Ферментативный гидролизат красной смородины, его биохимическая характеристика и применение при получении пищевых продуктов
Скачать 394.17 Kb.
|
2.3. Изучение условий ферментативной обработки мезги ягод красной смородины для увеличения выхода и снижения вязкости сока Известно, что основным препятствием к выделению сока из плодов и ягод является водоудерживающая способность сырья и вязкость жидкой фазы, связанная с наличием некрахмалистых полисахаридов. Причем выход сока и скорость фильтрации определяются в основном степенью расщепления наиболее гидрофильного полимерного компонента пектина. Это - протопектин (компонент межклеточников и клеточных стенок), растворимый пектин клеточного сока и промежуточных форм трансформации протопектина в растворимый пектин. В этой связи с целью увеличения сокоотдачи и снижения вязкости сока для проведения ферментативной обработки ягод красной смородины был выбран ферментный препарат Фрутоцим-Колор, который содержит активный комплекс пектолитических ферментов (табл. 1). 2.3.1. Влияние дозировки ферментного препарата Фрутоцим-Колор на скорость ферментативной реакции в условиях модельного субстрата Кинетические исследования имеют важное теоретическое и практическое значение, так как, имея определенные сведения о кинетике действия фермента, можно подобрать оптимальные условия для его работы и наиболее полно использовать его ферментативную активность на различных стадиях технологического процесса. Правильно оценить ферментативную активность можно только в том случае, если в ходе ферментативной реакции скорость ее не изменяется, и прямопропорционально связана с концентрацией фермента, то есть при условии соответствия реакции кинетике нулевого порядка (V=к[E0]). Кинетические исследования проводили на модельном субстрате (пектин яблочный). Для изучения скорости реакции гидролиза в зависимости от концентрации ферментного препарата в раствор субстрата вносили ферментный препарат Фрутоцим – Колор в концентрациях 1,1; 2,2; 3,3; 4,4; 6,6 ед ПкА/г пектина и вели гидролиз в оптимальных для действия фермента условиях в течение 0,5 часа. Через определенные промежутки времени вискозиметрическим методом определяли вязкость субстрата. Кинетические кривые, иллюстрирующие снижение вязкости (%) субстрата и зависимость начальной скорости Vо реакции от концентрации ферментного препарата, представлены на рис. 1, 2.  Рис. 1. Кинетические кривые зависимости снижения вязкости субстрата при различных концентрациях Фрутоцим-Колор Концентрации ферментного препарата: 1-1,0 ед. ПкА/г; 2-2,2 ед. ПкА/г; 3-3,3 ед. ПкА/г; 4 - 4,4 ед. ПкА/г; 5-6,6 ед. ПкА/г  Рис. 2. Зависимость начальной скорости реакции от концентрации Фрутоцим-Колор На основании изучения полученных кинетических зависимостей, установлено, что линейная зависимость между скоростью реакции и концентрацией ферментного препарата Фрутоцим-Колор сохраняется в области концентраций меньше 2,2 ед ПкА/ г пектина (рис. 2). 2.3.2. Изучение ферментативного гидролиза мезги ягод красной смородины ферментным препаратом Фрутоцим-Колор Результаты кинетических исследований явились основой для выбора дозировки и изучения действия ферментного препарата Фрутоцим-Колор при проведении ферментативного гидролиза мезги ягод красной смородины. Ф  ерментный препарат вносили в мезгу ягод красной смородины в различных концентрациях 1,1–6,6 ед. ПкА/г пектина (0,005-0,03 % к массе ягод) и вели гидролиз в оптимальных для действия фермента условиях (t=45 0C) в течение 3-х часов. Результаты исследований (рис. 3 а, б) показывают, что ферментативный гидролиз целесообразно вести в течение 1,5 час. при дозировке ферментного препарата 2,2 ед. ПкА/ г пектина. Выход сока увеличивается на 33 %, вязкость на 85 %. Дальнейшее увеличение длительности не дает существенных результатов.а)  б) Рис. 3. Влияние Фрутоцим-Колор на: а) динамику выхода сока; б) динамику снижения вязкости Концентрации ферментного препарата: 1 - 1,1 ед. ПкА/г; 2 - 2,2 ед. ПкА/г; 3 - 3,3 ед. ПкА/г; 4 - 4,4 ед. ПкА/г; 5 - 6,6 ед. ПкА/г 2.3.3. Изучение ферментативного гидролиза мезги ягод красной смородины ферментным препаратом Ксибитен-Цел Известно, что мацерирующее действие пектолитических ферментов усиливается действием целлюлолитических и гемицеллюлолитических ферментов. В этой связи, с учетом наличия в ягодах красной смородины целлюлозы и гемицеллюлозы (табл. 2), для интенсификации сокоотделения нами был выбран ферментный препарат Ксибитен-Цел, обладающий высокими экзо- и эндоглюканазной и ксиланазной активностями (табл. 1). Для выбора дозировки с целью проведения ферментативного гидролиза в мезгу ягод красной смородины вносили ферментный препарат в различных концентрациях 29-129 ед. ГцА/ г гемицеллюлозы (0,005 - 0,04 % к массе ягод) и проводили гидролиз в оптимальных для действия фермента условиях (450С) в течение 3-х часов. Контролем служил сок, полученный при тех же условиях, но без добавления ферментного препарата. Как видно из представленных данных (рис. 4 а, б), ферментативный гидролиз целесообразно проводить при концентрации ферментного препарата 58 ед. ГцА/г гемицеллюлозы и длительности гидролиза 1,5 часа.  
Выход сока увеличивается на 21 %, а содержание РВ в пересчете на глюкозу в 1,3 раза по сравнению с соком, полученным без применения ферментного препарата, и составляет 68 мг/мл. 2.4. Влияние МЭК на основе ферментных препаратов Фрутоцим-Колор и Ксибитен-Цел на гидролиз полисахаридов мезги ягод красной смородины 2.4.1. Определение состава МЭК с применением методов математического планирования Результаты исследований, представленные в разделах 2.3.2 и 2.3.3., дают основание предполагать, что применение мультэнзимной композиции (МЭК) на основе на основе ферментных препаратов Фрутоцим-Колор и Ксибитен-Цел, позволит получить больший эффект, чем при раздельном их использовании, по выходу сока, и, как следствие, приведет к увеличению выхода в ферментативный гидролизат ягод красной смородины (ФГС) физиологически функциональных ингредиентов ягод красной смородины. Для определения оптимального композиционного состава МЭК и длительности гидролиза использовали метод математического моделирования на основе униформ - ротатабельного планирования. Критериями для оценки значимости влияния исследуемых ферментных препаратов Ксибитен-Цел и Фрутоцим-Колор в составе МЭК служили выход сока (У1) и накопление редуцирующих сахаров (У2). В качестве исследуемых факторов – Х1-различное соотношение Фрутоцим-Колор и Ксибитен-Цел в составе МЭК, %; Х2 – длительность гидролиза; На основании математической обработки полученных результатов были получены регрессионные уравнения, описывающие зависимость У1 и У2 от исследуемых факторов Х1 и Х2 . Графическая интерпретация полученной математической зависимости У1 от исследуемых факторов Х1 и Х2 представлена на рис 5. Максимальный выход сока наблюдался при условии применения МЭК, в котором концентрация Фрутоцим-Колор составляет 1,1 ед. ПкА/г пектина и Ксибитен-Цел 29 ед. ГцА/г гемицеллюлозы и длительности гидролиза 2 часа. При этом выход сока увеличивается на 40% и содержание РВ в 1,4 раза по сравнению с соком, полученным без применения ферментных препаратов и составляет 74 мг/мл. Данные по выходу сока, полученного с использованием МЭК, показывают, что этот показатель выше , чем при раздельном применении ферментных препаратов, при этом следует отметить, что дозировка ферментных препаратов в составе МЭК уменьшена в 2 раза.  Рис. 5. Влияние соотношения ферментных препаратов и продолжительности гидролиза на выход сока из ягод красной смородины 2.4.2. Влияние ферментативной обработки с использованием МЭК на выход физиологически функциональных ингредиентов в ферментативный гидролизат ягод красной смородины Для исследования влияния условий ферментативной обработки с использованием МЭК на выход физиологически активных ингредиентов ягод красной смородины в растворимую часть ФГС проводили сравнительный анализ по их содержанию в ФГС и соке, полученном без применения ферментных препаратов (контроль). Полученные данные представлены в табл. 3 и на рис. 6, 7. Полученные данные убедительно показывают, что проведение ферментативной обработки ягод красной смородины способствует значительному повышению экстрактивной способности растительной ткани и переводу в растворимую часть ценных биологически активных веществ ягод. Увеличивается выход органических кислот, в том числе лимонной, D-изолимонной и L-яблочной кислот соответственно в 1,3; 1,4; 1,7 раза, витамина С в 1,8 раза, биоактивных полифенольных соединений в 2,9 раз, антоцианов в 1,7 раз, катехинов в 1,6 раз (рис. 6, 7). Таблица 3 Влияние обработки мезги ягод красной смородины с использованием МЭК на выход функциональных ингредиентов
  Более полная экстракция ценных физиологически активных ингредиентов ягод, по всей видимости, благоприятно скажется на химическом составе ФГС и обусловит проявление им полезных для здоровья свойств. 2.5. Биохимическая характеристика ферментативного гидролизата ягод красной смородины 2.5.1. Изучение ингредиентного состава ферментативного гидролизата ягод красной смородины Результаты проведенных исследований по изучению химического состава ФГС(табл.4) показывают, что ФГС существенно превосходит сок ягод красной смородины, полученный без ферментативной обработки, по содержанию в нем группы полифенольных соединений – в 2 раза, антоцианов и катехинов – в 1,2 раза (235,6 мг/л и 245,2 мг/л соответственно), витамина С – 1,3 раза (110 мг/л), РВ – в 1,4 раза (7,4 г/100мл). Таблица 4 Химический состав сока и ФГС
Данные хроматографических исследований свидетельствуют, что катехины ФГС из сока представлены эпигаллокатехином, катехином и эпикатехином, обнаружены также их эфиры с галловой кислотой (табл. 5). Таблица 5 Состав (мг/л) катехинов в соке и ФГС
Установлено увеличение содержание катехинов в ФГС по сравнению с соком, полученном без ферментативной обработки, в том числе эпигаллокатехина в 1,4 раза, катехина в 1,1 раза, эпикатехина – 1,6 раза. В общей группе катехинов сока и ФГС преобладает катехин – (почти 60 %) (табл. 5). Проведение ферментативной обработки мезги ягод красной смородины способствует более полной экстракции антоциановых соединений, благодаря чему стало возможным определение в составе антоцианов ФГС еще одной разновидности антоцианов, присутствие которой в соке (контроль) выявлено не было (Цианидин – 3 – софорозид – 4,2 %) (табл. 6). Таблица 6 Состав антоцианов в соке и ФГС
Результатами хроматографических исследований установлено, что соотношение различных антоцианов в соке и ФГС примерно одинаково, а большая часть приходится на цианидин-3-глюкозилрутинозид (более 60%). Одно из ключевых свойств флавоноидов – их антиоксидантная активность, причем благоприятное сочетание аскорбиновой кислоты (витамин С) (ее содержание – 110 мг/л) с флавоноидными соединениями ФГС будет способствовать более мощному антиоксидантному эффекту, стабилизации витамина и повышению эффективности его действия. Важными компонентами ФГС являются органические кислоты. Среди определенных в ФГС органических кислот доминирует лимонная кислота (18,92 г/л), в меньших количествах присутствует L-яблочная (8,22 г/л) и D-изолимонная (81,00 мг/л). Среди фенольных кислот обнаружена галловая (0,2 мг/л), которая также относится к соединениям антиоксидантного ряда и ее присутствие носит позитивный характер. Анализ качественного состава сахаров выявил наличие богатого и разнообразного их набора, в том числе гексоз и пентоз, являющихся структурными компонентами гемицеллюлоз (табл.7). Таблица 7 Состав сахаров ФГС
Содержание основных энергонесущих компонентов глюкоз и фруктозы в общем балансе сахаров составляет 37,4%. Важным обстоятельством является присутствие в составе ФГС маннозы (13,8 %), которая обладает физиологической активностью и иммуностимулирующим действием. Установлено, что ФГС обладает благоприятным сочетанием минеральных веществ (Na, Ca, Mg, K, P и др.), что дополняет его полезные свойства. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
