологической промышленности, Московская обл., г. Щелково Реферат
Природный полисахарид хитозан обладает широким спектром биологической активности, что определяет многообразие его практических применений. Особый интерес представляют его низкомолекулярные формы. В результате проведенных исследований были подобраны технологические параметры получения низкомолекулярного хитозана методом ферментативного гидролиза.
Ключевые слова
низкомолекулярный хитозан, ферментативный гидролиз, молекулярная масса, динамическая вязкость
Цитирование
Албулов А.И., Фролова М.А., Варламов В.П., Еремец В.И., Елисеев А.К., Ковалева Э.И. (2019) Применение ферментного препарата Целловиридин Г20Х в технологии получения низкомолекулярного хитозана // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 17-19.
The use of the enzyme preparation Celloviridin G20H
in the technology for producing low molecular weight chitosan
A.I. Albulov, Doctor of Biological Sciences, Professor; M.A. Frolova, Doctor of Biological Sciences;
V.P. Varlamov, Doctor of Chemical Sciences, Professor; V.I. Yeremets, Doctor of Biological Sciences, Professor;
A.K. Eliseev, Candidate of Veterinary Sciences; E.I. Kovaleva, graduate student
All-Russian Scientific-Research and Technological Institute of the Biological Industry, Schelkovo, Moscow Region
Abstracts
The natural polysaccharide chitosan has a wide spectrum of biological activity, which determines the diversity of its practical applications. Of particular interest is its low molecular weight form. As a result of the research, the technological parameters of obtaining low molecular weight chitosan by enzymatic hydrolysis were selected.
Keywords
low molecular weight chitosan, enzymatic hydrolysis, molecular weight, dynamic viscosity Citation
AlbulovA.I., Frolova M.A., Varlamov V.P., Yeremets V.I., EliseevA.K., Kovaleva E.I. (2019) The use of the enzyme preparation Celloviridin G20H in the technology for producing low molecular weight chitosan // Food processing industry = Pissevaya promyshlennost. 2019. № 4. P. 17-19.
Хитин и хитозан являются природными биополимерами и их синтез, модификация и деградация связаны с ферментативными превращениями [1, 2]. Именно био-разлагаемость до обычных для организма веществ является одним из основных достоинств хитозана.
Особый интерес для перспективных применений хитозана представляют его низкомолекулярные формы. В настоящее время в промышленных масштабах такие низкомолекулярные соединения получают методами химического гидролиза. Однако эти процессы сопровождаются образованием значительных количеств токсичных побочных продуктов, содержащих белки, щелочи, кислоты и соли, и требуют весьма затратного обезвреживания отходов перед их сбросом в окружающую среду. Кроме того, для данного метода характерны большие временные затраты, а получающиеся при этом низкомолекулярные продукты обладают высокой степенью полидисперсности [3].
Применение ферментных препаратов для деградации хитозана позволяет получать низкомолекулярные хитозаны и оли-гомеры, растворимые в воде и обладающие при этом на порядок более высокой биологической активностью по сравнению с высокомолекулярными хитозанами.
В качестве ферментных препаратов для деградации хитина и хитозана применяют комплексы ферментов различного происхождения. Это могут быть ферментные комплексы гепатопанкреаса краба или криля, а также панкреатин из поджелудочной железы крупного рогатого скота. Но чаще для этой цели применяют ферментные комплексы с хитинолитиче-ской активностью микробиологического происхождения. Продуцентами хитино-
литических ферментных комплексов являются Streptomyces kurssanovii, Trichoderma reesei, Serracia marcescens, Bacillus subtilis и другие микроорганизмы [4, 5].
цель исследований - изучение условий регулируемого ферментативного расщепления хитозана для получения его низкомолекулярных производных.
объекты и методы исследования. В качестве сырья для получения новых модификаций хитозана использовали кислоторастворимый хитозан из панциря камчатского краба (ММ 700 кДа, СДА 85%). Гидролиз хитозана осуществляли ферментным препаратом Целловиридин Г20х на основе штамма Trichoderma reesei, обладающим у-гликоназной, ксиланазной и целлюлазной активностями. Определение динамической вязкости растворов модификаций хитозана проводили на ротационном вискозиметре «Reotest-2» в системе коаксиальных цилиндров №/№ и S/S при скоростях сдвига от 3 до 1400 С-1 в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору. Остаточную влажность образцов модифицированного хитозана определяли высушиванием пробы при 105°С, рН — потенциометрически.
результаты исследований. В результате проведенных экспериментов было установлено, что наиболее динамичное снижение
молекулярной массы происходит в интервале фермент-субстратных соотношений от 1:1000 до 1:50. Проводимое затем осаждение низкомолекулярного хитозана при рН 9-10 позволяет получить выход целевого продукта на уровне 50-60%, так как самые низкомолекулярные фракции остаются в растворе и оказываются потерянными.
Изучение влияния продолжительности процесса ферментолиза на молекулярную массу хитозана проводили при фермент-субстратном соотношении 1:100. Как показали результаты проведенных исследований, через 8-10 ч процесс ферментолиза практически останавливается, о чем свидетельствует почти полное замедление падения динамической вязкости раствора хитозана.
Полученные экспериментальные данные были использованы при изготовлении трех опытно-промышленных серий низкомолекулярного хитозана, каждая объемом из двух кг исходного хитозана, но различающиеся по фермент-субстратному соотношению компонентов реакции (I серия — 1:100, II серия — 1:10, III серия — 1:50). В качестве контроля использовали две пробы хитозана: К1 — исходный препарат хитозана, К2 — препарат хитозана, прошедший те же этапы технологической обработки, что и опытно-промышленные серии, но без фермента. Физико-химические
Физико-химические показатели опытно-промышленных серий низкомолекулярного хитозана
№ п/п Показатель К1 К2 Опытно-промышленные серии хитозана
I 1 II 1 III
1 Внешний вид Чешуйки от светло-бежевого до светло-коричневого цвета
2 Остаточная влажность, % 7,14 7,86 8,21 7,40 7,97
3 Динамическая вязкость 1%-ного раствора хитозана в 2% уксусной кислоте, сПз 1122,2 669,5 162,3 38,27 105,56
показатели опытно-промышленных серий хитозана представлены в таблице.
Как видно из представленных в таблице данных, наибольшее снижение динамической вязкости исходного хитозана наблюдалось при фермент-субстратном соотношении 1:10 (в 29,3 раза). Исходя из молекулярной массы исходного хитозана, равной 700 кДа, молекулярная масса низкомолекулярного хитозана (опытно-промышленная серия II) составляет порядка 24 кДа. Аналогично молекулярная масса низкомолекулярного хитозана (опытно-промышленных серий I и III) 102 кДа и 66 кДа (снижение динамической вязкости в процессе гидролиза в 6,9 и 10,6 раза, соответственно).
Таким образом, в результате проведенных исследований были подобраны технологические параметры получения низкомолекулярного хитозана методом ферментативного гидролиза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Журавлева Н.В. Хитинолептические ферменты: источники, характеристика и при-
менение в биотехнологии / Н.В. Журавлева, П.А. Лукьянов // Вестник ДБО РАН. - 2004. -№ 3. - С. 76-86.
2. Чернова В.В. Влияние неспецифических ферментов на хитозан / В.В. Чернова [и др.] // Новые достижения в исследовании хитина и хитозана: Материалы Девятой международной конференции, Ставрополь. 2008 г. - М.: ВНИРО, С. 234-236.
3. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. Под. ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Ви-хоревой, В.П. Варламова - М.: Наука, 2002. -365 с.
4. Ильина А.В. Деполимеризация высокомолекулярного хитозана ферментным препаратом Целловиридин Г20Х // А.В. Ильина, Ю.В. Ткачева, В.П. Варламов // Прикладная биохимия и микробиология. - 2002. -Т. 38. - № 2. - С. 132-135.
5. Ильина А.В. Деполимеризация хитоза-на хитолитическим комплексом из Bacillus sp. 739 // А.В. Ильина, В.П. Варламов, А.П. Мелентьев // Прикладная биохимия и микробиология. - 2001. - Т. 37. - № 2. -С. 160-163.
REFERENCES
1. Zhuravleva N.V. Hitinolepticheskie fermenty: istochniki, harakteristika i pri-menenie v biotehnologii / N.V. Zhuravleva, P.A. Luk'janov // Vestnik DBO RAN. - 2004. -№ 3. - S. 76-86.
2. Chernova V.V. Vlijanie nespecificheskih fermentov na hitozan / V.V. Chernova [i dr.] // Novye dostizhenija v issledovanii hitina i hitozana: Materialy Devjatoj mezhdunarodnoj konferencii, Stavropol'. 2008 g. - M.: VNIRO, S. 234-236.
3. Hitin i hitozan. Poluchenie, svojstva i prime-nenie. Pod. red. K.G. Skrjabina, G.A. Vihorevoj, V. P. Varlamova - M.: Nauka, 2002. - 365 s.
4. Il'ina A.V. Depolimerizacija vysokomo-lekuljarnogo hitozana fermentnym preparatom CeUoviridin G20H // A.V. Il'ina, Ju.V. Tkacheva, V.P. Varlamov // Prikladnaja biohimija i mikrobiologija. - 2002. - T. 38. - № 2. -S. 132-135.
5. Il'ina A.V. Depolimerizacija hitozana hitoliticheskim kompleksom iz Bacillus sp. 739 // A.V. Il'ina, V.P. Varlamov, A.P. Melent'ev // Prikladnaja biohimija i mikrobiologija. -2001. - T. 37. - № 2. - S. 160-163.
Авторы
Албулов Алексей Иванович, д-р биол. наук, профессор Фролова Марина Алексеевна, д-р биол. наук, Варламов Валерий Павлович, д-р хим. наук, профессор, Еремец Владимир Иванович, д-р биол. наук, профессор Елисеев Анатолий Константинович, канд. вет. наук, Ковалева Элана Игоревна, аспирант ВНИТИ биологической промышленности, 141142, Московская обл, г. Щелково, п. Биокомбината, д.17, [email protected]
УДК 637.136
Authors
Albulov Aleksej Ivanovich, Doctor of Biological Sciences, Professor Frolova Marina Alekseevna Doctor of Biological Sciences Varlamov Valerij Pavlovich, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Yeremets Vladimir Ivanovich Doctor of Biological Sciences, Professor Eliseev Anatolij Konstantinovich, Candidate of Veterinary Sciences Kovaleva EHlana Igorevna, graduate student
AU-Russian Scientific-Research and Technological Institute of the Biological Industry,
17, Biokombinata, Schelkovo, Moscow Region, 141142, [email protected]
DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10008
Низколактозные продукты в питании детей
т.А. Антипова, д-р биол. наук; с.в. Фелик, канд. биол. наук; с.в. симоненко, д-р техн. наук; Е.в. сидорова
НИИ детского питания - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, Московская обл., г. Истра
Реферат
Лактазная недостаточность является жизненно важной проблемой для детей, особенно первого года жизни. Непереносимость лактозы предусматривает выбор особого питания - продуктов с низким ее содержанием или с полным отсутствием. Современные технологии позволяют получать низколактозные продукты разными способами.
Ключевые слова
лактоза, лактазная недостаточность, низколактозные продукты Цитирование
Антипова Т.А., Фелик С.В., Симоненко С.В., Сидорова Е.В. (2019) Низколактозные продукты в питании детей // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 19-20.
Low lactose foods in children nutrition
T.A. Antipova, Doctor of Biological Sciences; S.V. Felik, Candidate of Biological Sciences; S.V. Simonenko, Doctor of Technical Sciences; E.V. Sidorova
Scientific Research Institute of Baby Food - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow region, Istra Abstract
Lactase deficiency is a vital issue for children, especially in the first year of life. Lactose intolerance involves the choice of special food - products with low content or with its complete absence. Modern technologies allow obtaining lowlactose products in different ways.
