Изучение утилизации углеводов дрожжами в концентрированных растворах, содержащих лактозу и лактулозу

• Автор: Новаков, Павел Борисович
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литерату ры.

1.1. Роль лактулозы в здоровом питании.

1.2. Физикохимические свойства лактулозы.

1.3. Способы получения и очистки лактулозы

1.4. Биотехнология утилизации лактозы.

1.4.1. Сбраживание лактозы бактериями.

1.4.1.1. Молочнокислое брожение.

1.4.1.2. Пропионовокислое брожение

1.4.1.3. Маслянокислое брожение.

1.4.2. Утилизация лактозы плесневыми грибами
1.4.3. Сбраживание и окисление лактозы дрожжами и дрожжеподобными микроорганизмами
1.5. Цели и задачи исследований.
Глава 2. Организация работы и методы исследований
2.1. Объекты исследований.
2.2. Характеристика исследуемых дрожжей.
2.2.1. i .
2.2.2. ii i
2.2.3. i .
2.2.4. v xi v.i
2.3. Методы исследований
2.4. Математическая и статистическая обработка результатов экспериментов.
Глава 3. Изучение окисления лактозы дрожжами в модельных
растворах молочного сахара.
3.1. Влияние способа приготовления посевного материала на интенсивность окисления лактозы.
3.2. Влияние различных видов дрожжевого экстракта на интенсивность
окисления лактозы.
3.3. Изучение окисления лактозы в модельных растворах молочного сахара различного качества.
3.4. Исследование окисления лактозы различными штаммами дрожжей.
Глава 4. Исследование окисления углеводов дрожжами в модельных
растворах лактолактулозы.
4.1. Влияние способа стерилизации модельного раствора на рост и метаболическую активность дрожжей
4.2. Изучение культивирования лактозоусваивающих дрожжей в модельных растворах лактолактулозы
4.3. Исследование углеводного состава модельных растворов при культивировании различных штаммов дрожжей
4.4. Оптимизация выбора штамма дрожжей и времени культивирования
Глава 5. Практическая реализация результатов исследований.
5.1. Направления практической реализации результатов исследований
5.2. Разработка технологии лактулозы с пониженным содержанием лактозы
5.2.1. Технологический процесс получения сиропа лактулозы с пониженным содержанием лактозы.
5.2.2. Оценка экономической эффективности производства сиропа лактулозы с пониженным содержанием лактозы.
5.2.3. Социальная значимость и экологическая безопасность разработанной технологии
Список использованной литературы


Установлено, что лактулоза поддерживает рост широкого спектра молочнокислых бактерий: Lac. Str. Lb. Lb. Lb. Lb. Первым промышленным применением уникальных физиологических свойств лактулозы стало производство смесей для детского питания, приближенных по свойствам к женскому молоку. В последнее время лактулоза все шире используется в медицине. Наиболее широко известно применение лактулозы при гипераммонемии, печеночной недостаточности и связанной с ней портальной системной энцефалопатии (ПСЭ) [,]. В конце XX века отмечен резкий рост интереса к пищевым продуктам, оказывающим регулирующее и лечебное действие на организм человека в целом или на его отдельные органы и системы. Такие продукты называют функциональными, здоровыми или нутрицевтическими. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является обогащение пищевых продуктов веществами, способными восстанавливать нарушенную микроэкологию кишечника, в частности, лактулозой. В настоящее время производится широкий спектр пищевых продуктов с добавлением лактулозы, а именно, молочные и мясные продукты, хлебобулочные изделия, напитки и другие продукты [1,2,, ,,,, ,, , ]. Таким образом, очевиден возрастающий интерес к использованию лактулозы в производстве продуктов питания функционального назначения. Очевидным является то обстоятельство, что для удовлетворения этого интереса необходимо развивать технологию производства лактулозы, и поэтому исследования в области технологии лактулозы являются актуальными. Лактулоза - углевод, относящийся к классу олигосахаридов и подклассу дисахаридов, его молекула состоит из остатков галактозы и фруктозы. Методом масс-спсктроскопии было доказано, что связь между этими моносахаридами -это 1-4 связь. Химическое название лактулозы по современной номенклатуре -4-0-(5-0-галактопиранозил-Э-фруктоза, или в сокращенной форме Р-0-Са1-( 1 -4)-Р-0-Рги. Структура молекулы лактулозы может быть представлена в виде формулы Хеуорса и показана на рисунке 1. Рисунок 1. Теоретически возможно существование 5 конформаций лактулозы: а-или р-пиранозной, а- или р-фуранозной и ациклической. Методом ЯМР-спектроскопии кристаллической лактулозы в ангидридной форме, полученной тремя различными способами, было установлено, что во всех образцах Р-фруктофуранозная форма преобладает над а-фруктофуранозной и Р~ фруктопиранозной при соотношении соответственно 0,5:0,0:0,5. Лактулоза представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее запаха, хорошо растворимое в воде и сладкое на вкус. Ее можно перекристаллизовать из %-ного раствора метанола в виде гексагональных бесцветных пластин, при этом получается ангидридная форма. При кристаллизации лактулозы из водного раствора была получена тригидратная форма, существенно отличающаяся по своим физико-химическим свойствам от ангидридной [4]. Так, например, ангидридная форма очень гигроскопична -при °С и влажности % уже через ч влажность кристаллов повышается до 7%, а через ч доходит до %. С, поэтому их рекомендуется хранить при низких температурах. Кристаллические формы лактулозы отличаются также по точке плавления и теплоте растворения. Основные физико-химические свойства лактулозы в сравнении с лактозой, поданным [4, ,], представлены в таблице 1. Таблица 1. Растворимость, %, при: 2 0°С °С °С °С ,1 ,9 . Химическая активность лактулозы обусловлена ее строением как восстанавливающего (редуцирующего) углевода и определяется прежде всего концентрацией в растворе ациклической формы. Лактулоза дает реакцию Селиванова на кетозу, восстанавливает раствор Фелинга при нагревании, в отличие от лактозы не окисляется гипоиодитом и бромом. Эти свойства используются для идентификации и выделения лактулозы. В соответствии с теоретическими положениями химии углеводов существует два основных механизма распада лактулозы []. Первый предполагает Р-элиминацию, отщепление галактозилыюго остатка и образование изосахариновой кислоты. Эта реакция является наиболее вероятной причиной разложения лактулозы в щелочных растворах при нагревании и образования побочных продуктов реакции изомеризации.