авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

«СЕКЦИЯ 2 БИОТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ 1 ЗАО «АЛТАЙВИТАМИНЫ» - ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Чтобы уточнить пептиды в экстракте или аминокислоты в водных и водно – спир товых экстрактах было определенно содержание суммы аминокислот по методу Сьерен сона, исходя из общей титруемой кислотности. Этот показатель был максимальным в экс трактах из корней. При использовании УЗ содержание общих аминокислот увеличилось водных экстрактах и уменьшилось в экстрактах из корней осталось практически на том же уровне.

Водно – спиртовые экстракты использовались также для получения целевых опти мальных экстрактов, содержащих специфические стимуляторы – фитогормоны: ауксины, гиббереллины, цитокинины. При этом использовалась схема локализации синтеза и транспорта фитогормонов в растении из физиологии растений, представленная на рисунке 2. Показано, что фитогормон синтезируется в синтезируется в одних частях растения и транспортируется в другие, где выполняет свои функции. Этим определяем выбор части растения для получения конкретного фитогормона.

Ауксины образуются, главным образом, в верхушках молодых растений. Транспорт ИУК в побеге происходит к верхушке корня для его роста. Цитокинины в значительных количествах образуются в корнях, перемещаются в стебель и листья, в пазушные и апи кальные меристемы – зоны роста для инициации клеточного деления. Гиббереллины син тезируются преимущественно в листьях и транспортируются вверх и вниз по стеблю для его удлиннения.

В физиологии растений наличие конкретного фитогормона в экстракте определяют по методу биотестов (таблица 2). Для этого полевое растение черенкуют и отдельный че ренок помещают в стакан, куда добавляют экстракт из растения, затем, спустя неделю, определяют результат. Если произошло увеличение черенка в длину, то это свидетельст вует о наличии в экстракте гиббереллинов. В случае образования в местах среза каллуса, то есть делящихся клеток, не дифференцированных в ткани, говорят о наличии в экстрак те цитокининов. Наличие в экстракте ауксинов приводит к быстрому образованию у че ренка корней.

В результате ауксины присутствовали в экстракте из листьев, стеблей и корней, при мощности УЗ – воздействия от 80 до 320 Вт и длительности от 1 до 3 минут. Гибберелли ны присутствовали в экстрактах из листьев, стеблей и корней при мощности и от 160 до 320 и длительности от 1 до 3 минут. Установлены диапазоны и режимы получения экс трактов целевого назначения. Было подтверждено, что в водных экстрактах фитогормоны отсутствуют и выбраны оптимальные режимы при получении фитогормонов в водно спиртовых экстрактах: для листьев соотношение сырья к экстрагенту 1:40;

для стеблей 1:60;

для корней - 1:80;

концентрация этилового спирта – 85,0 % об.;

мощность УЗ – обра ботки 320 Вт (таблицы 3 и 4).

Таблица 3 - Качественное определение фитогормонов в экстрактах картофеля в зависимости от мощности УЗ - воздействия в течение 1 минуты Сырье для Мощность Ауксины Цитокинины Гиббереллины экстракта ультразвука, Вт 80 - - 160 - - Листья 240 - - 320 + - + 400 - - + 80 - - 160 + - Стебли 240 - - + 320 - - + 400 - - + 80 - + 160 + + + Корни 240 + + + 320 - + 400 - - Таблица 4 - Качественное определение фитогормонов в водно - спиртовых экстрактах картофеля в зависимости от длительности УЗ - воздействия Длительность Сырье для воздействия Ауксины Цитокинины Гиббереллины экстракта ультразвуком, мин 1 + - + 2 + - + Листья 3 + - 4 - - 5 - - 1 - - + 2 + - + Стебли 3 + - + 4 + - 5 - - 1 - + 2 - + Корни 3 - + 4 - - 5 - - Для введения в культуру клеток и тканей in vitro были взяты экспланты в виде па зушных и апикальных меристем, почек клубня и проростков семян, которые стерилизова лись различными методами. Лучшим эксплантом были почки клубня, использованные в дальнейших опытах их стерилизовали способами 10, 11, 12 из таблицы 5. Эффективность стерилизации (в %) в оптимальных режимах приведена на рисунке 7. Самой эффективной является совместная УЗ + химическая стерилизация.

Таблица 5 – Способы стерилизации эксплантов картофеля Престерилизация Способы стерилизации Постстерилизация (в нестирильных (в ламинаре) (в ламинаре) условиях) 1)Погружают в слабый 1 способ: 1)Промывают последова мыльный раствор на в 70%-ном растворе тельно в трех стаканах сте 20 минут, этанола – 0,5 минут;

рильной дистиллированной промывают под струей во- в 3%-ном растворе воды допроводной воды хлорамина 3 -10 минут 5 - 15 минут в каждом 30 минут 2)Экспланты погружают в 2 способ: 2) Обрабатывают стакан со стерильной водой в 70%-ном растворе УЗ мощностью 240 Вт и обрабатывают этанола 1минута, в течение 3 минут УЗ мощностью 240 Вт в 3%-ном растворе в течение 3 минут хлорамина 3 -10 минут 3 способ:

в 70%-ном растворе этанола 1,5 минуты, в 3%-ном растворе хлорамина 3 -10 минут 4 способ:

в 70%-ном растворе этанола 1минута, в 5%-ном растворе Н2О 3 - 11 минут 5 способ:

в 70%-ном растворе этанола 1минута, в 3%-ном растворе хлорамина 5 минут 6 способ:

в 70%-ном растворе этанола 4 - 9 минут 7 способ:

в 70%-ном растворе этанола 1минута, в 40%-ном растворе этанола 3 - 6 минут 8 способ:

в 70%-ном растворе этанола 2 минуты, в 5%-ном растворе Н2О 2 - 6 минут 9 способ:

в 10%-ном растворе Н2О2 2 - минут 10 способ:

в 0,1%-ном растворе хлорами на 3 - 10 минут 11 способ:

УЗ – обработка 240 Вт 3 минуты 12 способ:

в 70%-ном растворе этанола 1,5 минуты, затем УЗ – обра ботка 240 Вт 3 минуты Химическая Химическая+УЗ 1 неделя 2 недели 3 недели 4 недели 5 недель Экспланты - почки клубня.

Химическая обработка - этиловый спирт 70,0 % об.

УЗ-обработка – мощность 320 Вт, длительность 3 минуты.

Химическая + УЗ: этиловый спирт 70,0 % об., 320 Вт 3 минуты.

Продолжительность культивирования 5 недель.

Температура (25±2) С, в темноте, влажность 70,0 % Рисунок 7 - Сравнительная диаграмма зависимости эффективности стерилизации от способа обработки эксплантов – почек клубня картофеля Оптимальный стерильный эксплант затем иммобилизовали на агаре или МКЦ, с заменой синтетических гормонов в среде МС на оптимальный целевой экстракт, содер жащий ауксины и цитокинины. При этом подбирались дозы экстракта в среде МС, оцени валась эффективность каллусообразования. Лучшие результаты приведены на рисунке 8.

Эффективность каллусообразования, % без УЗ УЗ Агар МКЦ Экспланты – почки клубня.

Температура (25±2) С, в темноте, влажность 70,0 %.

Режимы УЗ-воздействия: мощность 320 Вт, длительность 3 минуты.

Рисунок 8 - Сравнительная диаграмма зависимости эффективности каллусообразования эспланта картофеля от типа носителя и УЗ - обработки на среде МС Э ф кт в о т ка л с о р з в н я % ф е и н сь л уо б ао а и, Агар МКЦ Экспланты – почки клубня.

Температура (25±2) С, в темноте, влажность 70,0 %.

Режимы УЗ-воздействия: мощность 320 Вт, длительность 3 минуты.

1 – среде МС с синтетическими гормонами 2 – среда МС с экстрактами:

доза ауксинсодержащего - 10,0 %, доза цитокининсодержащего - 10,0 % Рисунок 9 - Сравнительная диаграмма зависимости эффективности каллусообразования эспланта картофеля от типа носителя и УЗ – обработки при замене синтетических гормонов на натуральные в питательной среде МС Впервые была показана возможность роста клеточной культуры картофеля in vitro на МКЦ. При замене синтетических гормонов на натуральные, дозу экстракта ме няли от 2,0 до 10,0 %. Оптимальной можно считать дозу ауксинсодержащего и цитоки нинсодержащего экстракта 10,0 %. Замена синтетических гормонов на натуральные, на обоих носителях привела к увеличению эффективности каллусообразования. На агаре этот показатель был всегда был выше, чем на МКЦ, но использование УЗ или натуральных экстрактов позволило добиться результата такого же, как на традиционной агаризованной среде. Преимуществами МКЦ можно считать удобство работы с ним, связанное с тем, что его один раз помещают в среду для культивирования клеток, а затем только добавляют жидкую питательную среду МС, по мере необходимости, не доставая при этом клеток.

Агар повторно использоваться не может.

По результатам данной работы можно сделать следующие выводы:

- приготовили оптимальные водные и водно-спиртовые целевые экстракты, содер жащие стимуляторы роста;

- определили их дозу в питательной среде МС при замене синтетических гормонов на натуральные;

- выбрали оптимальный эксплант картофеля in vitro и метод его стерилизации;

- впервые отработали способ его иммобилизации на МКЦ;

- оценили влияние УЗ на всех стадиях получения экстрактов и технологии культу ры клеток и тканей картофеля in vitro на агаре и МКЦ.

Литература 1. Либберт, Э. Физиология растений /Э. Либберт. – М.: Мир, 1976. – 584 с.

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ПРОЦЕСС СЫЧУЖНОГО СВЕРТЫВАНИЯ МОЛОКА Н.А.Шавыркина, В.А.Третьяков Бийский технологический институт (филиал) АлтГТУ им. И.И.Ползунова, г.Бийск Сыры являются ценнейшим источником легко усваиваемого белка, молочного жи ра, кальция, фосфора. Включение в диету сыров не повышает уровень холестерина в кро ви и может даже снижать его. Присутствующие в молочном жире изомеры линолевой ки слоты оказывают профилактическое действие на рак молочной железы, появление липид ных бляшек на стенках кровеносных сосудов и развитие атеросклероза.

Превращение молока в сыр происходит в четыре этапа: cвертывание молока под действием протеолитических ферментов и молочной кислоты;

выделение сыворотки из сгустка с помощью формования, центрифугирования или прессования;

посолка и созрева ние, которое заключается в биохимическом изменении составных частей сгустка под дей ствием ферментов.

Первый этап превращения молока в сыр играет определяющую роль в установле нии свойств готового продукта. Роль молокосвёртывающего фермента в сыроделии, ус ловно можно разделить на выполнение двух основных функций: формирование молочно го сгустка (ферментативная коагуляция молока) и участие в созревании сыра. От качества формирования молочного сгустка зависят его упругие свойства, степень захвата в сгусток белков, жира и минеральных компонентов, способность к разрезанию, процессы синере зиса и прессования, что в конечном итоге определяет выход сыра, содержание в нем вла ги, интенсивность и направленность биохимических процессов при созревании, форми рующих вкус продукта. Таким образом, на стадии образования молочного сгустка (свер тывания молока) закладывается основа качества сыра.

Ферменты используемые на этом этапе стоят относительно дорого. Цена сычужно го фермента СГ-50 колеблется от трех с половиной до четырех тысяч рублей за кило грамм, а его расход составляет от 25 до 100 г на 1 т молока. Поэтому имеет смысл искать пути сокращения дозировки молокосвертывающего фермента.

Работу проводили в два этапа: на первом изучали влияние продолжительности ультразвукового воздействия на процесс сычужного свертывания;

на втором влияние мощности ультразвуковых колебаний. При этом, обработку ультразвуком проводили в трех вариантах: во-первых, озвучивали раствор молокосвертывающего фермента перед внесением в молоко;

во-вторых, озвучивали само молоко перед внесением в него фермен та;

в-третьих, обработке подвергали систему «фермент + молоко».

Как менялось время свертывания молока в зависимости от продолжительности оз вучивания образцов можно проследить по данным, представленным на рисунках 1 и 2.

При этом можно отметить наличие выраженного минимума при длительности обработки 40 сек, а при сравнении вариантов озвучивания (рисунок 2) наименьшим временем свер тывания характеризовался образец номер 1, то есть в случае воздействия ультразвука на раствор фермента (молоко образовало сгусток за 4 мин, в то время как контроль за 12).

Необходимо также отметить, что при озвучивании более 55 сек способность молока к сы чужному свертыванию полностью терялась.

Время свертывания молока, мин К 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Продолжительность озвучивания раствора фермента, сек Рисунок 1 - Зависимость времени свертывания молока от продолжительности озвучивания раствора фермента (мощность УЗ 34 Вт) Время свертывания молока, мин 1 2 3 Вариант Вариант озвучивания:

1 – озвучивание раствора фермента (40 сек);

2 – озвучивание молока (30 сек);

3 – озвучивание системы «молоко + фермент» (30 сек);

4 – контроль Рисунок 2 - Минимальное время образования сгустка в разных вариантах озвучивания (мощность УЗ 34 Вт) Одним из важнейших условий проведения процесса производства сыра является минимизация потерь сухих веществ молока с сывороткой. На рисунке 3 представлена зависимость отхода сухих веществ в сыворотку от продолжительности и варианта озвучивания. По этим данным можно однозначно наблюдать предпочтительность озвучивания именно раствора фермента, так как при времени озвучивания 40 сек можно добиться сокращения потерь сухих веществ с 5,2 % (в контроле) до 2,0 %.

МД сухих веществ в сыворотке, % 5 раствор фермента молоко молоко + фермент К 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Продож ительность озвучивания, сек Рисунок 3 - Зависимость отхода сухих веществ молока в сыворотку от продолжительности и варианта озвучивания Далее приведены результаты исследований второго этапа работы. Здесь переменной величиной являлась мощность УЗ колебаний, которая изменялась от 34 до 170 Вт, при этом длительность ультразвуковой обработки зафиксировали на уровне сек.

Время свертывания молока, мин раствор фермента молоко фермент + молоко К 34 68 102 136 Мощность УЗ колебаний, Вт Рисунок 4 - Зависимость времени свертывания молока от мощности ультразвуковых колебаний (время озвучивания 40 сек) По данным, приведенным на рисунке 4 можно говорить о том, что использование УЗ сокращает время свертывания во всех вариантах, по сравнению с контролем, но при увеличении мощности колебаний более 102 Вт молоко вообще не образует сычужного сгустка. Эти данные также подтверждают целесообразность озвучивания раствора молокосвертывающего фермента.

При исследовании потерь сухих веществ в сыворотку по данным, приведенным на рисунке 5, можно также видеть предпочтительность данного варианта озвучивания – минимальный отход сухих веществ наблюдается при обработке раствора фермента колебаниями мощностью 34 Вт и составляет 2 %.

%, в т с е щ е в х и х у с Д М К 34 68 Мощность УЗ колебаний, Вт раствор фермента молоко фермент + молоко Рисунок 5 - Влияние мощности ультразвуковых колебаний на отход сухих веществ молока в сыворотку (продолжительность озвучивания 40 сек) Таким образом, результаты данной работы можно сформулировать следующим образом:

1. Установлено, что с помощью ультразвука возможно ускорить процесс сычужно го свертывания молока.

2. Наиболее эффективно обрабатывать ультразвуком раствор молокосвертывающе го фермента.

3. Предпочтительно использовать для обработки раствора фермента ультразвук мощностью 34 Вт.

4. Наименьший отход сухих веществ в сыворотку наблюдается при времени обра батывания ультразвуком в течение 40 сек.

Литература 1. Гудков, А.В. Сыроделие: Технологические, биохимические и физико – химиче ские аспекты- М.: Пищевая промышленность, 2006. – 804с.

2. Эльпинер, И. Е. Биофизика ультразвука / И.Е. Эльпинер. – М.: Наука, 1973. – 384с.

3. Крусь, Г.Н. Методы анализа молока и молочных продуктов / Г. Н. Крусь, Л. В. Чекулаева, Г. А. Шалыгина, Т. К. Ткаль // – М.: Агропромиздат, 1988. – С.367.

ВЫДЕЛЕНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ АНТОЦИАНОВ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМКИ СОРТА «АЛЬФА»

И.В. Овчаренко, В.П. Севодин Бийский технологический институт, АлтГТУ им. Ползунова, Бийск Окраска красных вин является их определяющей органолептической характеристи кой. Основную роль в формировании окраски играют антоцианы и их агликоны – анто цианидины. Различные виды винограда – Vitis vinifera, V.labrusca и V. amurensis имеют различный состав антоцианов. Одним из нормируемых показателей согласно требований Международной организации винограда и вина (OIV) является содержание мальвидин 3,5-дигликозида (рис. 1), которое не должно превышать 15% от общего количества эно красителя. Поскольку в условиях Алтайского края культивируются межвидовые гибриды вышеупомянутых видов винограда, выделение и идентификация группового состава анто цианов имеет важное значение.

RO 5 OR CH2OH O 2' OMe 3' 1' 2 R = OH 7 O HO + HO - 4' Cl 6' OH OH 5' OMe Рисунок 1 – Мальвидин-3,5-дигликозид (мальвидин;

R = H) Известно, что антоцианы локализованы преимущественно в кожице винограда, по этому в качестве объектов исследования были использованы выжимки винограда сорта Альфа. Как вариант, изучался состав красителя в выжимках после отжима сока (Нбр) и после брожения на мезге (Пбр). Для извлечения использовался 50% этанол содержащий 0,2 % хлористого водорода. Извлечение проводилось путем настаивания при температуре от 24 до 27 °С в течение 7 дней, после чего экстракт отфильтровывали под вакуумом и упаривали на роторном испарителе при температуре 40 °С при пониженном давлении.

Густые экстракты анализировались методом тонкослойной хроматографии (ТСХ), на пластинах с закрепленным слоем силикагеля, как наиболее удобной разновидностью этого метода [1]. В работе использованы пластины Silufol UV 254 (Чехия) длиной 150 мм и шириной 50 мм.

Для изучения эффективности разделения антоцианов использовались различные элюенты. Элюенты готовились из индивидуальных растворителей путем их смешивания в герметичном флаконе в соотношениях указанных в таблице 1. Системы использовали сра зу после приготовления. В систему № 1 перед использованием добавляли концентриро ванную соляную кислоту (1/20 v/v).

Таблица 1 – Состав систем растворителей для элюирования антоцианов и антоциа нидинов Система Этил Уксусная Изоамиловый Муравьиная HCl Вода Бутанол № ацетат кислота спирт кислота (%)* 1 - 15 1 - 4 - (1/20) 2 3 - 1 - - 1 4 55 25 25 - - - 5 - 1 1 4 - - 6 - 1 2 4 - - 8 14 - 3 - - 3 9 - - 2 17 - 1 * Перед использованием Элюирование проводилось в насыщенной камере вертикального типа.

Результаты аналитического разделения густых экстрактов представлены в виде значений Rf индивидуальных компонентов и сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Rf – значения антоцианов в различных системах Количество об- Rf наруженных со- cистема № единений Экстракт Пбр См Экстракт Нбр 1 0,37 0,36 0, 2 0,51 0,50 0, система № 1 0,49 0,48 0, 2 0,53 0,53 0, 3 0,59 – – 4 0,65 – – 5 0,70 – – система № 1 0,52 0,49 0, 2 0,57 0,53 0, 3 – 0,59 0, система № 1 0,33 0,31 0, 2 0,38 0,38 0, 3 0,42 0,47 0, 4 0,47 0,53 0, 5 0,51 0,66 0, система № 1 0,37 0,38 0, 2 0,41 0,42 0, 3 0,47 0,47 – 4 0,60 0,58 – 5 0,65 0,62 – Продолжение таблицы система № 1 0,33 0,38 0, 2 0,42 0,58 0, 3 0,51 – – система № 1 0,19 0,21 0, 2 0,35 0,36 0, 3 0,50 0,52 0, См – смешанная проба Результаты выбора системы элюентов позволили установить, что системы № 2, 5, позволяют наиболее полно разделять экстракт на компоненты. На рисунке 4 приведены тонкослойные хроматограммы в этих системах.

а б в Пластины Silufol UV 254, Система №: а) 2;

б) 5;

в) 9.

Рисунок 4 – ТСХ густых экстрактов винограда сорта «Альфа»

Для контроля полноты разделения смеси веществ экстракта было проведено дву мерное хроматографирование в этих системах. В результате было установлено, что вы бранные системы позволяют полностью разделять компоненты экстракта.

Идентификации индивидуальных соединений проводилась разделением густого экстракта методом препаративной ТСХ, восходящим способом в незакрепленном слое си ликагеля. Пластины для разделения готовили способом заливки (такой способ получения пластин отличается простотой и почти не требует затрат на лабораторное оборудование).

В качестве подложки применяли матированные с одной стороны стеклянные пластины размером 2020 см. Для получения пластины 30 г силикагеля G (Merck) суспендировали в 120 мл хлороформа интенсивным встряхиванием в закрытой колбе с последующей вы держкой в течение 10 - 12 часов. Перед заливкой пластины суспензию энергично встряхи вали и выливали на подложку установленную на строго горизонтальной поверхности.

Равномерного распределения суспензии по поверхности подложки добивались путем ос торожных попеременных наклонов пластины в разные стороны.

После нанесения суспензии пластинки высушивали под тягой в течение 15 - 20 мин на строго горизонтальной поверхности.

Полученные таким способом пластинки можно использовать спустя несколько не дель их качество не ухудшается.

Для препаративного разделения экстрактов применяли систему № 9. Элюирование проводилось в камере горизонтального типа. Извлечение зон из хроматографического слоя проводили при помощи стеклянной трубки присоединенной к фильтру Шотта. Соб ранные зоны находящиеся в фильтре Шотта элюировали 70 % этанолом, содержащим 0, % хлористого водорода до полного обесцвечивания элюата. Собранный экстракт упарива ли на роторном испарителе при температуре 40 °С при пониженном давлении.

УФ-спектр основного компонента экстракта (рис. 5), характеризуется максимумами поглощения при 207, 277 и 541 нм, что соответствует мальвидин-3,5 дигликозиду (соглас но лит. [2]).

Рисунок 5 – УФ-спектр выделенного вещества ВЫВОДЫ 1 В результате проведенного исследования подобраны системы элюентов позво ляющие с удовлетворительны качеством проводить экспресс анализ группового состава антоцианов винограда сорта «Альфа».

2 Методом препаративной ТСХ из экстракта виноградной выжимки сорта «Альфа»

выделен индивидуальный антоциановый краситель.

3 УФ-спектр выделенного соединения идентичен УФ-спектру мальвидин-3,5 дигликозида, описанному в литературе.

Литература 1. Кирхнер, Ю. Тонкослойная хроматография В 2 т. Т. 2 / Ю. Кирхнер;

под ред.

В.Г. Березкина. – М.: Мир, Т.2. 1981. – 523 с.

2. Танчев, С.С. Антоцианы в плодах и овощах / С.С. Танчев. – М.: Пищевая промышленность, – 1980. – 304 с.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИЗАТОВ ЛАКТО- И БИФИДОБАКТЕРИЙ И ПРОИЗВОДСТВО ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КОСМЕТИКИ PROBIOCOSMETICS В.П. Ердакова Бийский технологический институт (филиал) АлтГТУ им. И.И.Ползунова, г.Бийск Основными областями применения лизатов лакто- и бифидобактерий являются пи щевая, косметическая, биотехнологическая промышленность и медицина.

В традиционной европейской кухне белковые лизаты издавна используются для приготовления соусов и высококалорийных добавок, придающих пище высокую пита тельную ценность. Наиболее востребованными являются такие продукты для пожилых людей, спортсменов и тех, кто следит за своим весом.

Сегодня в России многие пожилые люди имеют недостаточную массу тела из-за недостатка потребления белков в силу социальных причин. В этом случае напитки с бел ковыми лизатами являются наиболее простым решением адекватного обеспечения людей полноценным белковым питанием.

Для спортсменов, особенно силовых видов, потребность в белке может достигать 300 г/сутки. При недостатке белка организм начинает расходовать мышечные белки. Про стое увеличение белковой пищи дает малый эффект, поскольку пищевые белки (особенно из мяса) имеют длительные периоды усвоения и всасывания, кроме того, возникает пере насыщение организма азотистыми соединениями. Поэтому наиболее эффективно обога щают рацион белковыми лизатами, которые быстро всасываются и включаются в процес сы построения мышечной ткани.

Низкокалорийное питание для снижения веса имеет низкое содержание белков, в результате происходит потеря, в том числе, и мышечной массы, а также общее ослабление организма. С помощью белковых лизатов можно создать низкокалорийные продукты, приводящие к потере жировой ткани, а не мышечной.

Белковые лизаты применяются в медицине более 40 лет при нарушениях пищева рения, патологии всасывания, пищевых аллергиях, а также при ожогах (при недостатке белка в организме), панкреатитах, болезни Крона – в составе лечебного питания. Кроме того, белковые лизаты используются в качестве основы для парентерального питания.

В последние годы появились новые данные о возможности использования лизатов для устранения пищевых аллергий, например, продукты на основе лизатов фирмы «Sandoz» (Швейцария). Эти продукты успешно устраняют симптомы хронических аллер гий у детей различного возраста.

Таким образом, создание гипоаллергенных продуктов на основе различных лизатов сегодня весьма актуально.

Лизаты бифидо- и лактобактерий позволили внедрить в современную косметологи ческую практику новые кремы и маски с заданными биологическими и физико химическими свойствами. Существует целый ряд патентов, как российских, так и зару бежных, позволяющих производить косметические продукты, обладающие способностью к регенерации и омоложению кожных покровов. Лизаты содержат целый спектр БАВ, нормализующих биосинтетическую и пролиферативную активность фибробластов ткани кожи и являются эффективным компонентом кремов или масок для ухода за нормальной и сухой кожей, в особенности при признаках старения и увядания кожи.

Лизаты бифидобактерий и лактобактерий также активно начинают использоваться и в дерматологии, в качестве лечебного средства, благотворно влияющего на функции клеток кожи. Достигаемые биологические эффекты присущи также лизатам клеточных стенок и других бактерий нормофлоры человека. Поскольку фибробласты составляют ос нову ткани кожи, понятно, что косметические и дерматологические средства на основе продуктов гидролиза клеточных стенок бактерий нормофлоры человека будут эффектив ными при лечении заболеваний и состояний, связанных с нарушениями нормального функционирования кожной ткани.

Белковые, бактерийные и дрожжевые лизаты используются как компоненты пита тельных сред в исследовательских целях и для масштабного получения биомассы. В по следнее время лизаты стали незаменимыми при выращивании клеточных тканевых куль тур. Использование бактерийных лизатов в качестве компонентов питательных сред обу словлено наилучшим соотношением цена/качество, а в некоторых случаях – это единст венная возможность биотехнологов при культивировании ряда микроорганизмов или тка невых культур.

В зависимости от степени лизиса, получают лизаты, содержащие различное соот ношение свободных аминокислот и пептидов, дисахаров и полисахаридов, пептидоглика нов, поэтому их можно применять в различных отраслях и в, частности, в косметической промышленности.

В результате анализа свойств и областей применения лизатов бифидо- и лактобак терий, нами была разработана серия косметических средств по уходу за зрелой кожей се рии «ProBiocosmetics». Данная серия разработана на основе пробиотических культур дис пергированных в биоактивных питательных веществах на основе молока. Функциональ ными свойствами этих косметических средств являются: уменьшение последствий стрес сов, защита от негативного влияния окружающей среды, стабилизация иммунной систе мы, коррекция морщин и активный лифтинг.

Серия ProBiocosmetics включает в себя четыре продукта направленного действия:

1. Пробинорм – питьевая косметика, содержащая пробиотические культуры.

2. Флюид ProBiocosmetics – тщательное очищение, подготовка кожи к интенсивной процедуре лифтинга.

3. Крем ProBiocosmetics – комплексный уход за зрелой кожей.

4. Маска-лифтинг ProBiocosmetics – выравнивание рельефа кожи, подтяжка кожи вокруг глаз, подбородка.

Эффект синергизма достигается применением космецевтиков и нутрицевтиков. В то время как препараты наружного применения (космецевтики) восполняют недостаток питательных веществ в поверхностных слоях кожи, сбалансированные комплексы внут реннего применения (нутрицевтики) доставляют жизненно важные вещества в кровяное русло. Такая биосистема двойного действия оказывается наиболее эффективной для воз вращения коже красоты и здоровья.

При оценке качества косметических средств и биологически активных добавок од ним из основных критериев качества является оценка их эффективности при клинических (практических) испытаниях.

Для проведения практических испытаний была сформирована группа пробантов – 25 человек – женщины в возрасте от 35 до 55 лет с увядающей кожей лица. Исследование проводилось в течение 30 дней. Клиническая картина старения характеризовалась сле дующими проявлениями. Ранние признаки старения (уменьшение тургора, пастозность, сухость кожи, пигментация, появление тонких морщинок, мимических морщинок) наблю дались у 15 пробантов, поздние (обвисание тканей, изменение цвета кожи до желтовато серого, нарушение пигментации, очаги кератоза, статические морщины и складки) – у пробантов. Для анализа полученных результатов на каждого пробанта была разработана и заведена индивидуальная карта, которая позволяла учитывать данные анамнеза, объек тивного осмотра, косметологические процедуры, проводимые обследуемыми женщинами.

В анамнез включали лишь базовый косметологический уход (маски, массаж), который по лучали 42 % из включенных женщин.

Методика нанесения функциональных косметических средств, содержащих про биотические культуры, на кожу пробантов включала:

питьевая косметика (БАД) «Пробинорм» – прием по 1 капсуле 2 раза в день • в течение 3 недель;

очищение лица при помощи «Флюида очищающего» (на кожу лица и шеи, • ежедневно, 2 раза в день);

нанесение «Крема для лица» (ежедневно, 2 раза в день);

• применение «Маски-лифтинг» для кожи лица и шеи (2 раза в неделю).

• Исследования проводились на базе салона красоты «Леди Алиса» (г. Бийск). Как показали результаты анкетирования, 72 % женщин отметили уменьшение сухости, 80 % – уменьшение выраженности морщин, 63 % – улучшение тонуса кожи и подтягивание овала лица, 45 % – выравнивание тона кожи и появление более равномерного цвета лица, 90 % – исчезновение неприятных субъективных ощущений после умывания. По мнению пробан тов, рельеф мелких мимических морщин, особенно – в периорбитальной и височной об ластях, стал менее выраженным. В меньшей степени изменились мимические морщины носо-губных складок и над верхней губой. Устранение локальных раздражений, имею щихся на коже до применения препарата (отдельные прыщи, покраснение кожи), было отмечено уже через 2 дня применения препарата у 8 пробантов. Причем до конца испыта ний у этих пробантов больше не происходило образование локальных раздражений кожи.

Для анализа величины показателя pH кожи применялся электрохимический потен циалометрический метод, используемый в приборе «Skin-pH-meter» («CK electronic», Германия).

Себовыделительная функции кожи были оценены фотометрическим методом с по мощью прозрачной пленки, фиксирующей количество кожного сала и чешуек на поверх ности эпидермиса на приборе «Sebumeter SM» («CK electronic», Германия).

При измерении исходных значений pH кожи было обнаружено смещение величины водородного показателя в сторону щелочного диапазона в разной степени для всех про бантов, не зависимо от возраста. Кроме того, наблюдалась тенденция к повышению pH кожи с увеличением возраста пробантов. После проведения 30-дневного курса примене ния серии функциональной косметики, содержащей пробиотические культуры, наблюда лась тенденция к нормализации уровня pH кожи у пробантов всех возрастов.

Анализ данных, полученных с помощью себуметрии, позволил сделать вывод о ва риабельности показателя жирности кожи у пробантов разного возраста. По результатам исследования были выявлены пробанты с различными липотипами: нормальное салоотде ление, недостаточное салоотделение (сухая кожа), избыточное салоотделение (жирная кожа). При этом у большинства пробантов (75 %) преобладал сухой тип кожи.

После проведения 30-дневного курса применения функциональной косметики, со держащей пробиотические культуры, у пробантов не было зафиксировано достоверных изменений салоотделения и выраженных изменений процессов десквамации в коже.

С первого сеанса применения данной серии функциональной косметики пробанты отмечали активную защиту кожи лица от солнечных лучей (по отсутствию загара).

В результате испытаний ни у одного пробанта не было выявлено раздражающего или аллергизирующего действия. Применение космецевтических средств с пробиотиче скими культурами не вызывало каких-либо побочных эффектов. Переносимость препара тов – хорошая, общая эффективность серии «ProBiocosmetics» также оценена как хоро шая. Степень удовлетворенности препаратами – высокая.

Для достижения наилучшего результата, разработанные космецевтические средства ProBiocosmetics (БАД «Пробинорм», флюид очищающий, крем для лица, маска-лифтинг), рекомендуется использовать в комплексе.

Полученные нами результаты коррелируют с патогенетическим действием актив ных ингредиентов, входящих в функциональную косметику «ProBiocosmetics».

Таким образом, серия функциональных косметических средств, содержащих про биотические культуры, может быть рекомендована для коррекции возрастных изменений кожи и профилактики кожных воспалительных процессов как достаточно эффективное и безопасное средство.

Исходя из состава, требований предъявляемых к косметике и ожидаемому эффекту от нее, а также усиления косметического лифтинг-эффекта и защиты кожи от внешних факторов, нами рекомендованы следующие способы применения комплекса средств функ циональной косметики «ProBiocosmetics»:

- БАД «Пробинорм»

Способ применения: при лечении дисбактериоза в дозе по 1 капсуле 2 раза в день в течение 3 недель.

- «Флюид очищающий»

Способ применения: на ватный диск нанесите небольшое количество «Флюида очищающего» и массирующими действиями очистите кожу лица, шеи и области декольте.

После нанесения флюид смывать не следует.

- «Крема для лица»

Способ применения: легкими массирующими движениями наносить на очищенную кожу лица, шеи и область декольте за 30 минут до выхода на улицу.

- «Маска-лифтинг»

предварительно очистить кожу Флюидом очищающим серии • ProBiocosmetics нанести маску на кожу лица, шеи и области декольте • оставить до полного высыхания на 10-15 минут;

• смыть теплой водой.

• Данную процедуру необходимо проводить 2-3 раза в неделю.

Таким образом, использование лизатов бифидо- и лактобактерий в составе косме тических средств позволил получить продукт с полифункциональными свойствами, что подтвердили исследования разработанных средств серии ProBiocosmetics.

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ СКОРЛУПЫ КЕДРОВОГО ОРЕХА Л.С. Буханчук1, Р.Ю. Митрофанов Бийский технологический институт АлтГТУ им. Ползунова, Бийск Институт проблем химико-энергетических проблем СО РАН, Бийск К настоящему времени накоплен достаточно большой опыт применения сорбентов для обесцвечивания растворов и жидкостей, отходящих газов, сточных вод, сорбции тя желых и радиоактивных металлов и т.д. Номенклатуру промышленных сорбентов можно разделить на следующие группы: активные угли, силикагели, активный оксид алюминия, синтетические цеолиты, ионообменные смолы.

В пищевой и фармацевтической промышленности наибольшее распространение получили активные угли, изучение возможности получения которых из отходов расти тельного сырья является в настоящее время актуальной задачей.

Целью работы является разработка способа получения сорбента с высокими сорб ционными характеристиками на основе скорлупы кедрового ореха (СКО).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Объектом исследования служила скорлупа кедрового ореха Делигнификация СКО при избыточном давлении В качающийся автоклав [1] загружают 2,3 л 4%-го раствора едкого натра, 150 г СКО и герметизируют. Включают перемешивание и нагревают материал до заданной температуры. Выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа и охлажда ют до 25-27°С. Делигнифицированную СКО промывают на вакуум фильтре сначала 2% ным раствором едкого натра 3100 мл, а затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. После чего высушивают при 130±2°С до постоянной массы.

Окисление гипохлоритом натрия В стеклянный стакан емкостью 1,0 л помещают 50 г делигнифицированной СКО и 600 мл раствора гипохлорита натрия (=1,11 г/см3). Суспензию при постоянном переме шивании нагревают на водяной бане до 80 °С, и выдерживают при этой температуре в те чение 2 часов. После чего дополнительно добавляют 210 мл раствора гипохлорита натрия и выдерживают еще 2 часа. По окончании окисления продукт промывают дистиллирован ной водой до нейтральной реакции промывных вод, отжимают и высушивают до постоян ной массы при температуре 130±2 °С. Готовый сорбент измельчают до частиц 1,0-1,5 мм.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Ранее в лабораторных условиях СКО уже рассматривалась в качестве сырья для по лучения активного угля и сорбентов [2, 3]. В данной работе исследовался способ, позво ляющий исключить пиролиз сырья [4], и тем самым повысить выход сорбента.


На первом этапе работы было проведено исследование зависимости сорбционной активности сорбента от степени делигнификации. Для максимального освобождения пор исследуемого материала нами был проведен ряд последовательных делигнификаций при атмосферном давлении, которые осуществляли при температуре 95-97 °С, концентрации щелочи 4 % и гидромодуле 1:3, в течение 4 часов.

Выход материала после делигнификаций и его адсорбционная активность, пред ставлены в таблице 1. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ряд последова тельных делигнификаций приводит к равномерному повышению сорбционной активно сти. Максимум наблюдается после 3 делигнификаций.

Таблица 1 – Выход и сорбционная активность делигнифицированной СКО при ат мосферном давлении Выход Адсорбцион Исходная Делигнифициро Наименование образца сорбента, ная актив СКО, г ванная СКО, г ность, мг/г % Первая делигнификация 300,00 224,85 74 21, Вторая делигнификация 300,00 226,75 75 27, Третья делигнификация 300,00 240,55 80 33, Увеличение делигнификаций свыше трех не целесообразно, поскольку дает очень мягкий продукт, практически состоящий из одной целлюлозы с разрушенными естествен ными порами исходной скорлупы.

Для увеличения сорбирующей поверхности продукта проведено исследование воз действия низкотемпературной обработки на делигнифицированный материал, получен ный по методике [3], для трех образцов. Результаты эксперимента показаны в таблице 2.

Таблица 2 – Выход и сорбционная активность по метиленовому голубому делигни фицированной СКО после низкотемпературной обработки Навеска, После обра- Выход, Адсорбционная ак Наименование образца г ботки, г тивность, мг/г % Первая делигнификация 100 94,21 94 18, с заморозкой Вторая делигнификация 100 93,55 93 20, с заморозкой Третья делигнификация 100 97,98 98 15, с заморозкой Адсорбционная активность сорбента, полученного низкотемпературной обработ кой, не показала какой либо зависимости. В случае трех последовательных делигнифика ций и последующей низкотемпературной обработки адсорбционная активность снизилась более, чем вдвое. Данный факт, на наш взгляд, можно объяснить тем, что после 3 после довательных делигнификаций в значительной степени снижается содержание остаточного лигнина, что позволяет кристаллизующейся воде без труда разрушить пористую структу ру материала.

Как вариант была проведена делигнификация при избыточном давлении. Делигни фикацию проводили в автоклаве в диапазоне температур от 145 до 180°С, концентрации NaOH 4% и гидромодуле 1:15. Скорлупа после обработки представляла собой хрупкий материал темно-коричневого цвета.

Выход материала после делигнификации при повышенном давлении и его адсорб ционная активность представлены в таблице 3.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что адсорбционная активность СКО после делигнификации при 160°С находится на самом высоком уровне. Незначи тельно ниже активность СКО, делигнифицированной при 140°С, что может быть обуслов лено не полным раскрытием пор при делигнификации.

Таблица 3 – Выход и сорбционная активность СКО, делигнифицированной при по вышенном давлении Наименование Исходная Делигнифицированная Выход, Адсорбционная образца СКО, г СКО, г активность, мг/г % Делигнификация 150,00 87,50 58 29, t=140°C, p=1 атм Делигнификация 150,00 82,58 55 35, t=160°C, p=5 атм Делигнификация 150,00 22,29 15 8, t=180°C, p=8 атм Интересные результаты были получены при 180°С. В данном случае наблюдается резкое падение активности по сравнению с другими образцами, что, на наш взгляд, вызва но практически полной делигнификацией материала, потерей жесткости структуры и вследствие этого заметным разрушением пор под действием высокого давления. Очень низкий выход продукта после делигнификации, свидетельствует не только о практически полной делигнификации, но и о частичной деструкции гемицеллюлоз и целлюлозы.

На следующем этапе работы был проведен ряд экспериментов по окислению цел люлозного каркаса делигнифицированной СКО с целью получения в цепи целлюлозы максимального количества карбоксильных групп. Известно, что окисление молекулы цел люлозы может протекать в нескольких направлениях.

1) Окисление первичных гидроксильных групп элементарного звена до карбоксильных:

CH2OH COOH O O O O [O] OH OH OH OH 2) Окисление вторичных гидроксильных групп элементарного звена у С2 или у С3, или у С2 и С3 одновременно до кетогрупп:

CH2OH CH2OH CH2OH O O O O O [O] O OH OH OH O O O 3) Одновременное окисление двух вторичных гидроксильных групп элементарного звена до альдегидных, сопровождающееся разрывом пиранозного цикла, при комбинированном действии окислителей может произойти дальнейшее окисление альдегидных групп до карбоксильных:

CH2OH CH2OH CH2OH O O O O O [O] O OH CO2H HO2C CHO OHC OH В качестве окислителей для проведения исследования были выбраны промышленно используемые окислители в виде разбавленных водных растворов: перекись водорода, ги похлорит натрия, азотная кислота.

В качестве основы для получения окисленного сорбента, использовалась СКО де лигнифицированная при 160°С. Полученные результаты сведены в таблицу 4.

Таблица 4 – Выход и сорбционная активность окисленного сорбента Исходный сор- Окисленный сор- Выход, Адсорбционная актив Окислитель бент, г бент, г ность, мг/г % H2O2 50,00 47,07 94 97, NaOCl 50,00 27,65 55 105, НNO3 50,00 36,33 72 102, Окисление делигнифицированной СКО приводит к увеличению сорбционной ак тивности в среднем в 3 раза. Несмотря на самый низкий выход сорбента при окислении гипохлоритом натрия, он показал наибольшую активность.

ВЫВОДЫ 1. Максимальная сорбционная активность сорбента достигается после 3 последова тельных делигнификаций СКО и составляет 33,5 мг/г.

2. Получение сорбента делигнификацией при 160°С (5 атм) позволяет увеличить сорбционную активность продукта до 35,1 мг/г.

3. Комбинация методов делигнификации и окисления позволяют получать сорбент с адсорбционной активностью на уровне промышленных активных углей.

Литература 1. П.М. 2518 РФ, МКИ5 6 B 01 J 3/04. Качающийся автоклав с электрообогревом для проведения гетерогенных процессов.

2. Савельева Ю.Р. Получение активного угля из скорлупы кедрового ореха / Ю.Р.

Савельева, А.Н. Кряжов, М.С. Богомолов, В.Л. Ивасенко, В.Т. Новиков // Химия расти тельного сырья. – 2003. –№ 4. –С. 61-64.

3. Егорова Е.Ю. Получение сорбента из скорлупы кедрового ореха методом низко температурной обработки / Е.Ю. Егорова, Р.Ю. Митрофанов, А.А. Лебедева // Ползунов ский вестник. – 2007. – № 3. –С. 35-39.

4. Оффан К.Б. Закономерности пиролиза скорлупы кедровых орехов с образовани ем древесного угля в интервале температур 200-500°С / К.Б. Оффан, В.С. Петров, А.А.

Ефремов // Химия растительного сырья. – 1999. –№ 2. –С. 61-64.

ИЗУЧЕНИЕ ИНГИБИРОВАНИЯ ACETOBACTER ACETI ХВОСТОВЫМИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПРИМЕСЯМИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА Л.Ю. Бурля, А.А.Ламберова, М.Э.Ламберова Бийский технологический институт (филиал) АлтГТУ им. И.И.Ползунова, г.Бийск Сегодня актуальным для пищевой промышленности является переход с синтетиче ского на биохимический уксус, так как в состав спиртового уксуса кроме уксусной кисло ты входят малые количества высших эфиров, придающих продукту особый вкус и прият ный аромат, чего лишена уксусная эссенция, получаемая химическим путем. Качествен ный состав эфиров и их количество определяются особенностями бактерий и условиями их жизнедеятельности.


В настоящее время на потребительском рынке доля уксусов из пищевого сырья достаточно низкая. Большую часть всех производимых уксусов составляет уксус столо вый, полученный химическим путем из продуктов сухой перегонки древесины.

Уксуснокислое брожение основано на способности уксуснокислых бактерий рода Acetobacter окислять этиловый спирт в уксусную кислоту. Размножение бактерий и окис лительная деятельность интенсивно проходят при непрерывном аэрировании питательной среды и температуре от 25 до 30 °C. В состав среды для культивирования Acetobacter aceti входят минеральные соли, этиловый спирт, уксусная кислота и вода. Примеси входящие в состав этилового спирта могут отразиться на жизнедеятельности уксуснокислых бактерий и на способности образовывать ими уксусную кислоту. Также остаточный спирт вместе с другими неосвоенными компонентами и продуктами сбраживания присутствуют в гото вом продукте.

Целью исследований стало изучение ингибирования Acetobacter aceti хвостовыми и промежуточными примесями этилового спирта в процессе получения спиртового уксуса.

В качестве продуцента использовали маточный уксус, взятый с действующего окислителя с Казанского уксусного завода. Культивирование Acetobacter aceti осуществ ляли на стандартной среде с этиловым спиртом и при замене его на промежуточную фракцию этилового спирта (ПФЭС) и сивушное масло (СМ) с ультразвуковой (УЗ) обра боткой и без нее. В ходе эксперимента регулярно производили измерение кислотности, спирта и биомассы в среде, а также подсчет числа живых клеток в 1 мл. С помощью хро матографа «Хроматэк – Кристалл 5000» был определен качественный состав питательной среды в начале и после семи суток культивирования Acetobacter aceti.

В ходе данной работы заменяли в питательной среде этиловый спирт на ПФЭС и СМ в различных количествах, обрабатывали Acetobacter aceti УЗ на стандартной среде и средах с СМ и с ПФЭС.

На рисунке 1 - 4 приведены сравнительные диаграммы концентрации накапливае мой уксусной кислоты, остаточного спирта и биомассы в культуральной жидкости при культивировании Acetobacter aceti от подобранной оптимальной доли фракции в среде и УЗ-обработки в оптимальных выбранных режимах.

27, уксусной кислоты, 30 24, Концентрация без У З -обработки 16,0 15,0 15,5 14, г/100 мл 10 с У З -обработкой 1 2 Вариант Варианты:

1 – стандартная среда;

УЗ-обработка 40 Вт, 2 мин;

культивирование 14 сут.;

2 – доля ПФЭС 50,0 %, УЗ-обработка 20 Вт, 4 мин;

культивирование 14 сут.;

3 – доля СМ 40,0 %, УЗ-обработка 40 Вт, 2 мин;

культивирование 14 сут.

Рисунок 1 – Сравнительная диаграмма зависимости концентрации накапливаемой уксус ной кислоты в культуральной жидкости при культивировании Acetobacter aceti от доли фракции в среде и УЗ-обработки При УЗ-обработке стандартной питательной среды концентрация уксусной кислоты увеличилась на 11,9 %, а УЗ-обработка сред с ПФЭС и СМ привела к ее снижению на 6, и 6,5 % соответственно. Добавление промежуточной фракции и сивушного масла к пита тельной среде приводит к снижению накопления уксусной кислоты в культуральной жид кости. Наименьшее количество уксусной кислоты 14,5 г/100 мл накапливается на среде с СМ с УЗ-обработкой, без нее концентрация уксусной кислоты составляет 15,5 г/100 мл.

На среде с ПФЭС концентрация уксусной кислоты 16,0 г/100 мл, с УЗ-обработкой 15, г/100 мл.

5,02 5, 4,72 4, Концентрация спирта, % об.

остаточного без УЗ-обработки 2, 2,03 с УЗ-обработкой 1 2 Вариант Варианты:

1 – стандартная среда с этанолом;

УЗ-обработка 40 Вт, 2 мин;

14 сут.;

2 – доля ПФЭС 50,0 %, УЗ-обработка 20 Вт, 4 мин;

14 сут.;

3 – доля сивушного масла 40,0 %, УЗ-обработка 40 Вт, 2 мин;

14 сут.

Рисунок 2 – Сравнительная диаграмма зависимости концентрации остаточного спирта в культуральной жидкости при культивировании Acetobacter aceti от доли фракции в среде и УЗ-обработки При обработке стандартной питательной среды УЗ концентрация остаточного спирта снизилась на 18,8 %. Концентрация остаточного спирта в культуральной жидкости в среде с 50,0 % ПФЭС и 40,0 % СМ оказалась выше при обработке питательной среды УЗ, чем при культивировании без УЗ-обработки на 0,8 % и 1,2 % соответственно.

Количество биомассы, г/л 36 40 34 34 стандартная 26 среда 30 22 1820 1618 1516 15 среда с 50,0 % 20 13 1211 12 ПФЭС среда с 40,0 % СМ 1 2 3 4 5 6 7 Длительность культивирования, сутки Рисунок 3 - Сравнительная диаграмма зависимости количества биомассы Acetobacter aceti в культуральной жидкости от оптимальной доли фракции в среде и от длительности культивирования стандартная среда с УЗ-обработкой Количество биомассы, г/л 80 72 Вт, 2 мин 60 среда с 50,0 % 3739 3537 ПФЭС с УЗ 3230 40 28 28 обработкой 20 Вт, 30 22 2020 1818 22 15 1613 14 мин 1 2 3 4 5 6 7 Длительность культивирования, сутки Рисунок 4 – Сравнительная диаграмма зависимости количества биомассы Acetobacter aceti в культуральной жидкости от оптимальной доли фракции в среде, от длительности культивирования и УЗ-обработки В процессе культивирования происходило снижение количества биомассы. При этом ее количество на стандартной среде выше, чем на среде с ПФЭС и СМ. Действие УЗ оказало положительное влияние на количество биомассы, при этом наблюдается ее увели чение, как на стандартной среде, так и на среде с ПФЭС и СМ.

В таблице 1 представлены сравнительные результаты определения состава пита тельной среды и культуральной жидкости.

Исследование состава среды показало, что на стандартной среде конечные концен трации компонентов намного меньше их первоначального состава. На среде с добавлени ем ПФЭС и СМ концентрации одних компонентов уменьшились (ацетальдегид, этилбути рат), а других наоборот увеличились (этилацетат, 1-пропанол).

Таблица 1 – Сравнительные результаты определения состава питательной среды и культу ральной жидкости Стандартная Среда с добавлением Среда с добавлением среда с этанолом 50,0 % ПФЭС 40,0 % СМ Компонент Концентрация, мг/дм началь- конеч- начальная конечная начальная конечная ная ная ацетальдегид 3,368 - 23,530 - 5,87 этилацетат 142,783 6,960 58,660 180,150 83,61 698, 2-пропанол 0,449 - 6,260 - - 2-бутанол 1,144 - - - - этилбутират 1,518 - 799,200 - 440,97 изобутанол 9,847 2,891 2037,520 1903,270 1042,31 1084, изоамилол 32,593 4,079 3570,110 3470,38 7690,37 7779, бензальдегид 3,411 10,160 - - - гексанол - 7,953 - - - 1-пропанол - - - 673,430 - 417, 1-бутанол - - 9,470 - 16,25 В результате исследования было выявлено, что присутствие в питательной среде для культивирования Acetobacter aceti хвостовых и промежуточных примесей этилового спирта приводит к снижению накопления уксусной кислоты в культуральной жидкости по сравнению с культивированием на стандартной среде с этанолом. При обработке ультра звуком наблюдается усиление ингибирующего действия на Acetobacter aceti каждой фрак ции в питательной среде, особенно фракции СМ.

ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ПОЛИСАХАРИДОВ ИЗ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЛЕПИХИ А.В. Карлюк 1, Е.С. Баташов 1, Н.И. Кулешова 2, Кошелев Ю.А. 1 - Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, Бийск (Россия) 2 – ЗАО "Алтайвитамины", Бийск (Россия) Представленная работа была выполнена на базе ЦЗЛ ЗАО «Алтайвитамины» и яв ляется продолжением исследований по разработке технологии комплексной переработки облепихи.

Наиболее ценный продукт переработки плодов облепихи - масло, которое является субстанцией в производстве таких известных лекарственных препаратов как «Облепихо вое масло, капсулы», «Олестезин», «Олазоль»[1].

Работы, направленные на увеличение выхода масла всегда актуальны. В последнее время возросло значение экологически чистой безотходной технологии переработки ягод с целью получения не только масла, но сока и семян. Эта проблема приобрела большую значимость из-за подъема цен на сырье, а так же в связи с запретом с 2000 г. производства широко используемого экстрагента Хладон R-12 и ограничения использования Хладона R-22 до 2030 года по «Монреальскому протоколу» об охране озонового слоя Земли.

В перспективе представляется целесообразным биотехнологический подход к пе реработке облепихового жома без семян, с использованием энзимов и мультиэнзимных композиций с целью получения высококаротинного масла механическим способом.

Состав кожицы и мякоти малоизучен, поэтому целью работы было изучение соста ва полисахаридов и физико-химических показателей продуктов промышленной перера ботки плодов облепихи и подбор методов количественного определения полисахаридов для выбора ферментных препаратов.

В качестве объектов исследования были выбраны следующие продукты промыш ленной переработки плодов облепихи:

1. Цельная ягода урожая 2008г.

2. Мякоть, полученная из сока после обработки на сепараторе марки ФСЦП-1.

3. Кожица, полученная с протирочной машины марки КПУ - М из ягод урожая 2007г.

4. Мякоть, полученная с протирочной машины марки КПУ - М из ягод урожая 2007г.

Все выбранные образцы были высушены при t=65оС в вакуумной полочной сушил ке до постоянной массы.

Подготовку образцов, изучение их физико-химических свойств, а так же фракцио нирование полисахаридов осуществляли по общепринятым методикам [2,3], блок-схема проведения исследования представлена на рисунке 1.

Поскольку жиры и сахара мешают определению полисахаридов, на первом этапе проводилось их удаление последовательной обработкой гексаном и 82-х % спиртом.

Следующим этапом было микроскопирование исходного и обезжиренного сырья на световом (рисунок 2) и электронно-сканирующим микроскопе с увеличением в 1000 раз.

Исходя из рисунка можно сделать вывод, что масло находится в связанном состоянии с фрагментами ткани.

Физико-химические показатели: Образец - Влага,% - Зола,% Обезжиривание - Белок,% Фракционирование на полисахариды - Жир + -каротин Целлюлоза Спирт 82 % 3-х кратная экстракция по 2 часа при 70 °С по 50 мл Экстракт (пектин). К Остаток. 3-х кратная экстракция по 2 часа 25 мл экстракта рН7 0,5% оксалатом аммония при 70 °С по 50 мл +20 мл этанола Центрифугирование Остаток. Экс–ция 5 % NaOH Экстракт (Протопектин) к 25 мл + 35 мл этано пектин Центрифугирование Экстракт + уксусная кислота до рН4, Экстракт Осадок 10 % протопектин А Осадок Гемицеллюлоз А2 Экстракт + уксусная кислота до Остаток. Обработка 72 % H2SO4 Экстракт + 3 V EtOH Осадок Гемицеллюлоз Б Гемицеллюлоз Б Остаток (лигнин и минеральные в-ва) Рисунок 1 – Блок-схема исследования а б Рисунок 2 – Микроскопирование мякоти с протирочной машины (микроскоп «ЛОМО микромед – 6» при увеличении х1000):

а – исходное сырье, б – обезжиренное сырье;

После этого проводилось определение физико-химических показателей об разцов.

Таблица 1 – Физико-химические показатели высушенных образцов Образец 1 2 3 Показатели Цельная Мякоть из Мякоть с проти Кожица ягода сока рочной машины Содержание жира, % 21,2 70,3 31,2 42, на абс. СВ в том числе содержание 335,6 241,9 214,3 395, -каротина, мг % Влага, % 13,2 7,6 4,5 7, Белок, % 9,8 5,4 3,7 12, на абс. СВ Зола, % 3,4 12,5 3,0 5, на абс. СВ Как видно из результатов представленных в таблице 1, наибольшим содержа нием жира отличаются образцы мякоти (2 и 4), а наибольшим содержанием кароти ноидов образец мякоти (4). В образце из цельной ягоды (1) повышено содержание влаги, что вероятно связано с его высокой гигроскопичностью.

Затем нами проводился подбор методов количественного определения поли сахаридов и изучения их состава в подготовленных образцах, как показано на схеме 1. Результаты определения состава полисахаридов представлены в таблице 2.

Из полученных данных видно, что максимальным содержанием пектиновых веществ и гемицеллюлоз отличается образец 4, а минимальное количество пектино вых веществ находится в кожице образец 3. При этом содержание пектиновых ве ществ, и гемицеллюлоз в мякоти (обр. 2) составляет более 75% от их общего содер жания в цельной ягоде (образец 1). Наибольшим содержанием целлюлозы и лигнина отличается кожица в образеце 3. В свою очередь мякоть из сока (образец 2) отлича ется минимальным количеством целлюлозы, отсутствием лигнина, что вероятно свя зано с технологией его получения. Значительное содержание лигнина в остальных образцах (1,3,4), вероятно можно объяснить присутствием в них фрагментов кожицы и семян.

Таблица 2 – Содержание полисахаридов и лигнина в высушенных образцах Образец 1 2 3 Содержание, % Мякоть с на абс. СВ Цельная Мякоть из Кожица протирочной ягода сока машины Пектин 2,0 1,6 0,2 6, Протопектин 0,9 0,6 0,7 0, Гемицеллюлоза 15,9 12,6 27,5 33, в том числе:

А1 9,3 4,4 12,9 22, А2 1,6 2,7 2,6 2, Б1 4,1 3,8 6,8 5, Б2 0,9 1,6 5,2 2, Целлюлоза 17,0 2,2 32,5 20, Лигнин 17,3 0,1 24,1 10, По результатам работы были заказаны ферментные препараты обладающие пектиназной, целюлазной, гемицелюлазной и протеолитической активностью. При выборе ферментных препаратов руководствовались следующими требованиями:

- ферментные препараты должны выпускаться в промышленных масштабах;

- ферменты должны быть разрешены для применения в пищевой промышленно сти;

- иметь низкий рабочий оптимум pH, т.к. облепиховый сок имеет pH = 2,8 – 3,0.

На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Подобраны методики для количественного определения полисахаридов (пектин, протопектин, целлюлоза и гемицеллюлоза), а так же белка и лигнина в про дуктах переработки плодов облепихи.

2. Установлено соотношение между отдельными группами полисахаридов в продуктах переработки плодов облепихи.

3. Масло в мякоти и кожице находится в связанном состоянии с компонен тами тканей.

4. По результатам данной работы были заказаны ферментные препараты.

Литература 3. Кошелев Ю.А. Облепиха / Ю.А. Кошелев, Л.Д. Агеева. – Бийск, 2003. – 423с.

4. Починок, Х.Н. Методы биохимического анализа растений / Х.Н. Починок.

– Киев: Наукова Думка, 1976 – 333с 5. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И.

Ермакова. – Ленинград: Агропромиздат, 1987 – 429с.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.