Уважаемые коллеги! Мы рады приветствовать вас на нашем сайте! Серия «Пищевые и биотехнологии» Вестника ЮУрГУ была создана в первом полугодии 2013 году и в настоящее время представлена четырьмя выпусками в год. Основная цель журнала «Вестник ЮУрГУ». Серия «Пищевые и биотехнологии» состоит в том, чтобы осуществлять вклад в развитие современной науки в области биотехнологий и технологий пищевых производств посредством предоставления результатов фундаментальных и прикладных научных исследований, расширяющих и углубляющих понимание важнейших проблем технологии ведения процессов, экологической безопасности, оптимизации качества, пищевого инжиниринга, физиологии питания и путей их решения. Миссия серии заключается в развитии кадрового потенциала российской науки, обеспечения широкого распространения и продвижения в кругах профессиональной аудитории результатов научных исследований высокого качества и использовании их в практике пищевых и перерабатывающих предприятий. Серия «Пищевые и биотехнологии» предоставляет возможность исследователям опубликовать результаты собственной научной деятельности и познакомиться с работами коллег из России, стран ближнего и дальнего зарубежья. Материалы, опубликованные в журнале, будут интересны и полезны для проведения научных исследований, написания научно-исследовательских работ, кандидатских и докторских диссертаций. Результаты работ могут быть представлены в форме как обзорных, так и оригинальных статей, а также (для молодых ученых, магистрантов и аспирантов) в форме кратких сообщений. Приглашаем к сотрудничеству всех авторов, разделяющих цели и задачи Вестника ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». Ответственный редактор
ПРОБИОТИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ НА ОСНОВЕ БИФИДО-, ЛАКТОБАКТЕРИЙ И ПЕПТИДНЫХ УЛЬТРАЛИЗАТОВ
Рассматриваются приоритеты в биотехнологии и нутрициологии. Особое внимание уделяется разработке пробиотических продуктов специализированного назначения, направленных на формирование микробиома и обеспечение качества жизни. Разработан пробиотический продукт в форме БАД на основе пробиотиков: бифидо- (Bifidobacterium bifidu, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve), лактобактерий (Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus) и пептидных ультрализатов (Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium arabinosum). В качестве пребиотиков использованы: лактулоза, бета-глюкан и фибригам. В состав рецептуры включены витамин В1 (тиамин,) и В6 (пиридоксин), которые являются коэнзимами ферментов и необходимы для нормального роста и развития бактерий в кишечнике человека. Научно обоснована рецептура биокомплекса в форме БАД, дана характеристика биологически активных ингредиентов. Установлены регламентируемые показатели качества разработанного биокомплекса: органолептические – порошок от белого до кремового цвета, допустимы вкрапления, запах и вкус специфические; содержание бета-глюканов, мг, в 1 капсуле – от 12 до 18. Изучены санитарно-гигиенические и санитарно-токсикологические показатели безопасности по истечении 16 месяцев изготовления продукта при температуре от 2 до 6 °С и относительной влажности воздуха не более 60 %, что позволило определить сроки и режимы хранения – 1 год при указанных выше условиях. Разработанный пробиотический биокомплекс рекомендуется в качестве общеукрепляющего и профилак-тического средства для поддержания нормальной флоры тонкого и толстого кишечника, профилактики кишечных инфекций, нормализации пищеварения и формирования здорового иммунитета. Действующие вещества специализированного продукта обладают синергическими свойствами и формируют его пробиотическую направленность.
Copyright (c) 2025 Пищевые и биотехнологии
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КРАСНЫХ СУХИХ ВИН С УЧЕТОМ ПИРАЗИНОВОГО КОМПЛЕКСА СЫРЬЯ
Проведено сравнение технологий переработки винограда для снижения нежелательных «зеленых» тонов в красных сухих винах, обусловленных метоксипиразинами (МП), для сорта Гранатовый. Проанализировано пять технологических вариантов: контроль (брожение сусла на мезге); углекислотная мацерация целых гроздей; термовинификация (нагрев мезги до 40 °C); ферментация мезги ферментными препаратами; выдержка в бутылке. Концентрации ключевых МП (ИБМП, ИПМП, ЭМП, СБМП) определяли методом газожидкостной хроматографии после пробоподготовки, включавшей криоконсервацию образцов (–40 °C), экстракцию толуолом и центрифугирование. Органолептическую оценку проводили по ГОСТ 32051-2013. Минимальное содержание суммы пиразинов зафиксировано при углекислотной мацерации (0,009 мкг/дм³) и термовинификации (0,011 мкг/дм³), контроль (0,049 мкг/дм³). Установлены доминирующие МП в винах – ИБМП (3-изобутил-2-метоксипиразин) и ИПМП (2-изопропил-3-метоксипиразин). Наивысшая дегустационная оценка (8,0 баллов) выявлена у варианта с термовинификацией, характеризующегося ягодно-черносливовыми нотами и сниженными «зелеными» тонами. Контрольный образец (7,8 балла) имел выраженные овощные и перечные оттенки. Термовинификация мезги доказала эффективность как метод управления пиразиновым комплексом: снижение ИБМП и ИПМП на 80–85 % коррелирует с улучшением органолептического профиля. Технология обеспечивает формирование сбалансированных фруктовых характеристик вина и рекомендована для производственного внедрения. Углекислотная мацерация, хотя и минимизирует МП (0,009 мкг/дм³), показала более низкий сенсорный потенциал (7,7 балла). Результаты подтверждают возможность технологической коррекции «пиразиновых» дефектов сырья на этапе переработки винограда.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БИОБЕЗОПАСНОСТИ СЫРОПРИГОДНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ
Одной из проблем животноводства является достаточность и биобезопасность кормовой базы, а также высокий уровень цен на кормовые концентраты, специально приготовленные и наиболее физиологически приемлемые продукты, главным образом растительного и животного происхождения, содержащие в доступной форме необходимые животному питательные вещества, не оказывающие вредного влияния на здоровье животных и качество получаемой от них продукции. Последствия глобального потепления климата определяют комплекс неблагоприятных факторов для сельскохозяйственных культур, снижая урожайность на фоне засухи и экстремальных дождей, достаточность продовольственного сырья для пищевых и фуражных целей, биобезопасность кормов. Одним из наиболее важных рисков, обусловленных изменением климата, особенно значимых для зерновых культур стало загрязнение микотоксинами. Данные продуценты являются вторичными метаболитами мицелиальной микрофлоры, проявляющими токсичное действие на человека и животных. В связи с представленной выше проблемой является актуальным поиск и разработка инновационных технологических решений обеззараживания, что возможно при детальном глубинном изучении микотоксинов с применением квантово-химических вычислений. Целью данного исследования стало изучение геометрических параметров, стабильности, реактивности молекул двух микотоксинов дезоксиниваленола (ДОН) и зе-араленона (ЗЕН), определяющих риски снижения качества и безопасности кормового сырья для лактирующих животных, и их влияние на показатели сырьевой пригодности про-изводимого молочного сырья. В ходе квантово-химических вычислений был сформирован массив данных, который будет полезен для дальнейшего изучения взаимодействия мико-токсинов с белками зерна пшеницы, что открывает новые возможности для исследования микотоксинов и их свойств в составе сельскохозяйственных культур с целью минимизации возможных рисков в трофических цепях.
РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АНТОЦИАНОВОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ ЧЁРНОГО РИСА
Биологически активные вещества – антоцианы, получаемые из некоторых видов растительного сырья, могут эффективно использоваться в пищевой промышленности. Целью настоящего исследования является разработка способа получения сухой формы экстракта черного риса для его последующего использования в качестве функциональной добавки и натурального пищевого красителя. В качестве объектов исследования рассмотрены: черный рис; экс-тракт черного риса с концентрацией сухих веществ 0,010–0,024 кг/кг; концентрированный экстракт черного риса с концентрацией сухих веществ 0,10–0,15 кг/кг (концентрат); экстракт черного риса в виде тонкодисперсного порошка (сухая форма) с концентрацией сухих веществ 0,95 кг/кг. Для получения экстрактов использован черный рис сорта «Мулатка» и черный рис сорта «Южная ночь». Проведен анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования. Изучены способы экстракции антоцианов из различного сырья и различные методы интенсификации процесса извлечения ценных компонентов из растительного сырья. Для получения антоцианов из черного риса и их использования в пищевой промышленности целесообразно разработать технологию, основанную на водной экстракции. С целью интенсификации массообмена при экстракции предложено применять ультразвуковую обработку экстракционной смеси и ее циркуляционное перемешивание. Выполнены исследования процессов ультразвуковой экстракции антоцианов из черного риса и распылительной сушки полученного экстракта. Предложен способ получения сухого экстракта черного риса, основанный на рациональном сочетании взаимозависимых процессов формирования экстракционной смеси, ультразвуковой экстракции, фильтрации, вакуум-выпаривания и распылительной сушки. Представлена машинно-аппаратурная схема способа, которая позволяет спроектировать промышленное предприятие или производственный участок по выпуску сухой формы экстракта черного риса для его последующего использования в качестве функциональной добавки и натурального пищевого красителя.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРИЗАЦИИ ЖЕЛЕЙНОГО МАРМЕЛАДА НА АГАРОВЫХ ПОЛИСАХАРИДАХ И ПЕКТИНАХ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ САХАРОВ
Мармелад является одним из самых популярных фруктовых продуктов благодаря своей низкой стоимости, доступности в течение всего года и привлекательным вкусовым качествам. Важнейшей особенностью производства мармелада является однородность. В небольших масштабах данная цель легкодостижима, однако совсем другое дело – регулярно воспроизводить те же результаты в заводских условиях. Еще одной проблемой изготовления мармелада является высокое содержание в нем сахара (до 70 %), наличие искусственных красителей, ароматизаторов, что не приносит пользы организму человека. Таким образом, возникает потребность уменьшения доли сахара и синтетических ингредиентов в конечном продукте с сохранением его высоких желирующих и реологических свойств. С учетом отмеченного в статье рассмотрены особенности структуризации желейного мармелада на агаровых полисахаридах и пектинах с низким содержанием сахаров. Отдельно в процессе исследования приведена классификация различных плодов по уровню содержания пектина. Также представлены результаты эксперимента, в рамках которого при различных процентных соотношениях многокомпонентной плодово-ягодной пасты (10; 20; 30 и 40 % от общей массы) проводился анализ реологических свойств мармеладных масс. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что об-разцы по физико-химическим показателям отвечают требованиям стандартов на мармелад желейный на агар-агаре. Доля влаги находится в допустимых пределах 14,0...23,0 %; редуцирующих веществ не более 25,0 %, общая кислотность 7,0...21,0 град. Анализ органолептических показателей позволил прийти к заключению, что образцы с добавлением 20 и 30 % многокомпонентной плодово-ягодной пасты были наилучшими. Наибольшее значение прочности при сдвиге имеет образец мармелада с добавлением многокомпонентной пасты в количестве 30 %. Образцы с пектином имеют наименьшее время гелеобразования – достаточно 20 минут для получения постоянной прочности.
ПОЛУЧЕНИЕ БЕЛКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МАСЛИЧНОГО СЫРЬЯ
Целью настоящего исследования стала оценка возможности получения белковых концентратов из жмыха масличных культур с использованием процессов ферментативного гидролиза. Белок является одним из наиболее дефицитных нутриентов, нехватка которого в рационе питания человека может иметь крайне негативные последствия для организма. Согласно отчету ВОЗ, более 58 % населения планеты испытывают нехватку белка. Необходимость обеспечения населения белковыми компонентами приобретает особую значимость и привлекает все больше внимания исследователей в этой области. Важной задачей для решения этой проблемы является расширение сырьевой базы, поиск новых технологических приемов, позволяющих реализовать принципы биоэкономики замкнутого цикла и обеспечивать достаточную степень эффективности технологии получения белковых препаратов. В этом ключе особый интерес представляет использование ресурсосберегающих технологий и вторичных сырьевых ресурсов. Объектами настоящего исследования являлись образцы жмыха масличных культур, полученных после холодного прессования подсолнечника, конопли и льна. Получение белковых препаратов базировалось на использовании двух технологических подходов: солевая экстракция и ферментативный гидролиз с применением комплекса ферментов (Целлолюкс А + Глюкаваморин). Представлены результаты оценки химического состава исследуемых жмыхов, установлено, что наиболее высоким содержанием белка отличается жмых конопляный (33,3 ± 0,4 %). Полученные результаты показали эффективность использования ферментативного гидролиза для увеличения выхода белка в сравнении с солевой экстракцией. Так, выход белка из жмыха подсолнечника увеличился на 33,1 %, из жмыха конопли – на 24,8 %, из жмыха льна – на 36,5 %. Исследование функционально-технологических свойств белковых препаратов показало более высокие значения оцениваемых показателей для белковых препаратов, полученных с применением ферментативного гидролиза.
МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОВАРНОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ АССОРТИМЕНТА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ НА ПРОДОВОЛЬСТВЕННОМ РЫНКЕ
На российском рынке пищевой продукции стремительно усиливается конкуренция: появляются новые бренды, меняется конъюнктура рынка, ускоряется процесс заключения или расторжения сделок с партнерами, растет уровень неопределенности, что требует грамотной ассортиментной политики. Важным направлением управления ассортиментом товаров можно считать ориентацию на запросы потребителей, что требует выявления покупательского спроса путем маркетинговых исследований и анализа рынка. В статье представлены результаты проведенных исследований товарного предложения ассортимента кисломолочных продуктов, реализуемых в розничных торговых точках различного типа в системе российской розничной сети супермаркетов г. Орла. Приведены данные о структуре кисломолочных напитков, проанализированы основные производители, определены товарные марки. Анализируемый рынок кисломолочных напитков можно охарактеризовать как насыщенный. Кефир в общей структуре ассортимента кисломолочных продуктов занимает первое место (от 20 до 39,3 %). Кроме традиционного кефира на продовольственном рынке представлен кефир без-лактозный, кефир с фруктово-ягодными наполнителями, кефир, обогащенный лактулозой и витаминами. Йогурт и ряженка занимает от 10 до 29,4 % и от 13 до 22 % соответственно. Кроме российских производителей в торговых сетях г. Орла представлена кисломолочная продукция из Беларуси (от 3,6 до 9,4 %). Типы упаковки включают жесткую (ПЭТ-бутылка, полистирольный стакан, картонная «Тетра-Пак», стеклянная бутылка) и мягкую (пластиковый кувшин Ecolean и «Фин-Пак»). Сроки хранения кисломолочных продуктов составляют от 5–7 сут. до 19–24 сут. и более 24 сут. Масса фасовки: до 500 г (мл); от 500 до 900 г (мл); от 930 до 1000 г (мл). Жирность колеблется от обезжиренных (до 0,9 %) до повышенной жирно-сти (4–6 %). Наибольшая полнота ассортимента кисломолочных напитков отмечена в ТЦ «Перекресток» (80 %), ТЦ «Атолл» (80 %), «Вкусвилл» (80 %), наименьшая – в ТЦ «Линия» (60 %) и ТЦ «Европа» (60 %).
Актуальные проблемы развития пищевых и биотехнологий
СОНОХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЭРГОСТЕРОЛА
Химический синтез витаминов D2, важного нутриента для организма человека, является сложным из-за асимметричного строения молекулы этого витамина. По этой причине колоссальны перспективы развития биотехнологических подходов синтеза эргостерола как предшественника этого витамина, что составляет основу данной работы. В качестве продуцента предложено использование дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Эти микроорганизмы наиболее хорошо изучены, широко применяются в пищевой отрасли, являются безопасными, достаточно легко культивируются. В качестве питательной среды использовали среду YPD, содержащую дрожжевой экстракт, пептон и декстрозу. В рамках исследования изучали возможность использования ультразвукового воздействия как фактора интенсификации процесса биосинтеза эргостерола дрожжевой клеткой. Ультразвук, с одной стороны, рассматривался как фактор, интенсифицирующий содержание растворенного кислорода в питательной среде, с другой стороны – как фактор стрессового воздействия на сами клетки дрожжей. Культивирование и оценку содержания искомого метаболита вели в сравнении с контрольной питательной средой. В совокупности исследований оценивали физиологическое состояние дрожжей на основе микроскопии и содержание эргостерола в биомассе дрожжей на начало и конец культивирования в двух видах питательных сред (YPD и YPD-УЗВ). Полученные результаты показали жизнеспособность предложенного подхода к культивированию дрожжей Saccharomyces cerevisiae с применением ультразвукового воздействия. Установлено, что обработка ультразвуком приводит к накоплению растворенного кислорода, были установлены оптимальные режимы воздействия – мощность 122 Вт и время 2 мин. Прирост содержания эргостерола в биомассе дрожжей, культивируемой в питательной среде после обработки ультразвуком, составил 13,2 мг %, что 1,21 раза больше, чем в биомассе дрожжей, культивируемых в контрольной питательной среде. Вместе с тем понимание механизма ультразвуковой стимуляции синтеза эргостерола дрожжами еще предстоит изучать.
ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНГРЕДИЕНТОВ В РЕЦЕПТУРЕ БИСКВИТА ШОКОЛАДНОГО С ПОНИЖЕННОЙ КАЛОРИЙНОСТЬЮ
Бисквит как мучное кондитерское изделие, в составе которого присутствуют высококалорийные ингредиенты (масло сливочное, яйца, сахар, какао-порошок), нельзя отнести к низкокалорийным продуктам. С целью получения продукта с пониженной калорийностью была произведена замена высококалорийных продуктов менее калорийным сырьем. Са-хар был заменен на сахарозаменитель Prebiosweet с нулевой калорийностью; часть пшеничной муки высшего сорта – на кукурузную муку с калорийностью 331 ккал (в соотношении 1:3), сливочное масло – на масло растительное (в соотношении 1:1); яйца – на яблочные выжимки; частично какао-порошок – на кэроб (в соотношении 1:2). В работе представлены результаты химического состава трех образцов бисквита шоколадного в сравнении с контрольным образцом, полученные расчетным методом. Снижение калорийности в образце № 2, по сравнению с контрольным образцом, составило 27 %. В образцах № 3 и № 4 снижение калорийности составило соответственно 42,8 и 63 %. В сравнении с контрольным образцом (образец № 1) их энергетическая ценность сокращается более чем на 30 %. Полученные результаты не позволяют данные образцы считать низко-калорийными, так как они содержат более 40 ккал на 100 г продукта. Но в соответствии с ГОСТ Р 55577-2013 бисквиты шоколадные относятся к пищевым продуктам со сниженной калорийностью. Соотношение белков, жиров и углеводов в сбалансированном рационе должно соответствовать пропорции 1:1:4, то есть на 1 часть белков в рационе должно приходиться столько же жиров и в 4 раза больше углеводов. По результатам проведенных исследований наиболее сбалансированным является образец № 4, у которого данное соотношение составляет 1:1:4,2.
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА ДИНАМИКУ РОСТА LACTOBACILLUS SAKEI В ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ С РАЗЛИЧНЫМ БЕЛКОВЫМ СУБСТРАТОМ
В настоящее время большое внимание уделяется изучению природных антимикробных агентов, которые безопасно и эффективно защищают пищевые продукты от развития микробиологической порчи. Исследование антимикробных свойств новых, малоизученных бактериоцинов представляет важную задачу и является актуальным, в связи с этим в последние годы внимание обращено к сакацину – бактериоцину, синтезируемому бактериями Lactobacillus sakei. В качестве объекта исследования использовали лиофилизированную культуру Lactobacillus sakei DSM-20498, а также использовали белковый субстрат сухого ферментативного мясного пептона и сухого экстракта куриного белка. Установлено влияние температурного фактора на динамику роста и накопление биомассы Lactobacillus sakei DSM-20498 при глубинном культивировании на питательных средах с различными белковыми субстратами: мясным пептоном и экстрактом куриного белка. Культивирование осуществляли в лабораторном биореакторе с контролем ключевых физико-химических параметров (pH, температура, скорость перемешивания). Установлено, что культура Lactobacillus sakei DSM-20498 демонстрирует высокую чувствительность к изменениям параметров культивирования, в том числе температурному режиму и составу белкового субстрата. Наибольшая удельная скорость роста Lactobacillus sakei DSM-20498 достигалась при температуре (32 ± 1) °C. Максимальное значение μ (0,63 ч–1) и наибольший прирост биомассы культуры (9,0 lоg КОЕ/см³) наблюдался на питательных средах с мясным пептоном, отличающимся низкомолекулярным составом белковых веществ. Таким образом, температура (32 ± 1) °C и использование пептона в качестве источника белка в питательных средах является предпочтительными для культивирования Lactobacillus sakei DSM-20498 с целью максимального накопления биомассы.
КОНТЕНТ-АНАЛИЗ ИННОВАЦИОННЫХ РАЗРАБОТОК КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ, ПРЕДЛАГАЕМЫХ НА ПОТРЕБИТЕЛЬСКОМ РЫНКЕ
Продолжающимся трендом развития пищевой промышленности можно считать увеличение ассортимента продуктов нового поколения, обогащенных физиологически значимыми ингредиентами. Накоплен значительный опыт по созданию продуктов здорового питания с использованием биологически активных добавок, лекарственного растительного сырья и наполнителей растительного и животного происхождения (продукты пчеловодства, овощное, фруктовое и плодово-ягодное сырье, зерновые наполнители, пищевые добавки из лекарственно-растительного сырья и др.). Вместе с тем отсутствуют систематизирован-ные данные об организациях, авторах инновационных разработок, количестве разработок по отдельным группам продовольственных товаров. Развитие инновационной деятельно-сти в стране тесно связано с результатами в сфере науки. В связи с этим особую актуальность приобретает выявление основных тенденций публикационной активности ученых. Выявить и измерить факты и тенденции, отражённые в публикациях, что важно при разработке инновационных технологий и рецептур, позволяет метод контент-анализа. В статье предлагается применить данный метод для анализа новых рецептур и технологий функциональных кисломолочных продуктов с целью определения интенсивности, направленно-сти и результативности исследований в анализируемых областях за последние 20 лет. Проведенный контент-анализ позволил установить, что инновационными разработками кисломолочных напитков занимаются 86 учреждений и производственных предприятий России и ближнего зарубежья; наибольший вклад в разработку инноваций вносят высшие учебные заведения (92,5 %), способные генерировать новые знания, создавать и внедрять наукоёмкие технологии; наибольшая публикационная активность установлена с 2015 го-да, объектами инновационных разработок в большинстве случаев являются йогурт (йогуртные напитки), кисломолочные продукты (54 и 55 % соответственно), в качестве наполнителей для кисломолочных напитков преимущественно используются плодово-ягодные продукты, растительные экстракты, злаки (36; 23 и 14 % соответственно).
ОБЗОР БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К БИООБОГАЩЕНИЮ TRITICUM AESTIVUM L.
«Скрытый голод» (длительный дефицит микронутриентов в питании человека) – глобальная проблема, затрагивающая треть населения планеты. Оптимизация питания населения выступает приоритетной задачей многих стран мира. Для решения этой задачи может применяться эффективная стратегия – биофортификация, которая представляет собой процесс повышения содержания биодоступных микроэлементов в сельскохозяйственных культурах до сбора урожая. Целью исследования является анализ современных достижений в области повышения биологической ценности зерна пшеницы. Анализ современных новых источников показал, что существует несколько походов к биофортификации. К ним относят генетическую трансформацию, а также агрономические методы. Каждый из методов обладает рядом преимуществ и недостатков. Генетические подходы являются эффективными и экономичными, однако сталкиваются с недоверием общественности. Агрономическая биофортификация активно применяется в сельскохозяйственной практике и позволяет не только обогатить культуры необходимыми микро- и макроэлементами, но также повысить урожайность культур. Однако этот способ сопряжен с большими экономическими затратами, а также негативным влиянием на состояние окружающей среды. Наиболее перспективным способом является биообогащение пшеницы с помощью микроорганизмов. Они способны повышать доступность биогенных элементов для растений благодаря выделению различных метаболитов, включая органические кислоты, фитогормоны и сидерофоры. Кроме того, они способны влиять на транспортные системы растения, усиливая поглощение определенных элементов. Микробная биофортификация представляет собой экологически безопасный и экономически эффективный метод обогащения пшеницы микроэлементами для борьбы со «скрытым голодом».
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГИДРОЛИЗА МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ
В молочной промышленности, как и в других отраслях, образуется большое количество вторичных сырьевых ресурсов, одним из наиболее весомых является молочная сыворотка. Данное сырье богато белками с высоким биологическим потенциалом, реализуемым при гидролизе белка и получении биоактивных пептидов. Выбор ферментов для проведения гидролиза с целью получения тех или иных биоактивных пептидов сопряжен с длительностью и затратностью, что можно оптимизировать применением методов in silico. Целью работы является разработка алгоритма создания базы данных для моделирования влияния ферментов на сывороточные белки, а также программного обеспечения для оптимизации целенаправленного гидролиза белков молочной сыворотки ферментами, воздействующими на β-лактоглобулин и α-лактальбумин, для получения специфичных биологически активных пептидов. Молочная сыворотка является источником белков β-лактоглобулина и α-лактальбумина. Информация для формирования базы данных была получена из известных источников (BIOPEP-UWM, PeptideCutter, UniProtKB и InterPro). База данных создавалась с использованием системы управления базами данных SQLite. Программа разрабатывалась на основе созданной базы данных и с применением графической библиотеки виджетов Tkinter с использованием языка программирования Python. Проверена работоспособность программы, она выдаёт точный набор ферментов для по-лучения пептида или цепочки пептидов в зависимости от предварительно выбранного для гидролиза молочного белка.
АНАЛИЗ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СОЗРЕВАНИИ РЖАНЫХ ЗАКВАСОК НА ОСНОВЕ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ
Пробиотические закваски для хлебопекарного производства влияют на биохимические процессы при созревании полуфабрикатов, обогащают хлеб ценными нутриентами, ока-зывают влияние на его вкус, аромат, пролонгируют срок хранения. Цель работы заключалась в исследовании биотехнологических свойств жидких ржаных заквасок с ведением пробиотических микроорганизмов рода Bifidobacterium. Объектами исследования служили образцы ржаной закваски с заваркой, приготовленной по Ленинградской схеме, и закваски из ржаной муки, приготовленной на основе концентрата бифидобактерий и дрожжей рода S. Minor, брожение закваски осуществляли при температурных режимах 37 и 42 °С. Изменяя температурные параметры брожения, можно интенсифицировать процессы накопления кислот и углекислого газа, сократить продолжительность созревания закваски. Закваска на основе концентрата бифидобактерий наиболее активно накапливает кислотность при 42 °С, достигает через 4 часа титруемой кислотности 10,8 °Н, аккумулирует до 85 мг/мл молочной кислоты, тогда как Ленинградская закваска наиболее активно выбраживается при 27 °С. Образцы Б-42 и Б-37 характеризовались лучшими значениями подъемной силы полуфабриката через 4 часа брожения, что свидетельствует об интенсив-ном накоплении СО2. При температуре брожения 42 °С вязкость заквасок была наиболее высокой и достигла значений 165–170 Па·с. При микроскопии зрелых заквасок на основе БифидоПлюс были обнаружены скопления палочковидных изогнутых бифидобактерий, различных по форме. В ленинградских заквасочных культурах наблюдались как палочковидные лактококки, так и стрептококки, кластеры дрожжевых клеток. Результаты исследований доказали, что изменяя состав микроорганизмов в закваске и температуру ферментации, можно эффективно управлять скоростью созревания закваски, интенсифицировать накопление органических кислот и углекислого газа. Качество ржаной закваски на основе бифидобактерий по технологическим показателям сопоставимо с качеством традиционной закваски на основе культур молочнокислых бактерий.
КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ МИКОТОКСИНОВ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ
В настоящее время на фоне глобального изменения климата все более наблюдается активная динамика распространения на зерновых культурах токсинообразующих грибов и роста их вторичных метаболитов. На масштабы загрязнения оказывают влияние температура и влажность, что определяет активность опасных микромицетов сельскохозяйственных культур, что проявляется при нарушении условий хранении урожая. Микотоксины создают серьёзные риски для зерновых культур, так как являются продуктами жизнедеятельности плесневых грибов и могут загрязнять зерно. Содержание микотоксинов в сельскохозяйственном пищевом сырье, продуктах питания и кормах строго регламентируется. Микотоксины оказывают негативное воздействие на организм человека и животных. В связи с представленной выше проблемой являются актуальным поиск и разработка инновационных методов обеззараживания и более детального изучения микотоксинов на квантово-химическом уровне. Цель данного исследования была направлена на изучение геометрических параметров, стабильности, реактивности молекул микотоксинов (Афлатоксина B1, Дезоксиниваленола (ДОН), Зеараленона, Т-2 токсина), определяющих риски снижения качества и безопасности зерна пшеницы, полученного в экстремальных погодных условиях. В рамках исследования микотоксинов учитывались такие показатели, как общая энергия (Total energy), энергия молекулярных орбиталей HOMO и LUMO, размер энергетического зазора HOMO-LUMO (Homo-LUMO gap), энергия отталкивания электронов (Repulsion energy), вибрационные частоты ИК-спектров, карты электростатического потенциала. В ходе квантово-химических вычислений был сформирован массив данных, который будет полезен для дальнейшего изучения взаимодействия микотоксинов с белками зерна пшеницы. Таким образом, квантово-химические методы открывают новые возможности для исследования микотоксинов и их свойств благодаря применению принципов квантовой механики.
СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕТЕРМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ
Обеспечение микробиологической безопасности и продление сроков годности в совокупности с сохранением термолабильных веществ, содержащихся в продуктах питания, обуславливают необходимость поиска эффективных нетермических методов обработки пищевых продуктов. В данном исследовании показано сравнение и количественное обоснование эффективности различных методов нетермического воздействия на молоко, содержащее кишечную палочку E. Coli M-17, как способа обеспечения микробиологической безопасности. Для имитации заражения в порцию молока объемом 200 мл вносили водный раствор сухого лиофилизата живых бактерий кишечной палочки штамма E. Coli M-17 марки «Колибактерин», концентрацией препарата не менее 1 г/л воды. Посевы выполнялись на питательную среду для выделения энтеробактерий «АГАР ЭНДО-ГРМ». Воздействие на образцы молока выполнялось в лабораторных стендах в течение 60 минут. Было установлено, что комбинированное воздействие озона производительностью 400 мг/ч и ультрафиолетовых волн длиной волны 260 нм позволяет добиться тотального подавления развития колоний кишечной палочки E. Coli M-17 в молоке при длительности воздействия на протяжении всего 15 минут. Использование воздействия озона или ультрафиолетовых волн отдельно друг от друга на протяжении 60 минут позволяет подавить развитие более 98 % колоний E. Coli M-17 в молоке (21 КОЕ и 273 КОЕ соответственно против 18717 КОЕ контрольного образца). Воздействие комбинации озона производительностью 400 мг/ч и ультразвуковых волн частотой 1,7 МГц на протяжении 30 минут подавляет развитие всех колоний кишечной палочки E. Coli M-17 в молоке. Воздействие на исследуемый образец электромагнитным и электростатическим полями в отдельности, а также их комбинации показало низкую эффективность в подавлении развития колоний E. Coli M-17 в молоке.
РАЗРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ОБОСНОВАНИЮ СТРУКТУРЫ СМЕСИ ОБОГАЩЕННОГО КРЕКЕРА
Обогащение пищевых продуктов дефицитными в рационе питания населения нутриентами относится к наиболее обсуждаемым проблемам в области пищевых систем. Как правило, предлагается модификация рецептурных составов посредством внесения нетрадиционных для однородной группы продукции сырьевых ингредиентов. Обоснование выбора ингредиента, его доли в рецептурном составе, а также способа внесения традиционно осуществляется в серии экспериментов, воспроизводящих способ получения пищевого продукта. В качестве объекта обогащения выбран крекер как один из наиболее употребляемых видов мучных кондитерских изделий. Корректировка нутриентного состава крекера осуществлена посредством применения измельченного предварительно высушенного ИК-способом якона. Мука из якона отличается высоким содержанием пищевых волокон, преимущественно инулина, макроэлементов – кальция, фосфора, магния и микроэлементов, в том числе марганца, меди и селена. Имеет совместимый с крекером светло-кремовый цвет, слегка выраженный фруктовый запах и сладковатый привкус. В работе предложен аналитический подход к решению задачи обоснования соотношения ингредиентов в мучной композитной смеси для крекера. Обоснован выбор математического инструментария для проектирования структуры композитной смеси для производства обогащенного крекера в условиях нечетко заданных параметров смеси и вариации состава компонентов смеси. Это позволило рассчитать рациональную структуру смеси по критериям: максимальное содержание клейковины, максимальное содержание пищевых волокон. При этом учтена нестабильность содержания нутриентов, что характерно для сырьевых ингредиентов растительного происхождения. Для решения задачи использована модель условной оптимизации смеси в форме постановки задачи стохастического программирования с введением нечетких параметров.
Проектирование и моделирование новых продуктов питания
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА В РАЗРАБОТКЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОНИЖЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ
Современный ритм жизни оставляет все меньше времени на приготовление пищи, население страны надежно ввело в свои рационы питания снековую продукцию, позволяющую перекусить «набегу» и делать закупки длительного хранения. Одним из таких продуктов являются хлебцы хрустящие, представляющие собой привлекательную альтернативу традиционному хлебу. Они могут иметь гибкую рецептуру, небольшие размеры и высокую сохраняемость свойств. Однако, наряду с преимуществами, возникает необходимость тщательного контроля качества данной продукции, что обусловлено спецификой технологического процесса и повышенной чувствительностью к внешним факторам, таким как влажность и температура. Целью исследования являлась разработка комплексного подхода в формировании рецептуры хлебобулочных изделий пониженной влажности и поиск наиболее приемлемого по качеству образца с выраженными антиоксидантными свойствами. В рамках работы были разработаны контрольные и опытные образцы хлебцев хрустя-щих с использованием комплексного подхода в варьировании ингредиентов сырьевого состава, включая ржаную муку, различного вида отрубей, а также используемого типа за-кваски. Представленные результаты продемонстрировали, что изменение рецептурных компонентов существенно влияет на органолептические и физико-химические свойства изделий, а также на их антиоксидантную активность. Контрольные образцы хлебцев хрустящих имеют более плотную структуру, менее выраженный вкус и аромат. Большая часть опытных образцов характеризуется достаточно приятным вкусом и запахом, имеет выраженный характерный хруст и хорошо сформированную форму. Необходимо отметить, что использование ржаных отрубей в сочетании с активированной закваской негативно сказалось на качестве и деформационных характеристиках: изделия имели темный цвет, плотную структуру с низкими значениями общей деформации. Опытные образцы хлебцев хрустящих имеют антиоксидантные свойства несколько выше относительно контрольных. Прирост варьируется в диапазоне 1,5–23,0 % (DPPH) в зависимости от рецепту-ры изделий, что обусловливает перспективность проведения дальнейших исследований.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЦЕПТУРЫ СЫРОВЯЛЕНЫХ КОЛБАСОК ИЗ МЯСА ПРОМЫСЛОВЫХ ЖИВОТНЫХ
Стратегия научно-технологического развития РФ в долгосрочном периоде определяет наиболее значимые приоритеты для развития страны. Международные и национальные современные исследования указывают на подтвержденную взаимосвязь между рационом питания, иммунитетом и восприимчивостью к инфекционным и алиментарным заболеваниям. Создание продуктов здорового питания предусматривает разработку и промышленный выпуск широкого ассортимента продуктов заданного химического состава, пищевых продуктов со сниженной калорийностью, специализированных продуктов для питания детей разных возрастных групп, спортсменов, диетических и функциональных пищевых продуктов, в том числе обогащенных ингредиентами иммуномодулирующего действия. Сыровяленые колбасы являются наиболее перспективными мясными изделиями с точки зрения возможности их обогащения различными функциональными ингредиентами, так как в технологии отсутствуют процессы тепловой пастеризации. Это создает предпосылки для обогащения таких продуктов различными функциональными ингредиентами направленного действия без потери их активности в готовом изделии. Целью исследований являлось проектирование рецептуры сыровяленых колбасок на основе мяса промысловых животных, включающих в рецептуру плоды дикорастущих растений, для иммунореабилитации больных, перенесших COVID-19. В статье представлены результаты модельных экспериментов по определению оптимальной концентрации кедрового ореха и порошка шиповника, добавляемых в рецептуры сыровяленых колбас с целью их обогащения полиненасыщенными жирными кислотами и жирорастворимыми витаминами на основе исследования физико-химических и органолептических показателей. По результатам оценки комплекса физико-химических показателей и органолептического анализа наиболее предпочтительной концентрацией кедровых орехов в рецептурах сыровяленых колбас является уровень в 3,6 % на 100 кг несоленого сырья, что определяет технологическую применимость предлагаемых решений.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВИТАМИННОГО СОСТАВА ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
Существует проблема, что в середине XXI века заболевания пищеварительной системы, обусловленные недостаточным обеспечением микронутриентами и низким качеством продуктов питания, займут одно из ведущих мест среди патологий. В статье сформулирована роль желудочно-кишечного тракта как одного из важнейших механизмов организма, указаны последствия, связанные с проблемами заболеваниями пищеварительной системы. Приведены статистические данные об уровне потребления населением отдельных витаминов и обеспеченности витаминами российского рынка фармакопеи. Приведены результаты ис следования витаминного состава десяти образцов лекарственного растительного сырья (ЛРС) пищеварительного профиля, рассчитан уровень удовлетворения суточной потребности в отдельных витаминах ЛРС. Показано, что наибольшее содержание аскорбиновой кислоты установлено в плодах фенхеля (54,9 % УСП), витамин В1 присутствует в количестве более 15 % суточной потребности практически во всех исследованных образцах. Витамин В2 в наибольшем количестве обнаружен в спирулине 119,4 % УСП, максимальное содержание витамина В5 обнаружено в корне одуванчика (60 % УСП), витамин В6 содержится в количестве более 100 % УСП в корне одуванчика, плодах тмина, плодах фенхеля. Витамин РР в наибольшем количестве установлен в фитогастроле (50,0 % УСП), фолиевая кислота в значительных количествах присутствует в корне одуванчика, плодах фенхеля и фитогастроле (75,0 % УСП), наибольшее количество β-каротина обнаружено в фитогастроле (126,0 % УСП), витамин Е в значительных количествах обнаружен в корне одуванчика (52,0 % УСП). Высокое содержание витамина Д установлено в плодах тмина (180,0 % УСП). Приведена физиологическая роль исследуемых витаминов на органы и системы организма, в том числе и на пищеварительную систему.
ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВЧ-ЭКСТРАКЦИИ ИЗ СОЛОДКОВОГО КОРНЯ
Экстракт солодкового корня находит широкое применение в пищевой промышленности благодаря содержанию широкого спектра биологически активных веществ. В многочисленных исследованиях, посвященных изучению процесса экстракции при получении ценных компонентов из сырья растительного происхождения, обосновывается перспективы применения СВЧ-излучения для интенсификации процесса экстракции. Цель исследований – проанализировать физико-химический механизм и оценить производительность процесса СВЧ-экстракции солодкового корня, разработать рациональные режимные параметры и машинно-аппаратурную схему для СВЧ-экстракции. Объект исследования – корни солодки голой (Glycyrrhiza glabra). Анализ производственного опыта и ряда научно-исследовательских работ по экстракции солодкового корня показал, что в качестве экстрагента целесообразно использовать подготовленную воду. Представлены основные результаты и сведения по организации предварительных исследований различных вариантов экстракции солод кового корня, определен рациональный способ экстрагирования солодкового корня – способ СВЧ-экстрагирования по принципу перколяции при постоянном механическом перемешивании экстракционной смеси и циркуляции экстрагента, который позволяет достигать равно весной концентрации сухих веществ в экстрактном растворе при минимальной продолжительности реализации процесса и сравнительно низких удельных затратах энергии. С учетом свойств перерабатываемого сырья и рекомендации по организации промышленного процесса экстракции растительного сырья предложено экстракцию солодкового корня выполнять в две стадии, причем первичная и вторичная экстракции производятся при одинаковых режимах и одинаковой продолжительности для рационального проектирования процессов производства и обеспечения непрерывного технологического потока. Проанализировано влияние основных параметров на массообменные процессы при СВЧ-экстрагировании. Установлены функциональные зависимости удельной производительности СВЧ-экстракции от влияющих параметров. Приведены значения режимных параметров и машинно-аппаратурная схема для практической реализации СВЧ-экстракции солодкового корня.
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ МОЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Стратегия научно-технологического развития РФ в долгосрочном периоде определяет наиболее значимые приоритеты для развития страны. В числе больших вызовов обозначено обеспечение продовольственной безопасности и продовольственной независимости страны. Использование вторичных ресурсов молочного производства может исключить риски в части ресурсосберегающей технологии, определяющей приоритетные направления развития АПК страны. Общие концепции, связанные с использованием вторичных ресурсов в производстве кисломолочных продуктов, имеют решающее значение для выявления перспективных ресурсосберегающих подходов для производства функциональных кисломолочных продуктов питания. Целью данного исследования стала реализации биотехнологического подхода в технологии комплексной заквасочной системы (КЗС) для ферментированных напитков на основе молочной творожной сыворотки с прямым внесением закваски Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus. На этапе получения КЗС сыворотку обрабатывали низкочастотным ультразвуком для оптимизации дисперсного состава сырья. Воздействие низкочастотным ультразвуком проводили в следующем режиме: мощность 60 % от паспортного значения и длительность воздействия 30 секунд (подбор рационального режима осуществляли в соответствии с Патентом RU 2665786). Для оценки применимости КЗС в технологии кисломолочных продуктов готовили ферментированные сгустки и проводили их комплексную оценку. В качестве модельного кисломолочного продукта были определены йогурты. Необходимо отметить, что результаты исследования ферментированных йогуртовых сгустков, полученных на основе КСЗ с использованием УЗВ, были подтверждены наблюдаемыми изменениями в части сокращения процесса ферментации, в среднем на 1,5–2 часа, которое имеет решающее значение для определения кворума при разработке импортозамещающих технологий и ресурсосбережения вторичного молочного сырья.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕТЕПЛОВЫХ МЕТОДОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСЕВНЫХ СВОЙСТВ МЯГКОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.)
Существует множество последствий изменения климата для сельского хозяйства, многие из которых затрудняют обеспечение глобальной продовольственной безопасности. Повышение урожайности и сохранения зерновых культур является основной задачей сельского хозяйства. Одним из возможных методов регулирования посевных свойств могут стать нетепловые методы воздействия (холодная плазма). Холодная плазма (ХП) представляет собой ионизированный газ, содержащий активные формы кислорода, азота и других веществ, которые в совокупности проявляют обеззараживающий эффект. Целью данного исследования является изучение влияния нетепловых воздействий атмосферной холодной плазмы (от 30 с до 10 мин), используемой для обеспечения биобезопасности зерновой массы мягкой яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) на сохранение ее посевных свойств. Объектами исследования были партии зерна яровой мягкой пшеницы сортов Тризо и Ирень. Для выявления оптимальных режимов воздействия холодной плазмы у образцов зерна пшеницы оценивались такие показатели качества, как всхожесть, энергии прорастания и оценка биометрических параметров вегетативных органов растения. В ходе обработке экспериментальных данных показателей качества у мягкой яровой пшеницы сортов Тризо и Ирень был выявлен оптимальный режим воздействия ХП длительностью 10 мин. В процессе обработки зерна пшеницы при разных режимах ХП длина побегов и корневой системы изменялась. Вариативность длительности обработки ХП зерна пшеницы оказывает эффект по-разному. При глобальном изменении климата применение эффектов холодной плазмы позволит улучшить посевные свойства зерновых культур и обеспечить их биобезопасность.
JUSTIFICATION OF OPTIMAL EXTRACTION PARAMETERS OF BIOACTIVE SUBSTANCES FROM CITRUS PEEL WASTE
Different parts of citrus fruit may be s source of vitamins, minerals, antioxidants, and dietary fiber that are essential for a balanced diet. The phytochemicals can have positive effects on human health. The antimutagenic, antioxidant, anticarcinogenic, anti-inflammatory and anti-aging effects of citrus phytochemicals have been established, these bioactive substances could promote the cardiovascular functions and the nervous system. The purpose of this research was to develop optimal parameters for the extraction of biologically active compounds from the citrus peel waste (CPW) of various citrus species. Bioactive substances were extracted from the CPW of sweet orange and grapefruit by the traditional maceration method using the ethanol of various concentrations as a solvent. Superoxide anion radical activity from CPW extracts with different concentrations of ethanol varied significantly. For grapefruit peel extract samples, at an ethanol concentration of 70 %, the ability to neutralize free radicals was the highest and reached 87 %. At ethanol concentration of 70 %, the yield of polyphenols from CPW was the highest, the total polyphenol content for orange peel reached 4.55 mg GAE/g, and the highest yield of grapefruit peel polyphenols amounted to 4.43 mg GAE/g. With increasing ethanol concentration, the migrations of polyphenols from the peel to extracts gradually decrease. At ethanol concentration of 90 %, orange peel showed the highest flavonoid yield of 1.7371 mg EQ/g. For grapefruit peel, at an ethanol concentration of 70 %, the maximum flavonoid yield was 1.0062 mg EQ/g.
ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ZINC PYRITHIONE НА АКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОЧНЫХ ЭКОМАТЕРИАЛОВ
На сегодняшний день проблема пролонгирования сроков хранения пищевых систем является актуальной в рамках реализации Повестки-2030 (ЦУР), а именно относящейся к цели № 2, которая направлена на ликвидацию голода, обеспечение продовольственной безопасности и улучшение питания, содействие устойчивому развитию сельского хозяйства, а также в рамках Стратегии научно-технологического развития РФ. Одним из возможных способов решения данной проблемы может стать разработка и внедрение активной органической упаковки для пролонгирования сроков хранения пищевых систем. Целью данного исследования являлось изучение влияние встраивания Zinc pyrithione при разных концентрациях внесения от 0,1 до 0,5 % на активные свойства будущей органической упаковки на основе крахмала рисового. В рамках исследования были получены 5 образцов и образец контроль. Образцы оценивались по расширенной номенклатуре показателей качества (антиоксидантная и фунгицидная активность). Полученные результаты исследований позволяют говорить о положительном эффекте встраивания цинка пиритиона при разных концентрациях внесения от 0,1 до 0,5 % в рисовую крахмальную пластифицированную матрицу с формированием активных свойств. Максимальная антиоксидантная и фунгицидная активность была выявлена у образца 5 при вносимой концентрации цинка пиритиона 0,5 %. Максимальная зона задержки роста плесневелых грибов Aspergillus flavus составила (22,33 ± 0,5) мм при антиоксидантной активности (65,59 ± 0,2) % (DPPH метод). Полученные данные будут полезны для проектирования и создания водорастворимых активных покрытий и упаковок для пролонгирования сроков хранения пищевых систем.
ПОТЕНЦИАЛ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ФУНКЦИОНАЛЬНОМ ХЛЕБОПЕЧЕНИИ
Хлеб, являясь продуктом ежедневного потребления, представляет собой целесообразную матрицу для повышения пищевой и биологической ценности, способствуя профилактике распространенных дефицитов микронутриентов у населения. Перспективным направлением является функциональное обогащение хлеба растительным сырьем, богатым антиоксидантами и витаминами. Морковь, батат и тыква рассматриваются как потенциальные источники таких соединений. В частности, морковь демонстрирует высокое содержание β-каротина (8,24 мг/100 г), а также значительные концентрации витамина А (2034,2 мкг/100 г), витамина С (5941,9 мкг/100 г) и ниацина (витамин В3, 1026,5 мкг/100 г). Батат характеризуется высоким содержанием витаминов группы В, включая тиамин (витамин В1 – 921,1 мкг/100 г) и пантотеновую кислоту (витамин В5 – 741,6 мкг/100 г). Вита мин Е в наибольшем количестве содержится в тыкве (842,1 мкг/100 г), однако в моркови его также высокое содержание (705,4 мкг/100 г). Указанные показатели свидетельствуют о высоком потенциале моркови и батата в качестве функциональных ингредиентов для хлебопечения. Использование закваски в технологии производства хлеба способствует улучшению его органолептических свойств. Полученный хлеб на закваске с нетрадиционными компонентами соответствует требованиям действующих нормативных документов, а именно ГОСТ 2077–2023 «Хлеб из ржаной хлебопекарной муки и смеси ржаной и пшеничной хлебопекарной муки. Технические условия», ГОСТ 5670–96 «Хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности», ГОСТ 21094–2022 «Изделия хлебобулочные. Методы определения влажности», ГОСТ 5669–96 «Хлебобулочные из делия. Метод определения пористости». Так, значения кислотности находятся в диапазоне от 9,56 до 10,69 град (при норме от 2,50 до 12,00 град), влажности – от 48,03 до 51,03 % (при норме не выше 51,00 %), а пористости – от 56,83 до 62,30 % (при норме от 45,00 до 65,00 %).
МЕТОДОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БИОАКТИВНЫХ ДВОЙНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ДЛЯ МОЛОЧНЫХ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ
В данном исследовании рассматривается влияние внедрения двойной эмульсии в пищевую матрицу йогурта для создания функционального кисломолочного продукта с улучшенными физиологическими характеристиками. Современные подходы к разработке пищевых продуктов акцентируют внимание на обогащении состава биологически активными компонентами, что способствует формированию улучшенных свойств усвояемости, биоактивности и антиоксидантного потенциала. В рамках работы были разработаны четыре образца йогурта, содержащие различные дозировки двойной эмульсии (DE:50(PE):50(W) + + фукоидан), и проведена комплексная оценка их качественных характеристик. Результаты исследования показали, что введение двойной эмульсии в количестве 5 % способствует значительному повышению антиоксидантной активности (АОА), измеренной методом DPPH, до (60,3 ± 0,6) %. Кроме того, индекс биоактивности (ИБА) на стадии тонкого кишечника достигал (67,5 ± 0,3) %, что свидетельствует о высоком уровне сохранения биологически активных веществ после процессов пищеварения. Данные параметры подтверждают, что использование двойных эмульсий в составе йогурта может способствовать лучшему усвоению полезных компонентов организмом, снижению раздражающего воздействия на слизистую оболочку желудка и увеличению эффективности функционального питания. Дополнительно проведенные исследования подтвердили, что все образцы соответствуют требованиям ГОСТ 31981-2013 по органолептическим и физико-химическим показателям. Внесение двойной эмульсии не оказывает негативного влияния на основные характеристики йогурта, такие как вкус, консистенция, кислотность и содержание белка. Более того, оценка токсичности, проведенная с использованием инфузорий Paramecium caudatum, продемонстрировала отсутствие токсического воздействия, что свидетельствует о безопасности полученных образцов. Таким образом, внедрение двойных эмульсий с фукоиданом в технологию производства йогурта открывает новые перспективы для создания функциональных кисломолочных продуктов с повышенной питательной и профилактической ценностью. Полученные результаты могут быть полезны для дальнейшего совершенствования рецептур и технологических процессов в пищевой промышленности.
A COMPREHENSIVE REVIEW OF HUMIC ACID PRODUCTION TECHNOLOGIES IN CHINA: METHODS, CHALLENGES, AND FUTURE DIRECTIONS
Humic acids (HAs) are vital organic compounds derived from the decomposition of plant and animal matter, playing a crucial role in soil fertility, plant growth, and environmental remediation. This paper provides a detailed review of humic acid production technologies in China, focusing on both natural extraction and artificial synthesis methods. Natural extraction primarily involves the use of low-rank coals such as lignite and weathered coal, while artificial synthesis includes biological composting, chemical oxidation, and hydrothermal humification. Each method is analyzed in terms of raw material selection, reaction mechanisms, process parameters, and environmental impact. The review highlights the advantages and disadvantages of each production method, including efficiency, cost, and environmental considerations. Emerging trends such as the development of low-cost catalysts, bio-hydrothermal coupling, and the integration of different production techniques are also discussed. The paper concludes with recommendations for optimizing humic acid production to enhance sustainability, reduce costs, and improve product quality. This review aims to provide valuable insights for researchers and industry professionals involved in humic acid production and application.
ПРОБЛЕМЫ МИКРОБНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПАКЕТИРОВАННЫХ МЯСОКОСТНЫХ БУЛЬОНОВ БЫСТРОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ: ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Производство мясных продуктов длительного хранения сопряжено с ограничениями, связанными, прежде всего, с его склонностью к изначальной микробиологической зараженности патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, последующему развитию на всех стадиях хранения и переработки. Эндогенное развитие микроорганизмов в мясе со всеми внутренними и внешними процессами развития животного в предубойном и послеубойном состоянии интенсифицируют их развитие, в том числе на всех этапах последующей переработки, включая стадии производства. Одним из возможных способов решения данной проблемы является разработка технологического процесса производства продуктов длительного хранения с применением барьерных технологий на всех стадиях переработки и производства, которая будет обеспечивать повышение санитарно-гигиенических требований и инактивацию микроорганизмов. В материалах представлен анализ возможных источников зараженности мясного сырья при забое, производстве и переработке. Определена преимущественная микрофлора мясокостного сырья, предложены санитарно-гигиенические и технологические направления снижения развития микроорганизмов и необходимые условия их интоксикации. Установлена важность в целом поддержания условий для снижения критериального пооперационного развития и насыщение мясокостного сырья патогенными и условно-патогенными микроорганизмами при его производстве и переработке. Оно оценивается, ис ходя из насыщенности микроорганизмами самого мяса по этапам его производства и переработки, а также зараженности окружающей среды. Предложены санитарно-гигиенические и инактивационные мероприятия и средства для снижения обсемененности мясокостного сырья при переработке и производстве пакетированных мясокостных бульонов длительного хранения с исключением активного взаимодействия перерабатываемого мясокостного сырья с окружающей средой путем использования при проведении подготовительных операций бактерицидного облучения ультрафиолетом и при последующих операциях – использовать непрерывную поточно-цеховую технологию в замкнутой, закрытой от внешних воздействий среде.
Copyright (c) 2024 Пищевые и биотехнологии
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ РИСКОВ СНИЖЕНИЯ БИОБЕЗОПАСНОСТИ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ
Стратегия научно-технологического развития РФ в долгосрочном периоде определяет наиболее значимые приоритеты для развития страны. В числе больших вызовов обозначено обеспечение продовольственной безопасности и продовольственной независимости страны. Глобальное изменение климата вносит свои коррективы для обеспечения устойчивости АПК. При сокращении объемов продовольственных ресурсов необходима своевременная переориентация на новые направления деятельности. В совокупности эффективных действий необходимы новые технологические решения в области обеспечения биобезопасности растительного сырья и продуктов его переработки. Загрязнение микотоксинами (МТ) пищевых продуктов является глобальной проблемой современности, для Российской Федерации наиболее известными продуцентами МТ являются токсигенные плесени родов Aspergillius, Penicillium, Fusarium и Alternaria. Особого внимания заслуживают наиболее опасные метаболиты, вырабатываемые распространенными плесневыми грибами Aspergillus flavus или Aspergillus parasiticus, благодаря распространенности, а также их гепатотоксическим и канцерогенным свойствам. Цель работы ‒ разработка технологий достоверной идентификации факторов нарушения биобезопасности зернового сырья на основе методов визуализации микробиома в сочетании с оценкой климатических условий культивирования и прогностическими исследованиями. В материале представлены исследования, доказывающие присутствие токсигенных микромицетов, спрогнозированы риски накопления их вторичных метаболитов. Представлены новые подходы для получения доказательной базы возможности присутствия вторичных метаболитов (МТ) и формирования маскированных форм микромицетов. Для этих целей применены методы визуализации и ИК-Фурье-спектроскопии для исследования функциональных групп, определяющих риски. Научная новизна полученных данных обусловлена применением новых гибридных подходов для идентификации рисков нарушения биобезопасности зерновых масс в условиях глобального изменения климата.