Ферментативный гидролизат красной смородины, его биохимическая характеристика и применение при получении пищевых продуктов
Скачать 394.17 Kb.
|
На правах рукописи ЧЕРНОБРОВИНА АНТОНИНА ГРИГОРЬЕВНА Ферментативный гидролизат красной смородины, его биохимическая характеристика и применение при получении пищевых продуктов Специальность: 03.00.04 - Биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Алексеенко Елена Викторовна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Новиков Николай Николаевич кандидат биологических наук, доцент Витол Ирина Сергеевна Ведущая организация: ГНУ ВНИИ пищевой биотехнологии Защита состоится « 25 » декабря 2008 г. в часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.148.07 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе,11, ауд. 229, корпус А. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Совета. Автореферат разослан «25» ноября 2008 г. Ученый секретарь Совета д.т.н., проф. Богатырева Т.Г. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Среди многочисленных проблем социально-экономического развития общества одной из наиболее важных является проблема питания, в настоящее время общепризнана взаимосвязь между характером питания и здоровьем, в том числе с развитием хронических неинфекционных заболеваний. По мнению специалистов современных, отечественных и зарубежных лидеров в области нутрициологии «формула пищи» ХХI века представляет собой сумму нескольких слагаемых и связана, в частности, с постоянным использованием в рационе функциональных пищевых продуктов, которые полезны для здоровья и снижают риск развития связанных с питанием заболеваний (в частности, сердечно-сосудистых, остеопороза и др.) за счет наличия в их составе физиологически функциональных ингредиентов, обладающих способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций и метаболических реакций организма человека. Поэтому создание функциональных пищевых продуктов является одним из приоритетных направлений пищевой промышленности. Одним из путей решения задачи по созданию функциональных пищевых продуктов является использование при получении традиционных продуктов питания природных сырьевых ресурсов, в частности, плодово-ягодного сырья, которое содержит широкое многообразие физиологически функциональных ингредиентов (пищевые волокна, витамины, β-каротин, флавоноиды, антоцианы, антиоксиданты, пребиотики, некоторые минеральные вещества, органические кислоты, и др.). Среди большого разнообразия плодово-ягодного сырья безусловного внимания заслуживают ягоды красной смородины. Эта ягодная культура широко культивируется в средней полосе России, дает стабильно высокие урожаи. Однако ассортимент пищевых продуктов с использованием этой ценной ягодной культуры довольно ограничен. Поэтому одной из первостепенных задач научных разработок в области переработки ягод красной смородины является наиболее полное использование их природного потенциала, пищевого и биологического, что может достигаться за счет ферментативной деградации клеточных стенок ягод, основу которых составляют белково-углеводно-фенольные комплексы. Этот аспект может и должен быть признан как один из приоритетных в повышении эффективности применения ягод красной смородины в пищевой промышленности, и обусловливает актуальность и значимость представленных исследований Цель работы. Научное обоснование условий ферментативной обработки ягод красной смородины для максимального извлечения в ферментативный гидролизат полезных для здоровья микроингредиентов, изучение химического состава и функциональных свойств гидролизата и технологических аспектов его применения в составе рецептур напитков и кондитерских изделий. В соответствии с поставленной целью были определены задачи исследования: Изучение химического состава ягод красной смородины. Выбор ферментных препаратов пектолитического, целлюлолитического и гемицеллюлазного действия и изучение влияния условий ферментативной обработки ягод на выход и вязкость сока. Обоснование целесообразности создания и определение оптимального композиционного состава МЭК (мультэнзимной композиции) на основе ферментных препаратов Фрутоцим-Колор и Ксибитен-Цел с использованием методов статистического моделирования и изучение условий проведения ферментативного гидролиза. Изучение и сравнительный анализ химического состава, антиоксидантной активности и детоксицирующих свойств ферментативного гидролизата ягод красной смородины (ФГС) и сока, полученного без ферментативной обработки ягод. Исследование и выбор условий концентрирования ферментативного гидролизата, как технологической основы его применения в составе рецептур напитков и пищевых продуктов. Изучение химического состава, антиоксидантной активности и микробиологических показателей концентрата ферментативного гидролизата ягод красной смородины (КФГС). Проведение исследований и разработка технологических рекомендаций по применению КФГС в качестве источника природных красителей, микронутриентов и физиологически функциональных ингредиентов в рецептурах нового безалкогольного негазированного напитка и начинок типа «Суфле» для кондитерских изделий. Разработка технических условий на КФГС, проведение производственных испытаний, оценка показателей качества и пищевой ценности пищевых продуктов и напитков, полученных с использованием КФГС. Научная новизна. Впервые на основании изучения химического состава, антиоксидантной активности и детоксицирующих свойств соковой фракции ягод красной смородины показано, что проведение ферментативной обработки ягод комплексными ферментными препаратами Фрутоцим-Колор и Ксибитен-Цел способствует существенному увеличению выхода в ферментативный гидролизат (по сравнению с соком, полученным без проведения ферментативной обработки) физиологически функциональных микроингредиентов ягод, которым отводится важная роль при получении функциональных пищевых продуктов. Определены условия ферментативной обработки ягод красной смородины с использованием МЭК для получения максимального эффекта (по сравнению с соком, полученным без ферментативного гидролиза) по выходу в ФГС микронутриентов – витамина С, минеральных веществ, органических кислот, флавоноидов, антоцианов. Получены данные, характеризующие состав органических кислот (L-яблочная, лимонная, Д-изолимонная, галловая), катехинов (эпигаллокатехин, эпикатехин, эпигаллокатехин галлат, галлокатехин галлат, эпикатехин галлат, катехин), антоцианов (цианнидин-3-ксилозилрутинозид, цианидин-3-глюкозилрутинозид, цианидин-3-рутинозид, цианидин-3-софорозид) в соке и ФГС. Установлено, что соотношение различных антоцианов в соке и в ФГС примерно одинаково, а большая часть приходится на цианидин-3-глюкозилрутинозид (более 60 %). В гидролизате обнаружен цианидин-3-софорозид, присутствие которого не было обнаружено в соке, полученном без ферментативной обработки. Выявлено существенное преобладание в общей группе катехинов, присутствующих в ФГС катехина (почти 60 %). Установлено, что проведение ферментативной обработки мезги ягод красной смородины способствует увеличению выхода и снижению вязкости сока, приводит к увеличению содержания редуцирующих сахаров. Получены данные по составу моносахаридов в ФГС, которые дают основание предполагать наличие в клеточных стенках ягод красной смородины таких разновидностей гемицеллюлоз, как арабиногалактан, глюкоманнан и ксилоглюкан. На примере связывания свинца выявлены детоксицирующие свойства ФГС по отношению к «тяжелым» металлам, а также более высокая антиоксидантная активность ФГС и его концентрата по сравнению с соком, полученным без ферментативной обработки. Практическая значимость. Определены условия концентрирования ФГС в ориентации на использование полученного концентрата в рецептурах напитков и пищевых продуктов, как источника физиологически функциональных ингредиентов. Дана характеристика концентрата по органолептическим показателям, антиоксидантной активности, качественному и количественному составу катехинов и антоцианов, содержанию витамина С, минеральных веществ, полифенольных соединений и микробиологическим показателям в соответствии с СанПиН. Разработаны технические условия на КФГС для применения в напитках и пищевых продуктах. Разработана рецептура и проведены производственные испытания в условиях кондитерского концерна «Бабаевский» по применению КФГС при производстве конфет «Суфле с красной смородиной». Показано, что применение КФГС в рецептуре конфет позволяет сократить на 25 % количество вносимого сахара, полностью исключить из рецептуры лимонную кислоту и синтетический краситель. Разработаны технологические рекомендации по применению КФГС при производстве начинок «Суфле». Разработана рецептура нового негазированного безалкогольного яблочно-смородинового напитка и технологическая инструкция по его получению, утвержденная ГУ ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности (ГУ ВНИИ ПБВП). Проведена лабораторно-производственная апробация в условиях ГУ ВНИИ ПБВП. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности России», Оренбург, 2005, на V ежегодной Международной молодежной конференции «Биохимическая физика» (Москва, 2005), V Международной научно–практической конференции «Технологии и продукты здорового питания»,2007, на Международной научно-практической конференции « Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, РТУ им. Д.И. Менделеева, 2008). Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 8 работ. Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, и приложений. Содержание диссертационной работы изложено на 183 листах машинописного текста, проиллюстрировано 22 рисунками и 24 таблицами. Список литературы включает 253 источника отечественных и зарубежных авторов. 1. Обзор литературы В обзоре литературы дан анализ и обобщены данные о свойствах и строении некрахмалистых полисахаридов растительного сырья. Рассмотрены современные представления о свойствах и механизме действия ферментов, гидролизующих некрахмалистые полисахариды. Проведен анализ научно-технической литературы по применению ферментных препаратов для обработки плодово-ягодного сырья в пищевой промышленности. 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Объекты и методы исследования В качестве объектов исследования использовали красную смородину, произрастающую в средней полосе Российской Федерации, летнего урожая, следующих сортов: «Чулковская», «Голландская красная», «Ненаглядная» и ферментные препараты: «Ксибитен-Цел» производитель «Biovet» (Болгария), «Фрутоцим-Колор» производитель «Эрбсле» (Германия). Характеристика ферментных препаратов представлена в табл. 1. Таблица 1 Характеристика ферментных препаратов
Для определения активностей и изучения свойств ферментных препаратов применяли общепринятые методики. Клетчатку определяли по методу Кюшнера и Ганека, определение общего количества гемицеллюлоз осуществляли методом, основанным на гидролизе гемицеллюлоз исследуемого продукта соляной кислотой, лигнин определяли модифицированным методом Клаксона. Определение общего белка осуществляли методом Къельдаля. Содержание растворимого белка определяли по методу Лоури. Общий сахар определяли по методу, основанному на окислении общего сахара дихроматом калия в сильнокислой среде. Редуцирующие сахара определяли по методу Шорля. Содержание пектиновых веществ определяли карбазольным методом. Содержание органических кислот - ферментативным методом. Определение витаминов, состава антоцианов, катехинов, антиоксидантной активности и углеводного состава проводили с использованием метода ВЭЖХ по методикам, разработанным ГУ НИИ питания РАМН. Суммарное содержание фенольных соединений определяли модифицированным методом Фолина-Чокальтеу. Влажность определяли титрованием по методу Карла Фишера с использованием аппаратуры швейцарской фирмы «Metrohm». Содержание макро- микроэлементов определяли методом эмиссионного и атомно-абсорбционного спектрального анализа, переменно-токовой полярографии и инверсионной вольтамперометрии. Активную и титруемую кислотность определяли потенциометрическим методом. Микробиологическую оценку КФГС проводили в соответствии с правилами и нормами СанПиН 2.3.2.1078-01. Математическое планирование и обработку экспериментальных данных осуществляли методом центрального униформ – ротатабельного планирования с последующей графической интерпретацией параметров оптимизации с помощью программ Excel, MatStat и Statistica.Результаты исследований после статистической обработки представлены на рисунках и оформлены в виде таблиц. 2.2. Изучение химического состава ягод красной смородины Анализ химического состава ягоды показывает, что красная смородина обладает высокой пищевой ценностью (табл. 2). Это связано с присутствием в ее составе богатого комплекса ценных биологически активных веществ (витаминов РР, β-каротин, витамин С и Е), биоактивных полифенольных соединений, антоцианов, катехинов, органических кислот, минеральных веществ. Поэтому ягоды красной смородины представляет несомненный интерес для получения продуктов питания функционального назначения. Таблица 2 Химический состав ягод красной смородины
Однако использовать ягоды красной смородины для этих целей (без предварительной обработки) недостаточно эффективно, поскольку значительная часть ценных микронутриентов прочно удерживается структурными образованиями клеточной стенки, формирующими сложные белково-углеводно-фенольные комплексы. Поэтому для наиболее полного использования полезных для здоровья человека ингредиентов ягод перспективным представляется проведение ферментативной обработки ягод красной смородины ферментными препаратами пектолитического, целлюлолитического и гемицеллюлазного действия. За счет частичной биодеградации основных структурных биополимеров клеточной стенки (клетчатки, гемицеллюлозы и пектиновых веществ) можно существенно повысить экстрактивную способность растительной ткани, увеличить выход и повысить ценность готового продукта (сока) за счет перевода значительной части физиологически функциональных ингредиентов ягод в растворимую часть. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | В соответствии с федеральным законом №29 фз от 02. 01. 2000 г. «О... Фз от 02. 01. 2000 г. «О качестве и безопасности пищевых продуктов» безопасностью пищевых продуктов считается состояние обоснованной... | | Реферат по дисциплине: Химия На тему: Способы разделения смесей Ение смеси – это физический процесс. Физические методы разделения веществ широко используются в химических лабораториях, при получении... |
 | I. рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры Целью освоения дисциплины «Вода пищевых продуктов» является приобретение теоретических знаний о физико-химических свойствах воды... | | Рабочая программа дисциплины Основная цель освоения дисциплины сводится к формированию знаний в области проектирования продуктов и технологических процессов пищевых... |
| Контроль качества пищевых продуктов. Органолептическая оценка, как... Настоящие методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Введению в специальность» предназначены для студентов, обучающихся... | | Способ вакуумирования пищевых продуктов и устройство для их хранения (вакуумный контейнер) Е ёмкостью 4 литра. Для создания в них высокого вакуума потребовалось бы значительное утолщение стенок, что приведёт к увеличению... |
| К вопросу о получении гранулированной лигатуры состава Cu-Zn-Ag Лабораторный практикум по нанотехнологиям для студентов старших курсов специальности «биохимическая физика» | | Безопасность пищевых продуктов К пищевым заболеваниям относятся заболевания людей, возникающие при потреблении продуктов питания с наличием в них опасных для человека... |
| Программа рекомендуется для направления подготовки (специальности)... «Безопасность пищевых продуктов» является подготовка выпускника к профессиональной деятельности в правовых, экономических и организационных... | | Программа рекомендуется для направления подготовки (специальности)... «Безопасность пищевых продуктов» является подготовка выпускника к профессиональной деятельности в правовых, экономических и организационных... |
| Научное обоснование и практические аспекты разработки и оценки потребительских... Специальность 05. 18. 15 – товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания | | Улучшение системы менеджмента качества кондитерского предприятия... Работа выполнена на кафедре «Управление качеством и безопасностью пищевых продуктов и производств» гоувпо «Московский государственный... |
| Программы дисциплин электротехника введение краткая характеристика... Электрическое поле и его основные характеристики. Электропроводность. Электрический ток и его разновидности. Характеристики тока.... | | Программа кандидатского экзамена по специальности 05. 18. 15 «Технология... Научная специальность 05. 18. 15 «Технология и товароведение пищевых продуктов, и функционального, и специализированного назначения... |
| Научное обоснование принципов проектирования состава и потребительских... Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания | | Голодание и здоровье голодание может спасти вашу жизнь правильное сочетание пищевых продуктов Питание и здоровье детского населения. Основы рационального питания. Использование бад и пищевых добавок в питании детей |
