Комплексная переработка клубней топинамбура с получением фруктанов и пробиотического продукта для животных

• Автор: Кареткин, Борис Алексеевич
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 219 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Характеристика инулина, фруктоолигосахаридов и их источников

1.1.1. Строение и физико-химические свойства фруктанов

1.1.2 .Современные методы анализа инулина и ФОС

1.1.3. Источники инулина и ФОС и способы их выделения

1.1.4. Применение инулина и ФОС

1.2. Характеристика, состав и применение топинамбура

1.2.1. Характеристика топинамбура

1.2.2. Химический состав топинамбура

1.2.3. Возделывание и хранение топинамбура
1.2.4. Использование топинамбура в питании
1.2.5. Использование топинамбура в кормовых целях
1.2.6. Использование топинамбура в биотехнологии
1.3. Концепция пробиотиков и пребиотиков
1.3.1. Характеристика и значение пробиотиков
1.3.2. Применение пробиотиков в животноводстве
1.3.3. Характеристика и значение пребиотиков
1.3.4. Повышение стабильности микроорганизмов в пробиотических продуктах
1.4. Применение ультразвука для выделения биологически активных веществ из растительного сырья
Экспериментальная часть
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Биохимические и физико-химические методы анализа
2.3.Микробиологические методы
2.4.Проведение ультразвуковой экстракции
2.5. Проведение обработки сорбентами
2.6. Проведение ультрафильтрации
Результаты и обсуждение
Глава 3. Исследование кинетики и определение оптимальных значений параметров ультразвуковой экстракции фруктанов из клубней топинамбура.
3.1. Выбор оптимального гидромодуля
3.2. Выбор оптимальной температуры экстракции
3.3. Подбор оптимального pH экстрагента
3.4.Влияние степени измельчения на эффективность ультразвуковой экстракции
Глава 4. Очистка экстракта от пигментных примесей и анализ полученных фруктанов с помощью ЯМР-спектроскопии
4.1. Сорбционные методы очистки экстракта
4.1.1. Применение активированных углей для удаления пигментных примесей
4.1.2. Применение ионообменных смол для удаления пигментных примесей.
4.2. Мембранные методы очистки экстракта
4.3. Анализ полученных фруктанов с помощью ЯМР-спектроскопии
Глава 5. Культивирование молочнокислых бактерий на жоме клубней
топинамбура и исследование свойств получаемого продукта

5.1. Анализ химического состава жома
5.2. Исследование роста молочнокислых бактерий в глубинной культуре в присутствии жома топинамбура
5.2.1. Подбор штамма молочнокислых бактерий с высокой продуктивностью
5.2.2.Обоснование степени измельчения жома
5.2.3.Определение оптимального содержания источника азота
5.3.Исследование стабильности МКБ при хранении
5.4. Исследование стабильности МКБ при воздействии различных температур
5.5. Лиофильное высушивание биосуспензии МКБ и исследование стабильности сухой биомассы
5.5. Изучение влияния апкилоксибензолов на стабильность молочнокислых бактерий
5.5.1. Влияние алкилоксибензолов на стабильность молочнокислых бактерий при хранении
5.5.2. Влияние алкилоксибензолов на устойчивость молочнокислых бактерий к воздействию различных температур
5.6.Г1олучение пробиотического продукта в ферментере
5.7. Технологическая схема комплексной переработки клубней топинамбура с получением фруктанов и пробиотического продукта для животных
Выводы
Список литературы
Приложения

при 160 °С за 1 час, или при 130 °С за 2,5 часа. Гидролиз в инертном газе заметно снижал выход, поэтому предположили, что на эффективность гидролиза влияет кислотность раствора. Использование диоксида серы позволило осуществить полный гидролиз при 145°С за 30 мин., поскольку образующаяся при его растворении сернистая кислота сильнее угольной.
Однако проведение кислотного гидролиза сырья без предварительного выделения инулина может привести к переходу в гидролизат наряду с фруктозой глюкозы, которая входит в состав целлюлозы, что будет понижать ценность продукта. Поэтому в настоящее время гидролиз предваряют экстракцией фруктанов и отделением твердого остатка. Причем, наряду с кислотным гидролизом фруктанов, внимание исследователей привлекает и ферментативный. Предложены способы получения гидролизатов и фруктозных сиропов с помощью ферментов, в связи с чем ряд исследований посвящен поиску новых высокоэффективных продуцентов инулиназ, их микробного синтеза и выделения.
В ходе поиска новых продуцентов инулиназ в работе [52] проведен скрининг 7 штаммов рода Aspergillus awamori .Установлено, что при твердофазном культивировании особенно эффективный синтез фермента показала культура Aspergillus awamori ВКПМ-2250, причем фермент имел конститутивный характер. Подобраны оптимальные условия культивирования гриба, обеспечивающие активность инулиназы до 850 ед/г после 96-97 часов роста. Проведено выделение фермента из экстракта поверхностной культуры различными органическими растворителями, причем наилучшие результаты наблюдались при использовании 75%-ного этанола. В результате получен ферментный препарат с активностью около 650 ед/мг белка. Установлено, что молекулярная масса фермента составляет 105 кДа, а оптимальными условиями для него являются pH 4,0 и температура 60°С. Рассмотрены различные способы инактивации фермента. Описан механизм действия инулиназы, предполагающий разрыв связи между атомом О и Со.