Разработка биотехнологии тагатозосодержащего концентрата и применение его в производстве синбиотического напитка

Ширунов, Максим Олегович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Разработка биотехнологии тагатозосодержащего концентрата и применение его в производстве синбиотического напитка
ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Разработка биотехнологии тагатозосодержащего концентрата и применение его в производстве синбиотического напитка"

На правах рукописи —

005058938

Ширупов Максим Олегович

РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ТАГАТОЗОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНБИОТИЧЕСКОГО НАПИТКА

Специальности: 03.01.06 — Биотехнология (в том числе

бионанотехнологии) 05.18.04 — Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2013

005058938

Работа выполнена на кафедре технологии молока и молочных продуктов ФГБОУ ВПО «Воронежского государственного университета инженерных технологий»

Научный руководитель: Мельникова Елена Ивановна

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», профессор кафедры технологии молока и молочных продуктов

Официальные оппоненты: Ковалева Тамара Андреевна

доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет», профессор кафедры биофизики и биотехнологии

Черемушкина Ирина Валентиновна кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», доцент кафедры микробиологии и биохимии

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ)

Защита состоится «25» января 2013 г в 14.00 ч на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.06 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий». Автореферат размещен на официальном сайте академии: www.vsuet.ru.

Автореферат разослан «21» декабря 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета —Шуваева Г.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Доктрина продовольственной безопасности РФ предусматривает развитие фундаментальных и прикладных научных исследований по внедрению инновационных технологий, включающих био-и нанотехнологии, производства функциональных пищевых продуктов.

Современные достижения биотехнологии позволили выявить новые пищевые компоненты - пребиотики, которые применяются в функциональном питании, обеспечивающем поддержание и реабилитацию пищевого статуса здоровых и больных людей. К одному из источников для их производства относится подсырная сыворотка — ценное белково-углеводное сырье, ежегодные объемы которого в РФ непрерывно увеличиваются.

Переработке молочной сыворотки и получению функциональных продуктов и ингредиентов на ее основе посвящены работы А.Г, Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Нестеренко, А.Ю. Просекова, Н.И. Дунченко, К.К. Полянского, Е.И. Мельниковой, Э.Ф. Кравченко, С.А. Рябцевой, Г.Б. Гаври-лова, А.В. Серова, В .Д. Харитонова, JI.A. Забодаловой, Т. Mizota, Y. Tamura, S. Adashi, G.R. Andrews, F. Petuely и других ученых.

Одно из перспективных направлений реализации биотехнологического потенциала подсырной сыворотки предусматривает глубокое фракционирование с применением нано-, био-, мембранных технологий на уровне кластеров молочного сырья с последующей трансформацией лактозы в функциональные производные (тагатоза, фукоза, лактосахароза, галактоолигосаха-риды и др.).

Из перспективных производных лактозы - пребиотических сахароза-менителей следует отметить D-тагагозу, которую можно включать в состав функциональных продуктов, предназначенных для коррекции микробиоценоза кишечника, а также обладающих иммуностимулирующим действием.

Реализация данного направления открывает дополнительные возможности в решении проблемы комплексной, экономически целесообразной и экологически безопасной переработки вторичного молочного сырья, обеспечивающей замкнутый цикл производства.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и мешочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ г. р. 01.2.00605297, 2006 - 2010 гг.), по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 — 2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г).

Автор выражает благодарность д.х.н., профессору Нифталиеву С. И. за консультации при выполнении работы.

Цель работы — оптимизация условий биохимической трансформации лактозы для получения тагатозосодержащего концентрата и синбиотического напитка на его основе.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

— обосновать применение методов молекулярно-ситовой фильтрации и биохимической трансформации лактозосодержащего сырья для получения тагатозы;

— подобрать ферментный препарат для биотрансформации лактозы, исследовать его свойства, биокатапиз и оптимизировать условия действия;

— создать искусственную нейронную сеть для управления процессом изомеризации О-галактозы в О-тагатозу;

— разработать экспресс-способ идентификации углеводов, в том числе тагатозы;

— изучить химический состав и функционально-технологические свойства, показатели, гарантирующие качество и безопасность тагатозосодержащего концентрата и разработать технологию его получения;

— разработать новое технологическое решение по производству синбиотического напитка на основе тагатозосодержащего концентрата обосновать его экономическую эффективность, провести промышленную апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту.

Оптимальные условия получения тагатозосодержащего концентрата из подсырной сыворотки, включающие предварительную обработку сырья методами молекулярно-ситовой фильтрации и биохимическую трансформацию лактозы.

Химический состав, функционально-технологические свойства, в т. ч. бифидогенные, показатели качества и безопасности тагатозосодержащего концентрата.

Новое технологическое решение, состав и свойства, показатели безопасности синбиотического продукта на основе тагатозосодержащего концентрата.

Научная новизна.

Представлены новые данные о тагатозосодержащем концентрате, а также способ его получения из подсырной сыворотки с применением методов молекулярно-ситовой фильтрации и биохимической трансформации лактозы.

С применением многофакторного статистического анализа и искусственной нейронной сети оптимизированы условия биохимической трансформации лактозы в тагатозосодержащий концентрат.

Создана искусственная нейронная сеть с использованием прикладных программ 51айзйса V. 8.0, позволяющая управлять процессом изомеризации ¿-галактозы в О-тагатозу.

Разработаны рецептура синбиотического напитка на основе тагато-зосодержащего концентрата и технологическое решение для ее реализации.

Практическая значимость. Предложенный и запатентованный способ бионанотрансформации лактозы позволяет получить новую пищевую композицию с высоким коэффициентом сладости и пребиотиче-скими свойствами.

Запатентован способ идентификации углеводов, в т. ч. тагатозы, позволяющий осуществить экспресс-анализ.

Разработано ресурсосберегающее технологическое решение производства синбиотического продукта с применением тагатозосодержа-щего концентрата.

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных технологий подтверждена промышленной апробацией на предприятиях отрасли (ООО ГМЗ «Лискинский», г. Лиски Воронежской области и ЗАО Молочный комбинат «Воронежский», г. Воронеж).

Новизна практических разработок подтверждена материалами Роспатента.

Основные положения диссертационного исследования используются в учебном процессе для методического обеспечения дисциплин «Химия пищи» и «Химия и физика молока» специальности 260303 «Технология молока и молочных продуктов».

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2, 6, 7 паспорта специальности 03.01.06 - Биотехнология (в т. ч. бионанотехнологии), п. 2, 3, 7 паспорта специальности 05.18.04 — «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: II Международного Форума «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2008); Российской научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2008); LXXIV, LXXV, LXXVI Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Киев, 2008 - 2010); VIII Украинской конференции по аналитической химии с международным участием (Одесса, 2008); X Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2009 - 2010); III Всероссийской конференции с международным участием (Краснодар, 2009); Всероссийской конференции с Международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009); XII научной конференции «Львовские химические чтения -2009» (Львов, 2009); Всероссийской молодежной научно-практическая конференция «Биотехнология растительного сырья, качество и безопасность продуктов питания» (Иркутск, 2009); III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (Воронеж, 2009); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Воронеж, 2009); I

Международной телеконференции «Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение» (Томск, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2010); Международной научной конференции студентов, аспирантов, и молодых ученых «Научный потенциал студенчества в XXI веке» (Ставрополь, 2010);Международного научно-практического семинара «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства» (Омск, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности» (Воронеж, 2010); II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (Воронеж, 2010); Всероссийской конференции «Аналитическая химия и капиллярный электрофорез» (Краснодар, 2010); I Международной научно-пракшческой конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 2008 - 2011); «Современные наукоемкие технологии», (Египет, Хургада, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника. За разработку нанобиотехно-логии новой вкусформирующей добавки - подсластителя на основе молочной сыворотки автор имеет благодарность губернатора Воронежской области А. В. Гордее ва.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 работы, в том числе 8 в журналах, рекомендованных ВАК, 5 статей в научно-технических журналах, 11 тезисов докладов и 3 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц и 60 рисунков. Список литературы включает 125 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены основные направления исследований и охарактеризована научная и практическая ценность диссертации.

Глава 1. Аналитический обзор литературы. Проанализировано современное состояние и структура промышленной переработки подсырной сыворотки и подтверждена целесообразность ее использования для получения производных лактозы, в частности тагатозы, с применением биохимических методов (ферментативный гидролиз, изомеризация).

Обоснован выбор объектов исследования, подтверждена актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Глава 2. Объекты, материалы и методы исследований.

Для реализации цели и задач работы предложена схема (рис. 1) и объекты исследований: подсырная сыворотка, полученная при производстве сыра

Чеддер на ГМЗ "Лискинский", ультрафильтрат подсырной сыворотки и его обратноосмотический концентрат, гидролизат, ферментный препарат Lactozym 3000 L HP-G, тагатозосодержащнй концентрат, синбисггаческий напиток.

Экспериментальные исследования проводили в научно-исследовательских лабораториях кафедр технологии молока и молочных продуктов, неорганической химии и химической технологии, Центра стратегического развитая научных исследований Воронежского государственного университета инженерных технологий (ВГУИТ), в научно-испытательной лаборатории AHO НТЦ «Комбикорм», в лаборатории хромата графических методов анализа ФГУ «Менделеевского центра стандартизации, метрологии и сертификации» (г. Орехово-Зуево, Московская область), в лаборатории ГНУ Всероссийского научно-исследовательского ветеринарного института патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии, в химической лаборатории ОАО «Прогресс» (г. Липецк), в лаборатории кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, в аккредитованной испытательной лаборатории профилактической токсикологии «Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области», в Research and Development Centre Katalin Kovári Bunge Europe (Budapest, Hungary).

В работе применялись стандартные и общепринятые в исследовательской практике методы исследований, а также модифицированные, усовершенствованные и специальные, выполненные с применением современных приборов и информационных технологий для оценки свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Статистическую обработку и оценку достоверности результатов исследований проводили методами регрессионного анализа с помощью программ Microsoft Office 2010 и Statistíca v.8.0. Для оптимизации условий гидролиза лактозы применяли «ридж-анализ», условий изомеризации - метод искусственных нейронных сетей.

Анализ углеводного состава смеси, полученной на разных стадиях процесса биохимической трансформации лактозы, осуществляли на жидкостном хроматографе «Varían 920 - LC» с автоматическим вводом пробы, рефрактометрическим детектором Varían 356 - LC; колонкой «Microsorb NH2 MV» 250x4,6 мм с сорбентом (производитель «Vanan HPLC columns Advanced Chromatography Solutions») зернением 5 мкм.

Для определения углеводного состава нами разработан и запатентован экспрессный способ идентификации углеводов (патент РФ 2396560) с использованием тонкослойной хроматографии, научная новизна которого состоит в применении нового элюента: пропанол-2 - ацетон -1 М молочная кислота (2:2:1 по объему). Разработанный способ идентификации углеводов позволяет экспрессно, точно, надежно и с достаточной воспроизводимостью определять глюкозу, лактозу, галактозу, фруктозу, маннозу, тагатозу при их совместном присутствии. По сравнению с ВЭЖХ и ПКХ метод не требует дорогих реагентов и специальной пробоподготовки и трудоемких операций по восстановлению хроматографических колонок.

Рис. 1 - Схема проведенных исследований Глава 3. Получение тагатозосодержащего концентрата на основе биотрансформации и физико-химической модификации подсырной сыворотки. Для модификации химического состава подсырной сыворотки применены следующие методы: сепарирование, ультрафильтрация подсырной сыворотки и обратноосмотическое концентрирование полученного пермеата, биотрансформация лактозы в полученном концентрате р-галакгозицазой, с последующей изомеризацией 1>галактозы в О-тагатозу.

Предварительную обработку подсырной сьшоротки для проведения биохимической трансформации лактозы в тагагозосодержащий концентрат проводили по следующей схеме (рис. 2).

Сепарирование подсырной сыворотки для удаления жира и казеиновой пыли

Ультрафильтрация для

фракционирования компонентов подсырной сыворотки по молекулярной массе

Обратноосмотическое концентрирование пермеата для повышения содержания лактозы

Рис. 2 - Схема предварительной обработки подсырной сыворотки

Реализация данной технологической схемы позволяет освободиться от соединений сопутствующих лактозе и увеличить ее количество в полученном обратноосмотическом концентрате в 3,8 раза.

Для изучения возможности биотрансформации лактозы исследовали ферментные препараты Lactozym 3000 L HP-G, Lactozym Pure 2600 L, Maxilact Наибольшая степень гидролиза достигалась при действии на лактозу Lactozym 3000 L HP-G. Для исследования состава и свойств этого ферментного препарата его очищали микрофильтрацией, проводили диализ и разделяли гель-фильтрацией (хроматограф FPLC "Pharmacia", колонка Superase 12), используя фосфатный буфер в качестве элюента. Молекулярная масса данного фермента составила 200 кДа, что позволяет отнести его к димеру.

Изучение каталитических свойств Lactozym 3000 L HP-G показало, его стабильность в интервале рН б - 8, при значениях рН < 4 и > 9 фермент инактивируется.

В интервале температур 35 - 38 °С фермент термостабилен и проявляет активность - 75 - 95 %, при температуре 42 °С - 12 % от исходной (продолжительность - 3 ч, фосфатный буфер, рН 6,5).

Инактивация фермента происходит по диссоциативному механизму, что подтверждается кинетическими константами (табл. 1).

Таблица 1

Расчетные кинетические константы термоинактивации фермента

Температура, °С кхмьс1 кмй , с' 1W.M К с1

39 1,5-W4 5-10_:> 1,9-Iff6 2,1-10"4

42 З^ТО"1 3,2-Ю-4 1,9-Iff5 3,4-Iff4

При данных условиях кинетически разделимы стадии диссоциации ди-

мера и денатурации мономера.

Катионы переходных металлов (Со*и Мп24) увеличивают активность фермента на 20 и 24% соответственно, что объясняется возможным увеличением сродства фермента к субстрату. Катионы Си2+ не влияют на активность фермента (рис 3).

С увеличением полярности растворителя повышается возможность заместить воду и взаимодействовать с полярными аминокислотами на поверхности фермента, производя эффект «высаливания», который приводит к инактивации фермента (рис 4).

Поверхностно-активное вещество Т\уееп 80 в исследуемых концентрациях (0,05 - 1 %) практически не влияет на стабильность фермента, в присут-

Рис. 3 - Влияние некоторых катионов на активность Lactozym 3000 HP-G

» «> гаю Массой« дма ркпорапля в фмфииом буфера 15

Рис. 4 — Влияние различных растворителей на стабильность Ьайогут 3000 НР-О, температура 25 °С

ствии додецилсульфата натрия (1 %) активность фермента снижается до 5 % от начальной.

—г—=-!----в растворе пероксида

водорода концентрацией 0,6 % в течение 2,5 ч фермент сохраняет 94 % от исходной активности, при 1,0 % растворе - 40 % соответственно.

Константа Михаэлиса для данного фермента равняется 0,9 Мм 30 мкмоль/мин мг), что свидетельствует о высоком химическом сродстве фермента с субстратом и его высокой гидролитической активности. Для оптимизации процесса гидролиза лактозы в обратноосмотиче-ском концентрате ультраф ильтрата подсырной сыворотки в присутствии Ьайогуш 3000 Ь НР-<3 в качестве основных факторов нами изучены: X, -температура, °С; Х2 — продолжительность гидролиза, мин; Х3 -доза вносимого ферментного препарата, ед. на 1 дм3; Х4 - рН концентрата. Критерий оценки оптимизации биотрансформации лактозы - степень гидролиза (1"), %.

Для построения математической модели применены центральное композиционное ротатабельное униформ-планирование и полный факторный эксперимент 24 (ПФЭ24). В результате статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, адекватно описывающее процесс гидролиза лактозы:

К= 17,498-11,717Х,+ 11,717^ + 1,168^-2,085 Х,-3,063X^-3,813ХА-20, Ы5Х,Х4 + 4,186X^+11,ШХА-ПДШХЛ+6,996*/ + 13,090Х>2 + 17.028Х/ +14,776л'/ Оптимальные условия процесса гидролиза лактозы установили с применением «рвдж-анализа»: температура - 37,5 °С; продолжительность - 300 мин; количество вносимого фермента - 7500 ед. на 1 дм3; рН - 6,25.

Процесс гидролиза лактозы при оптимальных условиях контролировали методом ВЭЖХ (рис. 5, табл. 2).

«ч «л ая

а а). й II

б).

»3

пыплпт

Рис. 5 - Хроматограммы обратноосмотического концентрата ультрафильтрата подсырной сыворотки (а) и его гидролизата (б)

Таблица2

Качественные и количественные параметры хроматографирования обратноос-мотаческого концентрата сыворотки и его гидролизата__

Углевод Время удерживания, мин Концентрация, г/дм3 (при п=3 и р=0,95,Д*=0,05

Образец а- Обратноосмсгппеский концентрат ультрафильтрата подсырной сыворотки

Глюкоза 11,63 0,79±0,10

Галактоза 12,40 0,78±0,09

Лактоза 26,51 168,10±0,32

Образец б - Гидролизах обрагноосмогического концентрата

Глюкоза 11,63 82,10±0,29

Галактоза 12,40 82,00±0,26

Лактоза 26,51 8,10±0,12

Заданные параметры обеспечивают степень гидролиза 92%.

Изомеризацию В-галакгозы в О-тагатозу в падролизованном обрапю-осмотическом концентрате проводили в присутствии падроксида кальция и катализатора хлорида кальция. Особую роль в реакции изомеризации играют катионы кальция, проявляющие свойства катализаторов для получения ме-таллорганических комплексов, которые повышают выход целевого продукта

реакции - О-тагатозы. Для управления процессом изомеризации и оптимизации его параметров применяли искусственную

нейронную сеть, архитектура которой представлена на рис. 6. Обработка массива данных нейронной сетью и оптимизация полученных результатов позволяет прогнозировать максимальных выход тагатозы при следующих условиях: темпера-

Гафтом, «ймЗ

Гсмпервтура, *с О—__- 1_оТагатоза,

рН — і^амЗ

Вр*».«. *««»» О^-Г^у^уЛ.-^ч^Гтґ*^ /у

^12/

Рис. 6 - Архитектура нейронной сети -персептрон

тура - 21 "С, рН - 12,6 и продолжительность - 140 мин.

Проведение эксперимента при заданных условиях обеспечило степень изомеризации - 94,9 %, что подтверждают данные хроматогра-фического анализа (рис. 7, табл. 3).

"і і л*

П и*

- • 1 ПАТЛ - Г,|

ч~ - ь ъ у- » -*- м> 1(121 а 1І ІЇ ,« >• ІО гі а* аі Ї* зг ао іо

Рис. 7—Хромзгограмма углеводного состава тагатозосодержащего коїщеіпрата

Таблица 3

Качественные и количественные параметры хроматографирования углеводов после изомеризации___

Углевод Время удерживания, мин Концентрация, г/даг^при п=3 и р=0,95, Д*=0,05)

Тагатоза 8,42 71,20±0,30

Фруктоза 9,44 7,40±0,16

Манноза 10,47 5,10±0,14

Глюкоза 11,61 68,00±0,25

Галактоза 12,41 9,00±0,17

Лактоза 26,65 8,10±0,16

Для экспрессного анализа углеводного состава применяли метод тонкослойной хроматографии по разработанному нами способу. Результаты, полученные при анализе концентрата методом ВЭЖХ коррелируют с результатами разработанного способа (табл. 4).

Таблица 4

Результаты хроматографического анализа

Углевод Коэффициенты смещения (йі), при л = 3ир = 0,95 Концентрация углеводов, г/дм3 при п=3 и р=0,95

Лактоза 0,23±0,05 8,10±0,18

Галактоза 0,33±0,08 9,20±0Д9

Глюкоза 0,42±0,08 67,50±0,35

Фруктоза 0,48±0,07 7,50±0,18

Манноза 0,55±0,06 5,00±0,16

Тагатоза 0,60±0,09 71,10±0,38

Основные физико-химические показатели тагатозосодержащего концентрата представлены в таблице 5.

Таблица 5

Физико-химические показатели тагатозосодержащего концентрата

Показатель Значение

1 2

Массовая доля сухих веществ, % 22,0

Общее содержание углеводов, % 16,88

в т. ч. тагатозы 7,12

Макроэлементы, мг%, в т. ч.

кальций 180

натрий 150

калий 430

магний 30

фосфор 170

Микроэлементы, в т. ч.

железо, мг% 0,40

медь, мкг% 0,20

цинк, мкг% 1,00

Продолжение таблицы 5

1 2

Витамины, мг%, в т. ч.

тиамин 0,10

рибофлавин 0,40

нпацип 0,40

аскорбиновая кислота 2,00

Титруемая кислотность, °Т 40-45

Активная кислотность, ед. рН 5,8 - 6,0

Плотность, кг/дм3 1083

Вязкость, мПа с 1,75

Анализ углеводного состава концентрата (табл. 5) свидетельствует, что основной компонент - тагатоза, также он характеризуется ценным минеральным и витаминным составом.

Из аминокислот наибольшая доля принадлежит изолейцину, пролину, треонину, а также известным предшественникам вкуса - глу-таминовой и аспарагиновой кислотам.

В результате модификации состава и свойств подсырной сыворотки ее антиоксидантная активность возрастает в 3 раза (64 мг/дм3 в пересчете на аскорбиновую кислоту).

Эквивалентная сладость тагатозосодержащего концентрата находится в пределах 0,5 - 0,6 ед. SES, что позволяет использовать его в качестве сахарозаменителя в функциональных продуктах питания.

Выраженные бифидогенные свойства тагатозосодержащего концентрата подтверждаются количественным учетом бифидобактерий В. Bifidum, который проводили методом предельных разведений и посевов в стандартную кукурузно-гидролизатную среду ГМК-1 (рис. 8),

Токсико-гигиеническая оценка новой пищевой композиции, которую осуществляли in vivo на белых крысах, свидетельствует, что она по проверенным показателям безопасности согласно ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация безопасности» отнесена к IV классу как малоопасная пищевая добавка.

Для реализации выполненных исследований нами предложен алгоритм и технологическая схема тагатозосодержащего концентрата (рис. 9), которая предусматривает применение серийно выпускаемого оборудования, не усложняет

Содержание концентрата в маем обеизфеннсго молока, i

.' ...¿■• í .у .-,---

Рис. 8 - Накопление бифидобактерий в течение 72 ч

процесс производства продукта и реализует замкнутый цикл производства на предприятиях молочной отрасли.

Комплексный анализ состава, физико-химических и функционально-технологических показателей позволяет отнести полученный концентрат к группе натуральных пищевых биокорректоров по содержанию в ней аминокислот, витаминов, микроэлементов, пребиотиков (тагатоза, лактоза, манноза). Применение данной добавки перспективно в качестве физиологически функционального пищевого ингредиента в производстве синбиотических продуктов, с полной или частичной заменой рафинированного углевода сахарозы.

Глава 4. Применение тагатозосодержащего концентрата в технологии сиибиотического напитка.

Для разработки рецептурно-компонентного решения сиибиотического напитка в качестве пробиотического компонента применяли за-квасочную культуру YO-MIX 205 (St. Thermophilus, Lb. Bulgaricus, Lb. acidophilus, Bifidobacterium Iactis), в качестве пребиотического ингредиента - тагатозосодержащий концентрат, для обеспечения требуемой вязкости использовали стабилизационную систему Хамульсион RTMD.

Изучали влияние тагатозосодержащего концентрата на реологические характеристики готового продукта и биохимическую активность заквасочной микрофлоры: в частности, на процесс кислотообразования. Тагатозосодержащий концентрат активизирует развитие заквасочной микрофлоры. Средняя скорость кислотообразования в образцах с содержанием концентрата 5 и 10 % выше, чем в контроле.

При разработке рецептуры анализ микроструктуры и реологических показателей показал, использование стабилизационной системы Хамульсион RTMDW и тагатозосодержащего концентрата (в количестве 10 %) позволяет получить плотную равномерную структуру белкового сгустка.

На основе комбинации предложенных компонентов разработана рецептура сиибиотического напитка (табл. 6), которая позволяет осуществить полную замену сахарозы.

Таблица 6

Рецептура напитков (м. д. ж. 1,5 %)

Наименование компонента Масса, кг

Образец Контроль

Молоко цельное (м. д. ж. 3,2 %) 445,0 484,4

Молоко обезжиренное 405,0 423,9

Молоко сухое цельное (м. д. ж. 25 %) 47,5 41,4

Тагатозосодержащий концентрат (м. д. с. в. 20 %) 100,0 -

Сахар-песок - 50,3

Стабилизатор Хамульсион 11ТМО№ 2,5 -

Итого: 1000 1000

Физико-химические свойства и химический состав синбио-тического напитка представлены в табл. 7.

Таблица 7 - Физико-химические свойства и химический состав синбио-тического напитка

Физико-химические показатели

Показатель Образец Контроль

Титруемая кислотность, °Т 75-90 75-80

Активная кислотность, ед. рН 4,3-4,5 4,3-4,6

Вязкость, мПа-с 530 300

Химический состав

М. д. сухих веществ, % 15,6 16,0

М. д. жира, % 1,5 1,5

М. д. белка, % 4,0 3,8

М. д. углеводов, % 9,0 10,0

Макроэлементы, мг%

в т. ч. кальций 260 124

натрий 185 50

калий 530 152

магний 30 15

фосфор 180 95

Микроэлементы

в т. ч. железо, мг% 0,40 0,10

медь, мкг% 0,20 1,00

цинк, мкг% 1,00 0,40

Витамины, мг%

в т. ч. тиамин 0,14 0,03

рибофлавин 0,59 0,15

аскорбиновая кислота 4,00 0,60

ниацин 0,70 0,15

Анализ таблицы 7 позволяет отнести синбиотический напиток к функциональным продуктам, по содержанию комплекса ингредиентов: кальций, натрий, калий, магний, фосфор, железо, рибофлавин, тиамин, ниацин, аскорбиновая кислота.

Для реализации выполненных исследований представлена традиционная схема производства кисломолочных напитков резервуарным способом, модификация которой заключается во введении дополнительных операций по получению тагатозосодержащего концентрата (рис. 9). Основные преимущества нового технологического решения -полная замена рафинированного углевода сахарозы тагатозосодержа-щим концентратом, что позволило повысить пищевую ценность готового продукта, придать ему функциональные свойства и снизить калорийность.

Рис. 9 — Схема производства синбиотического напитха

выводы

1. Обосновано применение методов молекулярно-ситовой фильтрации и биохимической трансформации лактозосодержащего сырья, позволяющая получить концентрат с содержанием тагатозы - 71,20 г/дм3.

2. Подобран ферментный препарат для гидролиза лактозы, исследованы его свойства, биокатализ, и оптимизированы условия его действия с применением математических методов планирования эксперимента (температура — 37,5 °С; время гидролиза - 300 мин; количество вносимого фермента - 7500 ед. на 1 дм3 и рН 6,25).

3. С применением пакета прикладных программ 51аИБ11са у.8.0е создана искусственная нейронная сеть для управления процессом изомеризации Б-галактозы в Б-тагатозу. Оптимизация полученных результатов позволяет прогнозировать максимальный выход тагатозы (94,9 %) при следующих условиях: температура - 21 °С, рН - 12,6 и продолжительность —140 мин.

4. Разработан и запатентован экспресс-способ идентификации углеводов, в том числе тагатозы с применением метода хроматографии в тонком слое с использованием в качестве элюента смеси, состоящей из ацетона; изопропилового спирта и 1М молочной кислоты (2:2:1 по объему).

5. На основании анализа углеводного (массовая доля тагатозы — 7,12 %; глюкозы - 6,80 %; галактозы - 0,90 %; маннозы - 0,51 %; лактозы - 0,81 %, фруктозы - 0,74 %), аминокислотного, витаминно-минерального состава, бифвдогенных свойств, высокой пищевой ценности и срока годности тагатозосодержащего концентрата (10 суток при температуре (4 ± 2) °С); обосновано его применение в производстве синбиотического напитка в качестве сахарозаменителя, содержащего физиологически функциональные ингредиенты.

6. Разработана рецептура и технология синбиотического напитка на основе тагатозосодержащего концентрата, предусматривающая полную замену сахарозы и обогащение физиологически функциональными ингредиентами. Разработан проект технической документации на производство нового продукта («Синбиотический напиток» ТУ 9226-09102068108-2011). Предложенные технологии апробированы на предприятиях отрасли: ООО ГМЗ "Лискинский" (г. Лиски) и ЗАО МК «Воронежский». Ожидаемый экономический эффект от реализации нового синбиотического напитка составит: 3541тыс. руб. при выпуске 300 т/год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Новый природный подсластитель - биокорректор пищевых рационов [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов и др. // Известия вузов. Пищевая технология. - № 1. - 2010 г. - С. 52 - 54. - 0,188 п.л. (лично автором -0,05 пл.).

2. Тагатозосодержащий подсластитель [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов и др. // Молочная промышленность. - 2010. - № 7. - С. 52.

- 0,063 п.л. (лично автором - 0,016 пл.).

3. Кинетика ферментативного гидролиза лактозы [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов и др. // Современные наукоемкие технологии.

- М.: «Академия естествознания». - № 10. - 2010. - С. 180 - 181. - 0,125 пл. (лично автором - 0,03 пл.).

4. Мельникова, Е. И. Инновации в переработке подсырной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов // Сыроделие и маслоделие.

- 2011. - № 1. - С. 42 - 43. - 0,125 пл. (лично автором - 0,03 пл.).

5. Получение D-тагатозы из лактозы вторичного сырья и аналитический контроль процесса [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов и др.//Химическая технология. -Ха 11.-2011.-С. 682-686. - 0,313 пл. (лично автором - 0,078 п.л.).

6. Мельникова, Е. И. Йогурт с синбиотическими свойствами [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, М. О. Ширунов // Молочная промышленность. -№ 12. - 2011. - С. 64. - 0,0625 пл. (лично автором - 0,016 пл.)

7. Исследование бифидогенной активности тагатозы и фукозы [Текст] / О. С. Корнеева, Е. И. Мельникова, М. О. Ширунов и др. // Вестник ВГУ. Серия Химия, Биология, Фармация. -№ 1.-2012. - С. 107- 110.-0,25 пл. (лично автором - 0,0625 пл.).

8. Ширунов, М. О. Оптимизация параметров изомеризации D-галактозы в D-тагатозу методом искусственных нейронных сетей [Текст] / М. О. Ширунов, Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев // Хранение и переработка сельхозсырья. - №

9.-2012. - С. 32 - 34. - 0,188 пл. (лично автором - 0,063 пл.).

Статьи

1. Применение методов молекулярно-ситовой фильтрации для фракционирования и концентрирования ингредиентов молочной сыворотки [Текст] / Ю. С. Грибанова, М. О. Ширунов, Е. И. Мельникова и др. // Современные проблемы науки и образования. - М.: «Академия естествознания». - 2009. -№3. - С. 75 - 76. - 0,125 п.л. (лично автором - 0,025 пл.).

2. Получение функциональных производных лактозы [Текст] / Е. И. Мельникова, С. Й. Нифталиев, М. О. Ширунов и др. // Международный журнал экспериментального образования. - №7. - 2010. - С. 121. - 0,063 пл. (лично автором -0,018 пл.).

3. Применение функциональных углеводов в продуктах питания [Текст] / М. О. Ширунов, Е. М. Горбунова, Е. А. Ковырялова // В мире научных открытий. -2010.-№4(10).-Ч. 15.-С.44. -0,063 пл. (лично автором-0,018 пл.).

4. Токсико-гигиеническая экспертиза тагатозосодержащего концентрата [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, М. О. Ширунов и др. // Международный

журнал прикладных и фундаментальных исследований. - М. : «Академия естествознания». - 2012. -№2. - С. 96-97. -0,125 п.л. (лично автором - 0,031 пл.). 5. Ширунов, М. О. Новое в производстве пребиотических сахарозаменителей [Текст] / М. О. Ширунов, А. Н. Пономарев, Е. И. Мельникова // Переработка молока. - № 9. - 2012. - С. 68 - 69. - 0,125 пл. (лично автором - 0,042 пл.).

Материалы некоторых конференций

1. Анализ аминокислотного состава нового подсластителя натурального происхождения [Текст] / Е. И. Мельникова, Я. И. Коренман, М. О. Ширунов и др. // Рефераты докл. II Междунар. Форума «Аналитика и аналитики» - Воронеж, 2008. - Т. 2 - 2008. - С. 605. - 0,063 пл. (лично автором - 0,01 пл.).

2. Идентификация легколетучих компонентов истинного раствора молока методом ВЭЖХ [Текст] / Я. И. Коренман, Е. И. Мельникова, М. О. Ширунов и др. // Материалы Vül Украин. конф. по аналитической химии с междунар. участием.

- Одесса, 2008. - С. 182. - 0,063 пл. (лично автором - 0,01 пл.).

3. Анализ углеводного состава новой вкусоформирующей добавки подсластителя [Текст] / М. О. Ширунов, А. Г. Мягкова, Е. И. Мельникова и др. // Материалы 75 Наук. конф. молодих вчених, аспірантів і студентів. -Кіев, 2009. - С. 139. 0,063 пл. (лично автором - 0,016 пл.).

4. Визначення тагатози методом хроматографії в тонкому шарі [Текст] / Ю.С. Грибанова, Е.М. Лобанова, М.О. Ширунов и др. Збірник наукових праць дванадцятой наукова конференції «Львівські хімічні читання - 2009».

- Львів, 2009. - С. 8. 0,063 пл. (лично автором - 0,016 п.л.).

5. Ширунов, М. О. Концентрат-обогатитель на основе подсырной сыворотки, содержащий тагатозу [Текст] / М. О. Ширунов, А Г. Мягкова, Е. И. Мельникова // Сборник научных трудов 1-й международной телеконференции «Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение». -Томск: СибГМУ, 2010. - С. 194 - 195. - 0,125 пл. (лично автором - 0,042 пл.).

6. Ширунов, М. О. Технология безалкогольного напитка с пребиотическими свойствами [Текст] / М. О. Ширунов // Сборник научных статей молодых ученых и студентов «Проблемы ноосферной безопасности и устойчивого развития». - Тамбов: Тамб. гос. техн. ун-т. - 2010. - Вып. I. - С. 158 - 161. - 0,188 пл. (лично автором -0,188 пл.).

7. Оптимизация условий ферментативного гидролиза лактозы в пермеате подсырной сыворотки [Текст] / М. О. Ширунов, Е. М. Горбунова, Е. И. Мельникова и др. // Материалы XI Междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань, 2010. -Ч 1. - С. 222. - 0,063 п.л. (лично автором -0,016 пл.).

8. Минорные углеводы как компоненты биологически активных добавок [Текст] / Е. М. Горбунова, М. О. Ширунов, Е. А. Ковырялова и др. Н Материалы международного научно-практического семинара «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства». - Омск, 2010. — С. 69- 71. — 0,188 пл. (лично автором - 0,038 пл.).

9. Мельникова, Е. И. Разработка технологии йогурта с натуральным подсластителем тагатозой [Текст] / Е. И. Мельникова, М. О. Ширунов // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности». - М.: НОУ «Образовательный научно-технический центр молочной промышленности». - 2010. - С. 73 - 75. - 0,188 п.л. (лично автором - 0,094 пл.).

10. Инновационные технологические решения синтеза производных лактозы [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов и др. // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств». - Воронеж, гос. технол. акад. -Воронеж, 2010. - С. 78-81. -0,25 п.л. (лично автором-0,05 п.л.).

11. Ширунов, М. О. Анализ углеводного состава тагатозосодержащего концентрата [Текст] / М. О. Ширунов, Е. И. Мельникова, О. В. Валуйских // Материалы I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2010. - С. 467 - 469. - 0,188 п.л. (лично автором - 0,063 п.л.).

Патенты РФ

1. Пат. 2396560 Российская Федеращм, МГПС7 в 2 01 N 30/90. Способ идентификации углеводов [Текст] / С.И. Нифталиев, Е.И. Мельникова, М.О. Ширунов и др., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия». - № 2009116966/28; заявл. 04.05.2009; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22. - Ч. Ш. - С. 910.

2. Пат. 2409965 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 21/00. Способ получения тага-тозосодержащей добавки подсластителя из молочной сыворотки [Текст] / Е.И. Мельникова, С.И. Нифталиев, М.О. Ширунов и др., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия». - № 2009115432/10; заявл. 23.04.2009; опубл. 27.01.2011, Бюл. № 3. - Ч. Ш. - С. 631.

3. Пэт. 2429703 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 9/13. Способ производства замороженного йогурта с синбиотическими свойствами [Текст] / Е.И. Мельникова, С.И. Нифталиев, М.О. Ширунов и др., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия». - № 2010110890/10; заявл. 22.03.2010; опубл. 27.09.2011, Бюл. № 27. - Ч. Ш. - С. 535.

Подписана в печать . Формат 60x84 '/[б-

Усл. печ. л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ №.232 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Отдел оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полиграфии: 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ширунов, Максим Олегович

Введение

Глава 1 Аналитический обзор литературы

1.1 Современное состояние и перспективы переработки молочной сыворотки в РФ и за рубежом

1.2 Подсырная сыворотка как перспективное сырье для получения функциональных производных лактозы

1.3 Характеристика тагатозы как перспективного подсластителя - производного лактозы

1.4 Биотехнологические способы получения производных лактозы 34 Заключение

Глава 2 Объекты, материалы и методы исследований

2.1 Организация, методы и методики экспериментальных исследований

2.2 Материально-техническая база эксперимента

2.2.1 Ультрафильтрационная установка

2.2.2 Обратноосмотическая установка 49 2.2.3. Высокоэффективный жидкостный хроматограф Varían 920-LC

2.3 Математическая обработка и оптимизация результатов исследования

Глава 3 Получение тагатозосодержащего концентрата на основе биотрансформации и физико-химической модификации

3.1 Мембранные методы для предварительной обработки подсырной сыворотки

3.2 Разработка и оптимизация технологического процесса биотрансформации лактозы

3.2.1 Исследование физико-химических факторов на каталитические свойства ферментного препарата

Lactozym 3000 HP-G

3.2.2 Оптимизация технологического процесса биотрансформации лактозы в обратноосмотическом концентрате

3.3 Создание искусственной нейронной сети управления процессом изомеризации галактозы в тагатозу

3.4 Показатели качества и безопасности, функциональные свойства, в т.ч. бифидогенные тагатозосодержащего концентрата

3.5 Алгоритм и технологическая схема производства тагатозосодержащего концентрата

Глава 4 Применение тагатозосодержащего концентрата в технологии синбиотического напитка

4.1 Подбор и обоснование ингредиентов для производства синбиотического напитка, разработка его рецептуры

4.2 Изучение физико-химических показателей напитка и определение срока годности

4.3 Разработка технологии синбиотического напитка 106 Выводы 111 Список использованных источников 112 Приложения

Пусть ваша пища будет вашей медициной и пусть вашими лекарствами будет ваша пища

Гиппократ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка биотехнологии тагатозосодержащего концентрата и применение его в производстве синбиотического напитка"

Доктрина продовольственной безопасности РФ предусматривает развитие фундаментальных и прикладных научных исследований по медико-биологической оценке безопасности новых источников пищи и ингредиентов, внедрения инновационных технологий, включающих био- и нанотехнологии, технологии органического производства пищевых продуктов и продовольственного сырья, наращивания производства новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов.

Современные достижения биотехнологии позволили выявить новые пищевые материалы, которым придают важное значение в XXI веке -пребиотики. Эти компоненты применяются в функциональном питании, обеспечивающем поддержание и реабилитацию пищевого статуса здоровых и больных людей. К одному из источников для их производства относится подсырная сыворотка - ценное белково-углеводное сырье, ежегодные объемы которого в РФ непрерывно увеличиваются.

Переработке молочной сыворотки и получению функциональных продуктов и ингредиентов на ее основе посвящены работы А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Нестеренко, А.Ю. Просекова, Н.И. Дунченко, К.К. Полянского, Е.И. Мельниковой, Э.Ф. Кравченко, С.А. Рябцевой, Г.Б. Гаврилова, A.B. Серова, В.Д. Харитонова, JI.A. Забодаловой, Т. Mizota, Y. Tamura, S. Adashi, G.R. Andrews, F. Petuely и других ученых.

Одно из современных направлений реализации биотехнологического потенциала подсырной сыворотки предусматривает глубокое фракционирование с применением нано-, био-, мембранных и биомембранных технологий на уровне кластеров молочного сырья.

Основной компонент сухих веществ сыворотки - лактоза, которая биохимическими методами может быть преобразована в функциональные производные (тагатозу, фукозу, лактосахарозу, галактоолигосахариды и др.).

Из перспективных производных лактозы - пребиотических сахарозаменителей следует отметить D-тагатозу, которую можно включать в состав функциональных продуктов, предназначенных для коррекции микробиоценоза кишечника, а также обладающих иммуностимулирующим действием.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ г. р. 01.2.00605297, 2006 - 2010 гг.) и по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 -2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г).

Цель работы - оптимизация условий биохимической трансформации лактозы для получения тагатозосодержащего концентрата и синбиотических продуктов на его основе.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- обосновать применение методов молекулярно-ситовой фильтрации (ультрафильтрации и обратного осмоса) и биохимической трансформации лактозосодержащего сырья для получения тагатозы;

- подобрать ферментный препарат для биотрансформации лактозы, исследовать его свойства, биокатализ, и оптимизировать условия его действия;

- создать искусственную нейронную сеть для управления процессом изомеризации О-галактозы в Э-тагатозу;

- разработать экспресс-способ идентификации углеводов, в том числе тагатозы;

- изучить химический состав и функционально-технологические свойства, показатели, гарантирующие качество и безопасность тагатозосодержащего концентрата и разработать технологию его получения;

- разработать новое технологическое решение по производству синбиотического напитка на основе тагатозосодержащего концентрата обосновать его экономическую эффективность, провести промышленную апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту.

Научная новизна.

Представлены новые данные о тагатозосодержащем концентрате, полученном из подсырной сыворотки с применением методов молекулярно-ситовой фильтрации и биохимической трансформации лактозы.

Создана искусственная нейронная сеть с использованием прикладных программ 81аЙ8Йса V. 8.0, позволяющая управлять процессом изомеризации Б-галактозы в О-тагатозу.

Разработаны рецептура синбиотического напитка на основе тагатозосодержащего концентрата и технологическое решение для ее реализации.

Запатентован способ идентификации углеводов, в т. ч. тагатозы, позволяющий осуществить экспресс-анализ.

Разработано ресурсосберегающее технологическое решение производства синбиотического продукта с применением тагатозосодержащего концентрата.

Новизна практических разработок подтверждена материалами Роспатента.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2, 6, 7 паспорта специальности 03.01.06 - Биотехнология (в т. ч. бионанотехнологии), п. 2, 3, 7 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: II Международного Форума «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2008); Российской научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2008); LXXTV, LXXV, LXXVI Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Киев, 2008 - 2010); VIII Украинской конференции по аналитической химии с международным участием (Одесса, 2008); X Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2009 - 2010); III Всероссийской конференции с международным участием (Краснодар, 2009); Всероссийской конференции с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009); XII научной конференции «Львовские химические чтения - 2009» (Львов, 2009); Всероссийской молодежной научно-практическая конференция «Биотехнология растительного сырья, качество и безопасность продуктов питания» (Иркутск, 2009); III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (Воронеж, 2009); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых

Воронеж, 2009); I Международной телеконференции «Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение» (Томск, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2010); Международной научной конференции студентов, аспирантов, и молодых ученых «Научный потенциал студенчества в XXI веке» (Ставрополь, 2010); Международного научно-практического семинара «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства» (Омск, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности» (Воронеж, 2010); II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (Воронеж, 2010); Всероссийской конференции «Аналитическая химия и капиллярный электрофорез» (Краснодар, 2010); I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 2008 - 2011); «Современные наукоемкие технологии», (Египет, Хургада, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника. За разработку нанобиотехнологии новой вкусоформирующей добавки - подсластителя на основе молочной сыворотки автор имеет благодарность губернатора Воронежской области А. В. Гордеева.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 работ, в том числе 8 в журналах, рекомендованных ВАК, 5 статей в научно-технических журналах, 11 тезисов докладов и 3 патента РФ.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)", Ширунов, Максим Олегович

выводы

2. Подобран ферментный препарат для биотрансформации лактозы, исследованы его свойства, биокатализ, и оптимизированы условия его действия с применением математических методов планирования эксперимента (температура - 37,5 °С; время гидролиза - 300 мин; количество вносимого фермента - 7500 ед. на 1 дм3 и рН 6,25).

3. С применением пакета прикладных программ 81аЙБ1:1са у.8.0е создана искусственная нейронная сеть для управления процессом изомеризации галактозы в Б-тагатозу. Оптимизация полученных результатов позволяет прогнозировать максимальный выход тагатозы (94,9 %) при следующих условиях: температура - 21 °С, рН - 12,6 и продолжительность - 140 мин.

5. На основании анализа углеводного (массовая доля тагатозы - 7,12 %; глюкозы - 6,80 %; галактозы - 0,90 %; маннозы - 0,51 %; лактозы - 0,81 %, фруктозы - 0,74 %), аминокислотного, витаминно-минерального состава, бифи-догенных свойств, высокой пищевой ценности и срока годности тагатозосо-держащего концентрата (10 суток при температуре (4 ± 2) °С); обосновано его применение в производстве синбиотического напитка в качестве сахарозамени-теля, содержащего физиологически функциональные ингредиенты.

6. Разработана рецептура и технология синбиотического напитка на основе тагатозосодержащего концентрата, предусматривающая полную замену сахарозы и обогащение физиологически функциональными ингредиентами. Разработан проект технической документации на производство нового продукта («Синбиотический напиток» ТУ 9226-091-02068108-2011). Предложенные технологии апробированы на предприятиях отрасли: ООО ГМЗ "Лис-кинский" (г. Лиски) и ЗАО МК «Воронежский». Ожидаемый экономический эффект от реализации нового синбиотического напитка составит: 3541тыс. руб. при выпуске 300 т/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важным животным сырьевым источником, невостребованным отраслью, является молочная сыворотка. Перспективное направление развития отечественной отраслевой науки - разработка принципиально новых пищевых композиций для функциональных продуктов питания.

Анализ литературных источников позволил определить прогрессивный способ переработки молочной сыворотки, который связан с направленной модификацией основного углевода молочной сыворотки - лактозы с целью получения новых ее производных. Данные ингредиенты наиболее полно отвечают концепциям рационального питания и могут быть рекомендованы в качестве компонентов как общих, так и лечебно-профилактических рационов питания.

Пермеат, полученный после ультрафильтрационной обработки молочной сыворотки, является хорошим сырьем для производства разнообразных углеводных концентратов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности. К ним следует отнести молочный сахар, глюкозо-галактозные сиропы, а также целый спектр веществ, обладающих функциональными, в частности, пребиотическими свойствами. Доказано, что содержащийся в фильтрате молочный сахар после технологической обработки позволяет получить ценнейшие пребиотики, в частности, уникальный моносахарид тагатозу. Как показал анализ результатов научных исследований проведенных как в России, так и за рубежом, в технологии получения пребиотиков достигнуты значительные успехи, однако совершенствование технологии их получения до сих пор является актуальной задачей, стоящей перед молочной промышленностью.

2 Объекты, материалы и методы исследований

2.1 Организация, методы и методики экспериментальных исследований

Экспериментальные исследования проводили в научно-исследовательских лабораториях кафедр технологии молока и молочных продуктов, неорганической химии и химической технологии, Центра стратегического развития научных исследований Воронежского университета инженерных технологий (ВГУИТ), в научно-испытательной лаборатории AHO НТЦ «Комбикорм», в лаборатории хроматографических методов анализа ФГУ «Менделеевского центра стандартизации, метрологии и сертификации» (г. Орехово-Зуево, Московская область), в лаборатории ГНУ Всероссийского научно-исследовательского ветеринарного института патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии, в химической лаборатории ОАО «Прогресс» (г. Липецк), в лаборатории кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, в аккредитованной испытательной лаборатории профилактической токсикологии «Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области», в Research and Development Centre Katalin Köväri Bunge Europe (Budapest, Hungary).

Ультрафильтрацию подсырной сыворотки и обратноосмотическое концентрирование пермеата проводили на лабораторных установках кафедры технологии молока и молочных продуктов ВГУИТ.

Объекты исследований: подсырная сыворотка, полученная при производстве сыра Чеддер на ГМЗ "Лискинский", ультрафильтрат подсырной сыворотки и его обратноосмотический концентрат, гидролизат, ферментный препарат Lactozym 3000 L HP-G, тагатозосодержащий концентрат, синбиотический напиток.

Для реализации цели и задач нами разработана схема проведенных исследований, представленная на рис. 23.

Рис. 23 - Схема проведения исследований

Исследования химического состава, физико-химических и микробиологических показателей сырья и готового продукта выполнялись по стандартным (табл. 5) и общепринятым в исследовательской практике (приведенным ниже), а также модифицированным и разработанными нами методикам.

Энергетическую и пищевую ценность определяли по методике A.A. Покровского, биологическую ценность оценивали по значению аминокислотного скора [86].

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Ширунов, Максим Олегович, Воронеж

1. Азрилевич, М. Р. Заменители сахара Текст. / М. Р. Азрилевич // Пищевые ингредиенты. 2001. - № 2. - С. 42 - 45.

2. Алейникова, Т. Л. Руководство к практическим занятиям по биологической химии Текст. / T. JI. Алейникова, Г. В. Рубцова. М.: Высшая школа, 1988.-240 с.

3. Аналитическая хроматография Текст. / К. И. Сакодынский, В. В. Бражников, С. А. Волков и др. М.: Химия, 1993. - 450 с.

4. Арсеньева, Т. П. Справочник технолога молочного производства Текст. / Т. П. Арсеньева. СПб. : ГИОРД. - Т. 4. - 2009. - 177 с.

5. Атякшева, JT. Ф. Общность и различие механизмов термоинактивации (3-галактозидаз из различных источников Текст. / JI. Ф. Атякшева,, О. С. Пилипенко, Е. С. Чухрай // Журнал физической химии. № 2008. -Т. 82.-JVb5.-C. 864-869.

6. Бархатова, Т. В. Бифидогенные олигосахариды Текст. / Т. В. Бархато-ва, И. А. Евдокимов. Краснодар: ООО «Фирма Тамзи», 2003 .-90 с.

7. Бархатова, Т. В. Создание технологий синбиотических продуктов на основе растительных полисахаридов Текст. / Т. В. Бархатова // дис. д-ра техн. наук.- Ставрополь, 2003. 267 с.

8. Бифидогенные продукты с лактулозой Текст. / А. Г. Храмцов, А. Д. Лодыгин, С. А. Рябцева и др. // Научные школы и научные направления СевКавГТУ. Ставрополь : СевКавГТУ, 2001. - С. 158 - 160.

9. Бочков, А. Ф. Углеводы Текст. / А. Ф. Бочков, В. А. Афанасьев, Г. Е. Заиков. М. : Наука, 1990. - 176 с.

10. Бугаенко, И. Ф. Сахар и заменители Текст. / И. Ф. Бугаенко. М. : ООО «Телер», 2004. - 300 с.

11. Гаврилов, Г. Б. Технологии мембранных процессов переработки молочной сыворотки и создание продуктов с функциональными свой4 113ствами Текст. / Г. Б. Гаврилов. М. : Издательство Россельхозакаде-мии, 2006.-134 с.

12. Гапонова, Л. В. Переработка и применение молочной сыворотки / Л. В. Гапонова, Т. А. Полежаева, Н. В. Волотовская // Молочная промышленность. 2005. - №4. - С. 52 - 53.

13. Гладкова, И. А. Молочно-растительная основа для напитков функционального назначения Текст. / И. А. Гладкова, М. Е. Успенская, Л. В. Антипова // Пищевая промышленность. 2010. - № 1. - С. 54 - 56.

14. Горбатова, К. К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов. М. : ГИОРД, 2008. - 352 с.

15. ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация безопасности». Текст. М. : Госстандарт: Издат-во стандартов, 1976. — 15 с.

16. ГОСТ Р 53438- 2009. Сыворотка молочная. Технические условия. Текст. М. : Госстандарт России: Издат-во стандартов, 2009. - 12 с.

17. ГОСТ Р 51331 -99. Продукты молочные. Общие технические условия Текст. М. : Госстандарт России: Издат-во стандартов, 1999. - 20 с.

18. ГОСТ Р 51331-99. Продукты молочные. Йогурты. Общие технические условия Текст. М. : Госстандарт России: Издат-во стандартов, 1999.-22 с.

19. ГОСТ Р 52349 2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения Текст. - М. : Госстандарт России: Издат-во стандартов, 2005. - 9 с.

20. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования экспериментов Текст. / Ю. П. Грачев, Ю. М. Плаксин. М.: ДеЛи принт, 2009. - 296 с.

21. Данилов, М. Б. Теоретические и практические основы производства пробиотических продуктов с использованием (3-галактозидазы и эубио-тиков Текст. / М. Б. Данилов. Улан-Удэ, 2003.- 130 с.

22. Диксон, М. Ферменты: В 3 т. Текст. / М. Диксон, Э. Уэбб М.: Мир, 1989. —1117 с.

23. Доронин, А. Ф. Функциональное питание Текст. / А. Ф. Доронин, Б. А. Шендеров. М. : ГРАНТЪ, 2002. - 296 с.

24. Евдокимов, И. А. Современное состояние и перспективы переработки молочной сыворотки Текст. / И. А. Евдокимов // Молочная промышленность. 2006. - № 2. - С. 34 - 35.

25. Жеребцов, Н. А. Биохимия Текст. / Н. А. Жеребцов, Т. Н. Попова, В. Г. Артюхов. — Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2002. — 696 с.

26. Егоров, Н. С. Биотехнология. Кн. 8: Иммобилизованные ферменты Текст. / Н. С. Егоров, В. Д. Самуилов. М. : Высшая школа, 1987. -159 с.

27. Жеребцов, Н. А. Углеводы в сырье и продуктах питания: Учебное пособие Текст. / Н. А. Жеребцов, Л. П. Пащенко. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 1999. - 107 с.

28. Жидков, В. Е. Развитие биотехнологических аспектов производства альтернативных вариантов тонизирующих напитков на основе молочного лактозосодержащего сырья Текст. / В. Е. Жидков. дис. д-ра техн. наук:. - Москва, 2001. - 50 с.

29. Идентификация органических соединений Текст.: пер. с нем. / Р. Шрайнер, Р. Фьюзон, Д. Кертин и др. М. : Мир, 1983. - 677 с.

30. Ипатова, Л. Г. Разработка напитков функционального назначения Текст. / Л. Г. Ипатова, И. В. Козлов, М. В. Гернет // Пищевая промышленность. 2009. - № 12. - С. 60 - 61.

31. Ким, В. В. Зарубежный опыт использования пребиотиков Текст. /

32. B. В. Ким, Д. В. Харитонов, Э. Г. Щербакова // Молочная промышленность. 2001. - № 2. - С. 31 - 32.

33. Конь, И. Я. Углеводы / Под ред. В. А. Тутельяна, И. Я. Коня // В кн. «Руководство по детскому питанию». М. : МИА, 2004.1. C. 88-111.

34. Конь, И. Я. Углеводы пищи и здоровье детей и подростков Текст. / И. Я. Конь // Пищевая промышленность. 2005. - №4. - С. 14-16.

35. Корнеева, О. С. Идентификация каталитически активных групп Р-галактозидазы Pénicillium canescens F-436 Текст. / О. С. Корнеева, Н. А. Жеребцов, И. В. Черемушкина // Биохимия. 2001. - Т. 66 -№ 3. - С. 412 - 418.

36. Кочетков, Н. К. Химия углеводов Текст. / Н.К. Кочетков, А.Ф. Бочков. М. : Химия, 1990. - 674с.

37. Кравченко, Э. Ф. Использование молочной сыворотки в России и за рубежом Текст. / Э. Ф. Кравченко, Т. А. Волкова // Молочная промышленность. 2005. - № 4. - С. 56 - 57.

38. Кравченко, Э. Ф. Рациональное использование молочной сыворотки Текст. / Э. Ф. Кравченко, О. А. Яковлева // Пищевая промышленность. -2007.-№7.-С. 42-43.

39. Кристин, Н. Для хорошего самочувствия просто добавьте пребиотики! Текст. / Н. Кристин. Все о молоке, сыре и мороженом. - 2006. - № 2.

40. Кучменко, Т. А. Применение методов планирования многофакторных экспериментов в аналитической химии Текст. / Т.А. Кучменко, И.В. Аристов, Д.Б. Десятов. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад. -1999.-99 с.

41. Лактоза и ее производные Текст. / Б. М. Синельников, А. Г. Храмцов, И. А. Евдокимов и др. СПб. : Профессия, 2007. - 768 с.

42. Ленинджер, А. Основы биохимии: В 3 т. Текст. / А. Ленинджер М. :

43. Мир, 1985. — T. 1, — С. 226-269.

44. МакКенна, Б. М. Структура и текстура пищевых продуктов Текст. / Б.М. МакКенна. СПб. : Профессия, 2008. - 480 с.

45. Малкин, А. Я. Реология: концепции, методы, приложения Текст. / А. Я. Малкин, А. И. Исаев. СПб. : Профессия, 2010. - 560 с.

46. Мельникова, Е. И. Разработка тагатозосодержащего подсластителя -натурального биокорректора Текст. / Е. И. Мельникова, С. И. Нифта-лиев, М. О. Ширунов // Фундаментальные исследования. 2009. - №7. - М. : «Академия естествознания». - С. 22.

47. Методика выполнения измерений массовой концентрации углеводов в напитках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (Св-во №21-03 от 04.07.2003 ВНИИМС). Текст. ВНИИМС, 2003.-25 с.

48. Методика выполнения измерений содержания антиоксидантов в биологически активных добавках, напитках, экстрактах растений Текст. / HTU «Хроматография». М. : ОАО НПО «Химавтоматика», 2004. - 50 с.

49. Молочная индустрия мира и Российской Федерации Текст. / В. Д. Харитонов, В. В. Лабинов, Е. С. Купляускас и др. (Ежегодник 2011). -М. : Российский союз предприятий молочной отрасли, 2011. 129 с.

50. МУ № 2163-80 «Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны» Текст. М. - 1980. - 11 с.

51. МУ 4230-86 «Показатели токсикометрии, подлежащие определению на разных стадиях производства и применения химических веществ. Методические указания» Текст. М. - 1986. - 11 с.

52. Назаров, А. В. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и оптимизации систем Текст. / А. В Назаров. СПб. : Наука и техника, 2003.-384 с.

53. Натуральные и искусственные подсластители: свойства и экспертиза качества Текст. / К. К. Полянский, О. Б. Рудаков, Г. К. Подпоринова и др. М.: Дели-Принт, 2008. - 276 с.

54. Пилипенко, О. С. Диссоциация и каталитическая активность олиго-мерных форм р-галактозидаз Текст. / О. С. Пилипенко, О. М. Полторак, Е. С. Чухрай // Журнал физической химии. 2007. - № 6. - Т. 81. -С. 1130- 1135.

55. Поляк, М. С. Питательные среды для медицинской микробиологии Текст. / М. С. Поляк, В. И. Сухаревич, М. Э. Сухаревич. СПб. : ЭЛБИ, 2008. - 352 с.

56. Пути совершенствования переработки молочной сыворотки Текст. / А. Ф. Еникеев, А. К. Какимов, Ж. X. Какимова и др. // Молочная промышленность. 2006. - № 2. - С. 41.

57. Рогов, И. А. Пищевая биотехнология Текст. / И. А. Рогов, Л. В. Ан-типова, Г. П. Шуваева. М. : Колосс, 2004. - 440 с.

58. Российский рынок йогуртов Электронный ресурс. М., [2009]. Режим доступа: // http://www.step-by-step.ru/marketing-researches /е1етеп1/11867. - Загл. с экрана.

59. Рябцева, С. А. Физико-химические основы технологии лактулозы Текст. / С. А. Рябцева. Ставрополь: СевКавГТУ, 2001.- 138 с.

60. Санитарные нормы и правила. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов Текст.: СанПиН 2.3.2.1078 -01.-М., 2001. 637 с.

61. Санитарно-эпидимиологическая оценка обоснования сроков годностипищевых продуктов. Методические указания. МУК 4.2.1847-04 М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. Текст. -2004.-31 с.

62. Свириденко, Ю. Я. Биотехнологические аспекты интенсификации сыродельного производства: дис. д-ра биол. наук в форме научного доклада: 03.00.23 биотехнология: защищена 20.01.99 Текст. / Ю. Я. Свириденко. - Углич, 1999. - 55 с.

63. Серов, А. В. Химия и физика лактозы и ее производных. Монография Текст. / А. В. Серов. Ставрополь : СевКавГТУ, 2003. - 116 с.

64. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты Текст. / А. А. Кочеткова, А. Ю. Колеснов, В. И. Тужилкин и др. // Пищевая промышленность. 1999. -№ 4. - С. 7 - 10.

65. Современные тенденции в переработке молочной сыворотки Текст. / Н. В. Макарова, А. В. Зимичев, Д. В. Зипаев и др. // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2008. - № 4. - С. 5 - 7.

66. Созанская, Т. Е. Сахарный диабет: от эндемического заболевания к глобальному Электронный ресурс. / Т. Е. Созанская // Ьир://Ьеак11-ua.cOm/articles/518.html.

67. Степаненко, Б. Н. Химия и биохимия углеводов Текст. : Учеб. пособие для вузов / Б. Н. Степаненко М. : Высш. школа, 1992. - 356 с.

68. Степаненко, П. П. Микробиология молока и молочных продуктов Текст. / П. П. Степаненко. Сергиев Посад : ООО «Все для Вас -Подмосковье, 1999». -415 с.

69. Степанова, Л. И. Справочник технолога молочного производства. Т.2 -Цельномолочные продукты Текст. / Л. И. Степанова. СПб. : ГИ-ОРД, 2003.-384 с.

70. Тамим, А. И. Йогурты и другие кисломолочные продукты: научные основы и технологии Текст. / А. И. Тамим, Р. К. Робинсон, пер. с англ. под науч. ред. Л. А. Забодаловой. СПб. : Профессия, 2003.664 е., ил. (Серия: Научные основы и технологии).

71. Твердохлеб, Г. В. Технология молока и молочных продуктов: Учебное пособие Текст. / Г. В. Твердохлеб, Г. Ю. Сажинов, Р. И. Рамана-ускас. -М.: ДелиПринт, 2007. 616 с.

72. Технология производства российских концентратов лактулозы Текст. / А. Г. Храмцов, С. А. Рябцева, А. В. Серов и др. // Доклады РАСХН. -2001.-№5.-С. 46-47.

73. Тихомирова, Н. А. Нанотехнология и биотехнология продуктов функционального питания на молочной основе Текст. / Н. А. Тихомирова // Молочная промышленность. 2005. - № 5. - С. 74 - 75.

74. Тихомирова, Н. А. Технология продуктов функционального питания Текст. / Н. А. Тихомирова. М. : Франтэра, 2002. - 213 с.

75. Федеральный закон от 12.06.2008 N 88-ФЗ (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЭ) "Технический регламент на молоко и молочную продукцию" Текст. М., 2010. 118 с.

76. Фетисов, Е. А Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока Текст. / Е. А. Фетисов, А. П. Чагаровский. М. : Агро-промиздат, 1995. - 272 с.

77. Физико-химические свойства лактулозы Текст. / А. В. Серов, И. А. Евдокимов, С.А. Рябцева и др. // Хранение и переработка сельхозсы-рья.-2003. №6. - С. 65 - 66.

78. Филаретов, Г. Ф. Применение искусственных нейронных сетей в сенсорных системах Текст. / Г. Ф. Филаретов, А. Н. Житков // Датчики и системы. 1999. - № 5. - С. 2 - 9.

79. Функциональные продукты на основе молока и его производных Текст. / Л. А. Остроумов, А. М. Попов, А. М. Постолова и др. // Молочная промышленность. 2003. -№ 9. - С. 11 - 13.

80. Химия пищи: Белки: Структура, функции, роль в питании / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко, Н. А. Жеребцов. В 2-х кн. Кн.1-М. : Колос, 2000.-384 с.

81. Хортон, Б. С. Переработка и утилизация сыворотки Текст. / Б. С. Хортон // Молоч. пром-сть. 2003. - № 10. - С. 42 - 43.

82. Храмцов, А. Г. Интенсивная технология молочного сахара: Монография / А. Г. Храмцов, И. А. Евдокимов. М.: ДеЛи принт, 2004. - 277 с.

83. Храмцов, А. Г. Рациональная переработка и использование белково-углеводного молочного сырья / А. Г. Храмцов, П. Г. Нестеренко.- М.: Молочная промышленность, 1998. 105 с.

84. Храмцов, А. Г. Рыночная концепция полного и рационального использования молочной сыворотки Текст. / А. Г. Храмцов // Молочная промышленность. 2006. - № 6. - С. 7 - 12.

85. Храмцов, А. Г. Справочник технолога молочного производства Т. 5. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки Текст. / А. Г. Храмцов, С. В. Василисин. СПб.: ГИОРД, 2004. - 576 с.

86. Храмцов, А. Г. Промышленная переработка вторичного молочного сырья Текст. / А. Г. Храмцов, С. В. Василисин. М. : ДеЛи принт, 2003.-100 с.

87. Храмцов, А. Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: Учебное пособие Текст. / А. Г. Храмцов, П. Г. Нестеренко. М. : ДеЛи принт, 2004. - 587 с.

88. Храмцов, А. Г. Феномен молочной сыворотки Текст. / А. Г. Храмцов. СПб. : Профессия, 2011. - 804 с.

89. Храмцов, А. Г. Электроактивированные фракции лакто-лактулозы в технологии вареных колбасных изделий / А. Г. Храмцов, В. В. Садовой, В. А. Самылина // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004.- №4.-С. 53 -55.

90. Шевелева, С. А. Пробиотики, пребиотики и пробиотические продукты. Современное состояние вопроса Текст. / С. А. Шевелева // Вопросы питания. 1999. - № 2. - С. 32 - 40.

91. Шубина, О. Г. Пищевые ингредиенты как замена сахара Текст. / О. Г. Шубина, А. А. Кочеткова // Пищевые ингредиенты. 2006. - № 2. -С. 14-16.

92. Ясницкий, JI. М. Введение в искусственный интеллект Текст. / JI.M. Ясницкий. М. : Академия, 2005. - 176 с.

93. Яшин, А. Я. Определение природных антиоксидантов амперометриче-ским методом Текст. / А. Я. Яшин, Я. И. Яшин, Н. И. Черноусова // Пищевая промышленность. 2006. - № 2. - С. 10-12.

94. Bertelsen, Н. D-tagatose a novel low-calorie bulk sweetener with prebi-otic properties Text. / H. Bertelsen, В. B. Jensen, B. Buemann // World Rev Nutr Diet. - 1999. - No 85. - P. 98 - 109.

95. Carr, B.T. Sensory methods for sweetener evaluation in flavour measurement Текст. / В. Т. Carr, S. D. Pecore, К. M. Gibes // DuBois Food Technology. 1999. - V. 53, № 6. - P. 21 - 27.

96. Alternative Sweeteners. Third Edition Text. // USA : Lyn O'Brien Nabors. -2001.-710p.

97. Ernst, Beat Carbohydrates in Chemistry and Biology Text. / Beat Ernst, Gerald W. Hart, Pierre Sinay. VILEY-VCH. - Vol. 1, 2000 - 655 p.

98. Food processing modeling Text. / LMM Tijskens, ML ATM Hertog, B.M. Nicolai. Woodhead Publishing. - Cambridge. England. - 2001. - 780 p.

99. JECFA. 2001. Safety evaluation of certain food additives and contaminants.

100. Text. // WHO Food Additives Series. 2001. - No. 46. - P. 21-51.

101. Lactitol and lactulose. An in vivo and vitro comparison of their effect on the human intestinal flora Text. / M. E. Kitler, M. Luginbuhl, O. Lang, other // Drug Invest. 1992. - № 4. - P. 73 - 82.

102. Levin, G. V. Sugar substitutes: their energy values, bulk characteristics, and potential health benefits Text. / G. V. Levin // Am J Clin. Nutr. 1995. -No 62.-P. 1161 - 1168.

103. Livesey, G. D-tagatose is a bulk sweetener with zero energy determined in rats Text. / G. Livesey, J. C. Brown // J Nutr. 1996. - No 126 (6). - P. 1601 -1609.

104. Marteau, P. Nutritional advantages of probiotics and prebiotics Text. / P. Marteau, M.C. Boutron-Ruault // British Journal of Nutrition. 2001. - V. 87. -№ 2. -P.153 - 157.

105. Mizota, T. Lactulose as a sugar with physiological significance Text. / T. Mizota, Y. Tamura, M. Tomita // Bull. Int. Dairy Fed. 1987. -№212. -P. 69 - 76.

106. Mortensen, P.B. In Vitro fermentation of Tagatose to Short-Chain Fatty Acids (SCFA) and D+L-Lactate in Human Fecal Homogenates. Internal report. -1999.-32 p.

107. Olano, A. Changes in the carbohydrate fraction of milk during heating processes Text. / A. Olano, M. Galvo, V. Corzo // Food Chem. 1989. - V. 31.-P. 259-265.

108. Patent WO 92/12263.1992 US. Process for manufacturing tagatose Text. / J. R. Beadle, J. P. Saunder, T. J. Wajada.

109. Russia Whey and Lactose Market 2009 Электронный ресурс. M., [2009]. Режим доступа: // http://www.researchandmarkets.com/reports /575345/- Загл. с экрана.

110. Skutte, U.P. Tagatose prebiotic sweetener for cereals Text. / U.P. Skutte // International Food Ingredients. - 2004. - № 2. - P 381-386.

111. Timmermans, E. Lactose derivatives: functions and applications. In: Whey. Text. / E. Timmermans // Proceedings of the 2nd International Whey Conference. Chicago - 1997. - P. 134 - 155.

112. Timmermans, E. Nutritional significance of lactose and lactose-derived products. In: The impotence of Whey and Whey components in Food and Nutririon. — Proceedings of the 3rd International Whey Conference, Munich, 2001.

113. Weber, F.L. Lactulose and combination therapy of hepatic encephalopathy: the role of the intestinal microflora Text. / F.L. Weber // Digestive Disease. 1996.-№14.-V.l.-P. 53 -63.

114. WHO. 2001. Evaluation of certain food additives and contaminants (Fifty-fifth report of the Joint FAO / WHO Expert Committee on Food Additives) WHO Technical Report Series. -2001. No 901. -P 13 15.

115. Zadow, J. G. Whey and lactose processing Text. / J. G. Zadow. London - New York: Elsevier applied science, 1992. - P. 361 - 409.

116. Zadow, J.G. Lactose: Properties and uses Text. / J. G. Zadow. Dairy Sci., 1997. - № 67. - P. 2654 - 2679.

117. Whey. Proceedings of the 2nd International Whey Conference, held in Chicago, USA, 27-29 October. 1997. - 367 p.

Информация о работе

Ширунов, Максим Олегович
кандидата технических наук
Воронеж, 2013
ВАК 03.01.06

Диссертация

Разработка биотехнологии тагатозосодержащего концентрата и применение его в производстве синбиотического напитка - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы