Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?

Научные направления

Поделиться:
Разделы: Биотехнологии
Размещена 29.04.2024. Последняя правка: 28.04.2024.
Просмотров - 210

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ РЯЖЕНКИ С ДОБАВЛЕНИЕМ ЭКСТРАКТОВ ТОПИНАМБУРА

Пономарева София Александровна

Донской Государственный Технический Университет

Студент

Кротова Ольга Евгеньевна, доктор технических наук, профессор, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону


Аннотация:
В данной статье рассматривается возможность использования экстрактов топинамбура в производстве кисломолочных продуктов с целью создания продуктов с лечебно-профилактическими свойствами. В статье рассмотрен способ производства кисломолочных продуктов с использованием экстракта из топинамбура и его введение в рецептуры вместо сахара. Обсуждаются преимущества данного метода и его влияние на биологическую ценность и питательные свойства продукции.


Abstract:
This article discusses the possibility of using Jerusalem artichoke extracts in the production of fermented milk products in order to create products with therapeutic and prophylactic properties. The article discusses a method for the production of fermented milk products using Jerusalem artichoke extract and its introduction into recipes instead of sugar. The advantages of this method and its impact on the biological value and nutritional properties of products are discussed.


Ключевые слова:
молочные изделия; топинамбур; биологически активная добавка; лечебно-профилактические свойства; производство

Keywords:
dairy products; Jerusalem artichoke; dietary supplement, therapeutic and prophylactic properties; production


УДК 637.146.34

Введение. 

Современная пищевая промышленность постоянно стремится к разработке новых продуктов, которые могут обладать, как хорошими вкусовыми качествами, так и положительным влиянием на здоровье. Кисломолочные продукты являются важной частью нашего питания и имеют множество положительных эффектов на здоровье, благодаря содержанию пробиотиков и других биологически активных соединений. Однако, в последние годы, производители и исследователи обратили внимание на новый ингредиент - топинамбур, который может быть использован в рецептурах кисломолочных изделий. 

Топинамбур (Helianthus tuberosus) является источником инулина, который является растворимым полисахаридом и рассматривается как пребиотик - пищевое вещество, способствующее росту и развитию полезной микрофлоры в кишечнике. Благодаря высокому содержанию инулина, топинамбур может быть использован в качестве функционального ингредиента для создания новых кисломолочных продуктов с повышенной биологической ценностью. Также в составе топинамбура содержатся различные витамины, минералы и антиоксиданты, которые благотворно влияют на организм человека [1].

Актуальность. Описана возможность использования экстрактов топинамбура в производстве кисломолочных продуктов с целью создания продуктов с лечебно-профилактическими свойствами. Рассмотрен способ производства кисломолочных продуктов с использованием экстракта из топинамбура и его введение в рецептуры вместо сахара. Обсуждаются преимущества данного метода и его влияние на биологическую ценность и питательные свойства продукции. 

Цели: разработка нового рецепта ряженки с улучшенными свойствами.

Задачи: проработка рецептуры ряженки с использованием экстракта топинамбура вместо сахара.

Научная новизна: новая рецептура разработана в соответствии с появлением потребности людей в правильном питании и уменьшении потребления сахара в пище. Были проведены личные опыты с целью вычислить количество сахаров в экстракте топинамбура и обосновать целесообразность его применения вместо сахара.

Современное состояние исследований применения топинамбура в рецептурах кисломолочных изделий.

Исследования применения топинамбура в производстве кисломолочных изделий являются актуальными и перспективными, особенно в свете его уникального химического состава, включающего инулин, аминокислоты, витамины и микроэлементы.

Исследования показывают, что топинамбур может быть использован в качестве загустителя, пластификатора и подсластителя при производстве различных молочных продуктов. Тем не менее, для разработки рецептов и технологий производства кисломолочных продуктов, необходимо иметь информацию о коллоидно-химических свойствах используемых добавок. Данная информация позволяет прогнозировать совместимость веществ в продукте и его органолептические свойства. Однако данные о коллоидно-химических свойствах экстрактов и сиропов топинамбура являются недостаточными.

В рамках исследования были использованы сухой порошок измельченных клубней топинамбура, инулин и фруктозо-глюкозные сиропы, полученные из экстрактов топинамбура. Проведены измерения вязкости, плотности и поверхностного натяжения растворов инулина и фруктозо-глюкозных сиропов при различных концентрациях. Результаты исследования показали, что растворы инулина и смеси фруктозы и глюкозы обладают малой поверхностной активностью, что может оказать положительное влияние на использование данных веществ в производстве кисломолочных продуктов. 

Таким образом, современные исследования применения топинамбура в рецептурах кисломолочных изделий указывают на потенциальные преимущества использования данного растения в пищевой промышленности. использовать как эмульгаторы для стабилизации эмульсий. Кроме того, результаты исследования также указывают на различие в важных физико-химических показателях, таких как вязкость и плотность исследуемых веществ. Эти результаты могут быть использованы для оптимизации рецептур и технологий производства кисломолочных продуктов с применением топинамбура.

Таким образом, современные исследования применения топинамбура в рецептурах кисломолочных изделий указывают на потенциальные преимущества использования данного растения в пищевой промышленности. Дальнейшие исследования должны быть проведены для более детального изучения коллоидно-химических свойств топинамбура и его применимости в производстве кисломолочных продуктов [2].

Экстракция инулина из клубней топинамбура.

Инулин – это пищевое волокно, которое обладает низкой калорийностью и рядом полезных свойств для организма, таких как стимуляция роста полезных микроорганизмов в кишечнике и снижение уровня сахара в крови. Однако, для того чтобы включить порошок топинамбура в состав кисломолочных продуктов, необходимо сначала извлечь инулин из клубней. В данном разделе будет рассмотрен процесс экстракции инулина из клубней топинамбура, чтобы получить подробное представление о данном процессе и его роли в добавлении полезного ингредиента в кисломолочные продукты.

1. Приготовление экстрактов.

Для проведения данного опыта требуется мерная колба на 500 мл, стакан на 250 мл, водяная баня, фильтрующий материал; из продуктов – дистиллированная вода, мука из топинамбура и клубни топинамбура. 

Клубень отмывают от земли и грязи с помощью щетки, затем его нарезают тонкими слайсами толщиной 1 мм. Таких «чипсов» требуется 50 г. Перенести в стакан, залить 100 мл дистиллированной воды, важно, чтобы стружки топинамбура были покрыты водой. В другой стакан насыпать 10 г муки топинамбура и так же залить 100 мл дистиллированной воды. Поместить оба стакана в разогретую до 80 °С водяную баню на 15 минут, периодически помешивая смеси. По истечению времени необходимо слить обе смеси в отдельные мерные колбы через фильтрующий материал. После данной процедуры снова залить стружки топинамбура дистиллированной водой. Остатки муки на фильтрующем материале собрать обратно в стакан и залить 60 мл воды. Осуществить 5 таких кругов. После данного процесса получится в одной колбе экстракт топинамбура, в другой – экстракт муки топинамбура. Довести объемы экстрактов до 500 мл дистиллированной водой, перемешать.

2. Определение сахара в экстрактах.

Определить уровень сахара в обоих экстрактах используя метод, описанный в пункте 1.

Сделать разбавление концентраций экстракта на 3 (содержание инулина ~0,3 мг/мл), 9 (содержание инулина ~0,1 мг/мл) и 27 (содержание инулина ~0,03 мг/мл) по две пробы на каждое разбавление. При измерении оптической плотности замерить чистый экстракт топинамбура и муки топинамбура, а также фон буфера. Буфером в данном случае является 0,1М Na-ацетатный раствор. 

Измерения оптической плотности представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Измерения оптической плотности

Разбавление

Экстракт топинамбура

Экстракт муки топинамбура

Фон буфера (1)

0,1990

0,1939

Фон буфера (2)

0,1836

0,1892

Разбавление в 3 раза (1)

0,3292

1,0919

Разбавление в 3 раза (2)

0,3708

1,1206

Разбавление в 9 раз (1)

0,0317

0,2595

Разбавление в 9 раз (2)

0,0319

0,2400

Разбавление в 27 раз (1)

0,0035

0,0210

Разбавление в 27 раз (2)

0,0038

0,0192

Чистый экстракт

2,1965

2,5589

3. Расчеты.

Исходя из графика концентрации глюкозы в пп 1.4 мы видим линейность градуировочного графика наблюдается в диапазоне 0,1-2,0 оптических единиц, следовательно, верно выбранные разбавления для экстракта топинамбура – разбавление в 3 раза, а для экстракта муки из топинамбура – разбавление в 3 и 9 раз. Для этих значений оптических плотностей вычислим концентрацию сахаров, используя раннее выведенное уравнение градуированного графика по глюкозе.
Y=9,1793x-0,1791
Y=A+B*X
Свс = (ΔD610-А)*1/В

Отсюда в данном случае:

 Свс = (ΔD610+0.1791)*0.10894 

 Концентрация сахара в растворе экстракта топинамбура, разбавленного в 3 раза (1):

 Свс=(0,3292+0,1791)*0,10894=0,05

Концентрация сахара в растворе экстракта топинамбура, разбавленного в 3 раза (2):

 Свс=(0,3708+0,1791)*0,10894=0,05 

 Концентрация сахара в растворе экстракта муки из топинамбура, разбавленного в 3 раза (1):

 Свс=(1,0919+0,1791)*0,10894=0,13

 Концентрация сахара в растворе экстракта муки из топинамбура, разбавленного в 3 раза (2):

 Свс=(1,1206+0,1791)*0,10894=0,14 

Концентрация сахара в растворе экстракта муки из топинамбура, разбавленного в 9 раза (1):

 Свс=(0,2595+0,1791)*0,10894=0,04 

 Концентрация сахара в растворе экстракта муки из топинамбура, разбавленного в 9 раза (2):

 Свс=(0,2595+0,1791)*0,10894=0,04 

Соответственно, в экстракте топинамбура сахара = 0,055*3=0,165 мг/мл; 0,059*3=0,177 мг/мл, следовательно примерное значение концентрации сахара ~ 0,171 мг/мл.

В экстракте муки из топинамбура = 0,141*3=0,414 мг/мл; 0,138*3=0,423 мг/мл; 0,047*9=0,423 мг/мл; 0,045*9=0,405 мг/мл, следовательно значение концентрации сахара ~ 0,416 мг/мл.

Определение инулиназной активности с использованием метода детекции восстанавливающих сахаров по Шомоди-Нельсону

Все больше исследований проводится для изучения возможности добавления порошка топинамбура в различные продукты, в том числе и кисломолочные. В данном разделе будет рассмотрен метод определения инулиназной активности в стандартных условиях, что позволит более детально изучить этот полезный ингредиент и его влияние на кисломолочные продукты.

Метод основан на измерении скорости образования восстанавливающих сахаров (методом Нельсона-Шомоди), при гидролизе инулина топинамбура эндо-инулиназами.

В данном методе анализа используют два реактива - реактив Шомоди и реактив Нельсона. Принцип этого метода заключается в следующем: восстанавливающие сахара (ВС), образовавшиеся при ферментативном гидролизе целлюлозы, сначала количественно окисляются реактивом Шомоди в щелочной среде (рН > 9) при кипячении с образованием закиси меди: R-CHO + 2Cu2 + NaOH + H2O = R-COONa + Cu2O + 4H­. Затем образовавшийся оксид меди (I) окисляется арсеномолибдатным реактивом Нельсона в кислой среде (рН от 1,7 до 2,0) с образованием молибденовой сини, окраска которой устойчива в течение 24-36 часов.

1. Приготовление реактива Шомоди.

24 г безводного карбоната натрия и 12 г тартрата калия-натрия*4Н2О растворяют в стакане в 250 мл дистиллированной воды. К этому раствору добавляют при перемешивании раствор сульфата меди (4 г СuSO4*5H2O в 40 мл дистиллированной воды), затем добавляют 16 г безводного бикарбоната натрия – получают Раствор А. В другом стакане растворяют 18,0 г безводного сульфата натрия в 500 мл горячей (~80°C) дистиллированной воды и кипятят раствор 5 мин – получают Раствор Б. Смешивают Растворы А и Б и доводят объем смеси до 1000 мл дистиллированной водой, после чего раствор фильтруют. Полученный реактив Шомоди хранят в темной стеклянной посуде. Реактив стабилен 2-3 месяца при хранении в темной посуде при комнатной температуре.

2. Приготовление реактива Нельсона.

50 г безводного молибдата аммония растворяют в стакане в 900 мл горячей (~60°C) дистиллированной воды. Раствор охлаждают до 5-10°C в ледяной бане, осторожно при перемешивании добавляют к нему 42 мл концентрированной серной кислоты, содержащей 6 г безводного арсената натрия (арсенат натрия растворяется плохо, его необходимо предварительно растолочь). Объем смеси доводят до 1000 мл дистиллированной водой. Колбу с этой смесью инкубируют от 24 до 48 часов при 40°C, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют через стеклянный фильтр. Полученный реактив Нельсона стабилен, по крайней мере, 2-3 месяца при хранении при комнатной температуре.

3. Построение градуировочного графика по глюкозе.

Готовят запасной раствор глюкозы (1 мг/мл), растворяя 100 мг глюкозы в 100 мл 0,05M Na-ацетатного буфера, рН 5,0. Готовят различные разбавленные растворы, как в таблице 2.

Таблица 2 – Разбавление растворов глюкозы 

Запасной раствор глюкозы (мл)

0,05M ацетатный буфер, рН 5,0 (мл)

Концентрация глюкозы (мг/мл)

0,10

4,90

0,02

0,15

4,85

0,03

0,25

4,75

0,05

0,30

4,70

0,06

0,35

4,65

0,07

0,40

4,60

0,08

0,45

4,55

0,09

0,50

4,50

0,10

0,60

4,40

0,12

0,70

4,30

0,14

0,80

4,20

0,16

0,90

4,10

0,18

1,00

4,00

0,20

 

Сделать разбавление на 100, 200, 400, 500. Полученные растворы глюкозы с разным разбавлением (по 200 мкл каждый) помещают в пластиковые пробирки (объемом 2 мл), добавляют в каждую пробирку по 200 мкл реактива Шомоди, тщательно перемешивают и закрывают крышечками. Помещают пробирки в кипящую водяную баню на 40 мин. После этого пробирки охлаждают при комнатной температуре (в холодной воде), добавляют по 200 мкл реактива Нельсона, перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Растворы тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. Переносят раствор из каждой из пробирок в 1-см кювету 2-лучевого фотометра и измеряют оптическую плотность раствора при 610 нм против кюветы сравнения с холостым раствором («фоном буфера»). В качестве холостого раствора вместо раствора глюкозы берут 200 мкл ацетатного буфера.

4.  Холостой опыт («фон буфера»).

200 мкл 0,05M Na-ацетатного буфера, рН 5,0, смешивают в пластиковой пробирке (2 мл) с 200 мкл реагента Шомоди, тщательно перемешивают, закрывают крышечками и инкубируют в кипящей водяной бане 40 мин. После этого пробирку охлаждают в холодной воде (или во льду) и добавляют в нее при встряхивании 200 мкл реагента Нельсона. перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Растворы тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. При работе на однолучевом спектрофотометре вначале устанавливается ноль по «фону буфера», после чего измеряется оптическая плотность в образцах. Получили следующие типичные значения оптической плотности, представленные в таблице 3.

Таблица 3 – Оптическая плотность от концентрации глюкозы

Концентрация глюкозы (мг/мл)

Оптическая плотность

0

-0,14235

0,02

0,02665

0,03

0,09635

0,05

0,26615

0,06

0,35121

0,07

0,44385

0,08

0,5248

0,09

0,63835

0,1

0,72855

0,12

0,93535

0,14

1,1005

0,16

1,3069

0,18

1,48735

0,2

1,66135

На рисунке 1 представлен градуировочный график по глюкозе.

Градуировочный график по глюкозе

Рисунок 1 – Градуировочный график по глюкозе

На рисунке 1 приведен калибровочный график (на оси Х - концентрация глюкозы в мг/мл, на оси У - оптическая плотность при 610 нм, измеренная против кюветы с «холостым опытом»). Уравнение вида Y=A+B*X, описывающее прямую регрессии на рис. 1, характеризует тангенс угла наклона и отсекаемый участок. В данном случае А = -0,1791; B = 9,1793 (1/В=0,10894).

Уравнение для расчета концентрации восстанавливающих сахаров (Свс) в реакционной смеси имеет вид:

 Свс = (*D610-А)*1/В 

 Отсюда в данном случае:

 Свс = (*D610+0.1791)*0.10894 

Как можно видеть из рисунка 1 линейность градуировочного графика наблюдается в диапазоне от 0,1 до 2,0 оптических единиц.


Определение инулиназной активности в стандартных условиях (рН от 5 до 50 °С)

Все больше исследований проводится для изучения возможности добавления порошка топинамбура в различные продукты, в том числе и кисломолочные. В данном разделе будет рассмотрен метод определения инулиназной активности в стандартных условиях, что позволит более детально изучить этот полезный ингредиент и его влияние на кисломолочные продукты.

Метод основан на измерении скорости образования восстанавливающих сахаров (методом Нельсона-Шомоди), при гидролизе инулина топинамбура эндо-инулиназами.

За единицу инулиназной активности принимают такое количество фермента, которое приводит к образованию 1 микромоль восстанавливающих сахаров (в глюкозном эквиваленте) из 0,5% раствора инулина за 1 мин реакции при 50°C и pH 5,0 (0,05M Na-ацетатный буфер).

  1. Приготовление ацетатного буфера (0,1M, pH 5,0).

 8,2г безводного ацетата натрия (или 13,6 г ацетата натрия*3Н2О) растворяют в стакане в 900 мл дистиллированной воды, переносят в мерную колбу и доводят объем до 1000 мл, после чего перемешивают (Раствор А). В мерной колбе растворяют 6 г (5,72 мл) ледяной уксусной кислоты в 900 мл дистиллированной воды и доводят объем до 1000 мл, после чего перемешивают (Раствор Б). Na-ацетатный (0,1 М) буфер готовят, смешивая Растворы А и Б так, чтобы значение рН смеси было 5,0 (рН контролируют на рН-метре). Буферный раствор хранят в закрытой стеклянной посуде в холодильнике при 4оС в течение 4 недель. 0,05М буферный раствор готовят прибавлением 100 мл дистиллированной воды к 100 мл 0,1 М буферного раствора, после чего проверяют значение рН.

  1. Приготовление запасного раствора субстрата (инулина топинамбура).

Субстрат – инулин топинамбура 1 % запасной раствор инулина готовят путем постепенного добавления 500 мг сухого инулина в стакан с 45 мл 0,05 М ацетатного буфера, рН 5.0 при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке (комнатная температура), далее раствор помещают на 1-2 мин в кипящую  водяную баню ( 100°С ) до полного растворения инулина. Раствор охлаждают до комнатной температуры, после чего количественно переносят в мерную колбу на 50 мл, доводят буфером до метки и тщательно перемешивают. Запасной раствор хранят в закрытой стеклянной посуде (лучше с притертой пробкой).

Запасной раствор стабилен в течение 2 суток при хранении при 4°C. Аналогично готовят меньшие объемы запасного раствора субстрата, пропорционально уменьшая навеску и объем жидкости. Приготовление реактива Шомоди и реактива Нельсона описано в пункте 3.1 (1-2).

  1. Приготовление холостого раствора («фона буфера»).

200 мкл 0,05M Na-ацетатного буфера, рН 5,0, смешивают в пластиковой пробирке (2 мл) с 200 мкл реагента Шомоди, тщательно перемешивают, закрывают крышечкой и инкубируют в кипящей водяной бане 40 мин. После этого пробирку охлаждают на воздухе (или в холодной воде) до комнатной температуры и добавляют в нее при встряхивании 200 мкл реагента Нельсона, перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Растворы тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. 

  1.  Определение инулиназной активности.

Инулиназную активность определяют, проводя реакцию гидролиза инулина в течение 5 мин в термостатируемой (при 50°С) пластиковой пробирке объемом 2 мл при рН 5,0. Предварительно в отдельном стаканчике смешивают 10 частей запасного раствора инулина и 6 частей 0,05М ацетатного буфера, рН 5,0. Затем в реакционную пробирку вносят 160 мкл приготовленной смеси и инкубируют 5 мин при 50°С. Вносят в пробирку (фиксируя при этом начало времени реакции по секундомеру) 40 мкл раствора анализируемого ферментного препарата, предварительно разбавленного должным образом 0,05М ацетатным буфером (рН 5,0) и прогретого в течение 5 мин при 50°С. Реакционную смесь быстро перемешивают и инкубируют 5 мин при 50°C (в течение этих 5 мин осуществляется реакция гидролиза инулина инулиназами). Точно после 5 мин реакции (по секундомеру) приливают 200 мкл реагента Шомоди, тщательно перемешивают, закрывают крышечкой и инкубируют в кипящей водяной бане 40 мин. После этого пробирку охлаждают на воздухе (или в холодной воде) до комнатной температуры и добавляют в нее 200 мкл реагента Нельсона. Раствор тщательно перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Раствор тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. 

Переносят раствор в 1-см кювету 2-лучевого фотометра и измеряют оптическую плотность раствора при 610 нм против кюветы сравнения с холостым раствором (фоном буфера). Полученную оптическую плотность обозначают как АФР (оптическая плотность ферментативной реакции). При работе на однолучевом спектрофотометре вначале устанавливается ноль по "холотому раствору", после чего измеряется оптическая плотность в образцах. Разбавление анализируемого инулиназного ферментного препарата следует подбирать так, чтобы АФР была в диапазоне примерно 0,45-0,9 единиц оптической плотности.

Следует отметить, что для некоторых ферментных препаратов рабочий диапазон оптических плотностей может быть иным, например 0,3-0,5 или 0,4-0,8 единиц оптической плотности. Поэтому в случае неизвестных или слабо охарактеризованных препаратов следует убедиться, что рассчитываемая активность с использованием конкретного значения Афр линейно зависит от концентрации (разбавления) ферментного препарата.

  1.  Определение «фона фермента».

В пластиковой пробирке к 160 мкл 0,05М Na-ацетатного буфера (рН 5,0) прибавляют 40 мкл раствора предварительно разбавленного анализируемого эндо-инулиназного ферментного препарата (с точно такой же степенью разбавления, как и при определении активности в пункте 3.2 (4). Добавляют в пробирку 200 мкл реактива Шомоди и помещают пробирку в кипящую водяную баню на 40 мин. После этого пробирку охлаждают холодной водой (или во льду), и добавляют в нее при 200 мкл реагента Нельсона. Раствор тщательно перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Раствор тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. Переносят раствор в 1-см кювету 2-лучевого фотометра и измеряют оптическую плотность раствора при 610 нм против кюветы сравнения с холостым раствором (фоном буфера). Полученную оптическую плотность обозначают как как АО (оптическая плотность фон фермента).

  1. Определение «фона субстрата».

100 мкл 1% запасного раствора инулина смешивают в пластиковой пробирке (2 мл) с 100 мкл 0,05М Na-ацетатного буфера, рН 5,0. Добавляют в пробирку 200 мкл реактива Шомоди и помещают пробирку в кипящую водяную баню на 40 мин. После этого пробирку охлаждают холодной водой (или во льду), и добавляют в нее при 200 мкл реагента Нельсона. Раствор тщательно перемешивают, инкубируют 10-15 мин при комнатной температуре и добавляют 400 мкл ацетона и 1000 мкл дистиллированной воды. Раствор тщательно перемешивают и центрифугируют 1 мин при 10000 об/мин. Переносят раствор в 1-см кювету 2-лучевого фотометра и измеряют оптическую плотность раствора при 610 нм против кюветы сравнения с холостым раствором (фоном буфера). Полученную оптическую плотность обозначают как как АС (оптическая плотность фона субстрата).  Оптическая плотность фона субстрата не должна превышать значения 0,125. Следует учесть, что значение оптической плотности после измерения инулиназной активности за вычетом фона субстрата и фона фермента должно лежать в диапазоне 0,4-0,9 оптических единиц.

  1.  Расчет инулиназной активности.

Активность в общем случае рассчитывают по следующей формуле:

 Инулиназа (ед/мл) = Свс * Rф-та * 5,551

где Свс рассчитывают по уравнению Свс = (ΔD610 - А * 1/В), а величину DD610, входящую в это уравнение рассчитывают, как ΔD610 = Афр - Ао - Ас,

Rф-та – предварительное разбавление запасного раствора ферментного препарата перед его внесением в раствор субстрата;

5,551 - коэффициент, учитывающий 5-кратное разбавление фермента непосредственно в реакционной смеси (при смешивании 40 мкл раствора фермента со 100 мкл запасного раствора инулина и 60 мкл буфера), время реакции (5 мин) и молекулярный вес глюкозы (180,16 г/моль), т.е. 5,551 = 1000*5/(5*180,16).

Рассчитать величину DD610 по формуле, получим:

 ΔD610= 0,2875 

 ΔD610=0,3261 

 ΔD610=0,7088 

 ΔD610=1,5540 

Рассчитать концентрацию восстанавливающих сахаров, получим:

 Свс1=(0,2875-(-0,1793))*0,1894=0,0508 

 Свс2=(0,3261-(-0,1793))*0,1894=0,0550 

 Свс3=(0,7088-(-0,1793))*0,1894=0,0967 

Свс4=(1,5540-(-0,1793))*0,1894=0,1888

Рассчитать коэффициенты, учитывающие разбавления фермента на 100, 200, 400, 500 в реакционной смеси, получим: 

 K1=(1000*100)/(5*180,16)=111,01 

 K2=(1000*200)/(5*180,16)=222,02 

 K3=(1000*400)/(5*180,16)=444,04 

 K4=(1000*500)/(5*180,16)=555,06 

 

Инулиназа1 = 0,0508*100*111,01 = 563

Инулиназа2 = 0,0550*200*222,02 = 2442

Инулиназа3=0,0967*400*444,04=214,7 

Инулиназа4 = 0,1888*500*555,06 = 52397 

Сравнить с таблицей 4.

Таблица 4 – Разбавление и оптическая плотность
Rф-та
DD610
3500
1,894
7000
0,929
14000
0,410 – верно выбранное разбавление
28000
0,164

 

 Инулиназа = (1,894 + 0,126)*0,0983*3500*5,551 = 3857 (ед/мл)

 Инулиназа = (0,929 + 0,126)*0,0983*7000*5,551 = 4029 (ед/мл)

 Инулиназа = (0,410 + 0,126)*0,0983*1400*05,551 = 4058 (ед/мл)

 Инулиназа = (0,164 + 0,126)*0,0983*2800*05,551 = (ед/мл) 

Из этого видно, что верно выбранное разбавление в моем опыте – 400.

Биологические особенности и свойства топинамбура. 

Биологический состав топинамбура делает его ценным продуктом в пищевой и фармацевтической промышленности. Наличие инулина и пищевых волокон делает его особенно полезным для организма человека.

Инулин является главным полисахаридом, содержащимся в клубнях топинамбура. Он имеет низкий гликемический индекс, что означает, что его потребление не вызывает резких скачков уровня сахара в крови. Инулин также является пребиотиком, который способствует росту полезной микрофлоры в кишечнике и улучшает пищеварение. Благодаря этому, топинамбур может быть особенно полезен для людей, страдающих заболеваниями пищеварительной системы.

Пищевые волокна, содержащиеся в топинамбуре, также играют важную роль в поддержании здоровья организма. Они способствуют нормализации процесса переваривания пищи, а также снижению уровня холестерина в крови. Кроме того, пищевые волокна создают ощущение насыщения, что может быть полезно для контроля за весом.

Наличие белков, аминокислот, органических и жирных кислот, витаминов и минеральных веществ в составе топинамбура делает его полезным для поддержания общего состояния здоровья. Такие вещества, как витамин С, витамин В-комплекса, магний, кальций и железо, необходимы для нормального функционирования организма и иммунной системы.

Более того, топинамбур является экологически безопасным продуктом, так как он меньше, чем другие растения, накапливает вредные вещества из почвы. Его выращивание не требует применения пестицидов и химических удобрений, что делает его привлекательным для экологически осознанных потребителей.

В связи с этим, топинамбур представляет собой уникальное растение, которое объединяет в себе высокую урожайность, экологическую пластичность и богатый химический состав. Его использование в пищевой и фармацевтической промышленности может привести к разработке новых продуктов с повышенной биологической ценностью и лечебными свойствами.

Рецептура ряженки с добавлением экстракта топинамбура.

Для расширения видов кисломолочных продуктов с различными диетическими свойствами и вкусовыми свойствами при производстве планируется использовать экстракт топинамбура. Измененный технологический процесс производства ряженки с добавлением экстракта топинамбура будет выглядеть следующим образом:

1. Приемка молока - осуществляется приемка свежего коровьего молока.

2. Нормализация молока - в данной стадии производится регулировка содержания жира, белка и сухих веществ в молоке с целью получения оптимального состава.

3. Подогрев молока - молоко подогревается до оптимальной температуры для дальнейшей обработки.

4. Гомогенизация - происходит процесс механического разбивания жировых частиц в молоке для однородности продукта.

5. Пастеризация - молоко подвергается термической обработке при высокой температуре, чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы и продлить срок годности ряженки.

6. Охлаждение до температуры заквашивания - молоко охлаждается до определенной температуры, при которой добавление закваски будет наиболее эффективным.

7. Заквашивание и перемешивание - экстракт топинамбура добавляется в молоко для ферментации. Процесс сквашивания проводится до достижения кислотности в диапазоне 38-42 °Т. В течение этого процесса молоко также перемешивается для равномерного распределения закваски и экстракта.

8. Охлаждение - после достижения нужной кислотности, ряженка охлаждается до оптимальной температуры хранения.

9. Фасовка, упаковка, маркировка - полученная ряженка фасуется в упаковки различного объема, маркируется и готовится к отправке на склады и дальнейшую реализацию.

10. Хранение - ряженка хранится в холодильных условиях для поддержания свежести и качества продукта до момента продажи.

Таким образом, добавление экстракта топинамбура в производственный процесс ряженки предполагает внесение этого компонента в стадию заквашивания, чтобы обогатить продукт полезными веществами и придать ему специфический вкус и аромат [3].

Выводы. 

На основе патентного и литературного обзора и анализа можно свидетельствовать о том, что применение экстракта топинамбура на производстве кисломолочных продуктов является перспективным направлением в пищевой промышленности. Исследования показывают, что в результате использования топинамбура в продуктах, повышается пищевая ценность и улучшаются полезные свойства продукта. Новые рецептуры изделий открывают возможности для создания продуктов, способствующих поддержанию и укреплению здоровья. Это важное направление в биотехнологии пищевой промышленности. Таким образом, современные исследования применения топинамбура в рецептурах кисломолочных изделий указывают на потенциальные преимущества использования данного растения в пищевой промышленности.

Библиографический список:

1. Крючкова В.В., Контарева В.Ю., Фалынскова Н.П. Биотехнология и оценка качества обогащенных кисломолочных напитков. / Известия ВУЗОВ. Пищевая технология // Краснодар: КубГГТУ 2011. – 410 с.
2. Полянский К.К., Котов В.В., Гасанова А.Н., Пономарев А.Н., Шереметова С.Г. Использование топинамбура в молочных продуктах. / Пищевая промышленность. Переработка молока и мяса // Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет 2008. – 40 с.
3. Виноградова А.В., Паклина О.В., Анашкина Е.Н. Топинамбур – перспективное сырье биотехнологии. / Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета // Пермь: Пермский Государственный Технический университет 2010. – 137 с.




Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх