Разработка ферментативного способа получения пищевых волокон и использование их в продуктах питания

• Автор: Макурина, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

1.1. Состав и свойства полисахаридов, входящих в состав

пищевых волокон

1.1.1. Целлюлоза

1.1.2. Гемицеллюлозы

1.1.3. Пектиновые вещества

1.1.4. Лигнин

1.2. Растительные источники пищевых волокон

1.2.1. Классификация сырья, содержащего пищевые волокна

1.2.2. Плодоовощные выжимки отход сокового и сахарного

производства

1.2.3. Вторичные продукты мукомольной промышленности отруби злаковых культур

1.2.4. Отход пивоварения солодовая дробина
1.2.5. Тыква как перспективный источник пищевых волокон
1.3. Традиционные и нетрадиционные способы получения
пищевых волокон
1.3.1. Химические методы получения ПВ
1.3.2. Физические методы получения ПВ
1.3.3. Нетрадиционные ферментативные методы получения ПВ
1.4. Свойства растительных пищевых волокон
1.4.1. Сравнительный анализ состава различных видов пищевых
волокон
1.4.2. Функциональнотехнологические свойства пищевых волокон
1.4.2.1. Водоудерживающая способность пищевых волокон
1.4.2.2. Катионнообменные свойства пищевых волокон
1.4.2.3. Способность к сорбции холевых кислот
1.4.3. Связывание токсических веществ пищевыми волокнами
1.5. Использование пищевых волокон в различных отраслях пищевой промышленности
1.5.1. Обогащение хлебобулочных изделий пищевыми волокнами
1.5.2. Использование пищевых волокон в создании молочных продуктов
1.5.3. Добавление пищевых волокон в мясные продукты
1.5.4. Разработка лечебных продуктов на основе пищевых волокон
1.6. Ферментативная модификация растительного сырья
1.6.1. Суть ферментативного гидролиза
1.6.2. Характеристика ферментных препаратов, гидролизующих субстраты растительного сырья, их использование в пищевых продуктах
Заключение к литературному обзору. Цель и задачи исследования
II. Экспериментальная часть
2.1. Схема постановки эксперимента
2.2. Объекты исследования
2.2.1. Сырь для получения пищевых волокон
2.2.2. Ферментные препараты, используемые для обработки растительных источников пищевых волокон
2.3. Методы исследования
2.3.1. М стоды определения активности ферментов
2.3.2. Определение химического состава сырья
2.3.3. Методы определения физикохимических и функциональнотехнологических показателей сырья и полученных пищевых волокон
I
2.3.4. Метод определения редуцирующих сахаров
2.3.5. Определение цветовых характеристик обесцвеченных ПВ с использованием программнотехнического комплекса на базе спектроколориметра Спектрон

III. Результаты экспериментов
3.1. Характеристика используемого сырья источников пищевых волокон
3.2. Изучение каталитических свойств ферментных препаратов
3.2.1. Определение каталитической активности ферментных
препаратов
3.3. Исследование процесса ферментативной обработки растительного сырья
3.3.1. Определение температурного оптимума ферментативного
процесса
3.3.2. Выбор гидромодуля рациональное соотношение сырьевода для получения пищевых волокон
3.3.3. Выбор рационального значения при ведении
ферментативного процесса
3.3.4. Определение влияния продолжительности ферментативной
обработки на выход пищевых волокон
3.3.5. Выбор рациональной дозы ферментного препарата
3.4. Математическая обработка результатов экспериментов
3.4.1. Планирование второго порядка. Расширенная матрица
планирования
3.4.2. Оценка воспроизводимости и адекватности модели
3.4.3. Расчет коэффициентов уравнения. Статистический анализ
значимости оценок коэффициентов уравнении
3.5. Изучение продуктов ферментативного гидролиза 1 растительного сырья источников ПВ
3.6. Процесс обесцвечивания пищевых волокон
3.6.1. Разработка режимов обесцвечивания пищевых волокон
3.6.2. Разработка фотометрического споЬоба определения степени
обесцвечивания пищевых волокон
3.7. Лиофильная сушка пищевых волокон
Разработка режимов тепловой сумки пищевых волокон Принципиальная схема получения йищевых волокон Характеристика и свойства полученных пищевых волокон Химический состав пищевых волокон Органолептические показатели пищевых волокон Функциональнотехнологические свойства пищевых волокон Использование пищевых волокон при производстве пищевых продуктов
Изучение влияния пищевых волокон на качество хлеба
Определение влияния пищевых волокон на качество вареных
колбас
Результаты и выводы Список литерату ры
Приложение 1. Акг опытнопромышленных испытаний ферментативного способа получения белка из пивной дробины
Приложение 2. Протокол испытаний пищевых волокон, полученных биотехнологическим методом Приложение 3. Протокол испытаний пищевых волокон Приложение 4. Акт дегустации 1 Приложение 5. Данные математической обработки результатов экспериментов
Приложение 6. Расчет экономической эффективности внедрения результатов работы на примере яблочных и тыквенных ПВ
Приложение 7. Экспериментальный регламент на получение растительных пищевых волокон
Введение


Она стабилизирует эмульсии и применяется в этом качестве в составе различных пищевых продуктов . Гемицеллюлозы ГМЦ большая группа щелочерастворимых полисахаридов растений. В состав гемицеллюлоз входят глюкоза, галактоза, манпоза, ксилоза, арабиноза, фукоза. Большинство ГМЦ имеют нерегулярное строение, содержат разветвленные участки. Этим объясняется лучшая растворимость ГМЦ по сравнению с целлюлозой. При увеличении степени ветвления молекул и снижении молекулярной массы растворимость гемицеллюлоз в воде повышается ,1,4. В растительной клеточной стенке гемицеллюлозы исполняют роль полимера, осуществляющего связь целлюлозы с пектином . По распространенности и содержанию в растениях ГМЦ находятся на втором месте после целлюлозы. Гемицеллюлозы находят во всех органах и тканях растений. Содержание гемицелшолоз составляет от 5 до сухой массы растений. В биомассе травянистых растений они присутствуют в количестве в пшеничных отрубях в жоме сахарной свеклы в зерне пшеницы 8 от 0, в эндосперме семян злаков до до в пленках овса в стержнях кукурузы и в древесине 9,1. Большинство полисахаридов ГМЦ относится к гетерополимерам, построенным из различных по составу и содержанию моносахаридов нескольких видов Эксилозы, Ьарабинозы, Эглюкозы, Эглюкуроновой и метилОглюкуроговой кислот рис. Б Мал, Б Яащ
Рис. Макромолекулы известных ксиланов построены по единой схеме рис. Их основу составляет длинная цепь, содержащая остатки рЭксилопираноз, соединенных друг с другом Р связью по месту 1 4 углеродных атомов. К основной цепи подсоединены одноединичные или состоящие из нескольких моноз боковые ответвления, сформированные из остатков арабинозы рис. Б арабиноксиланы, глукуроновой кислоты и ее метильного производного глюкуроноксиланы рис. В или тех и других одновременно арабиноглюкуроноксиланы рис. Рис. Л арабиноглюкуроноксилана Б арабиноксилана В глюкуроноксилана. Также в растительном сырье содержится комплекс таких полисахардов, как ксилоглкжаны, арабиноглюканы, арабиноглюкурономаннана рис. Ксилог. Лук Табак и др. Рис. ООО до ООО , . Иманнозы и Эглюкозы. Лиственная и хвойная древесина, клубни орхидейных и лилейных содержат глюкоманнаны, в молекулах которых соотношение остатков маннозы и глюкозы составляет . В составе семян бобовых и мареновых найдены галактомаинаны, из древесины хвойных выделен галактоглюкоманнан 4,4. Мал р вс Р Мап Р Мап р 1
Рис. Галактаны распространены в растительном мире. В небольшом
количестве они содержатся в зерне пшеницы и других злаков, травах. Их много в древесине, особенно лиственницы, из которой они выделяются в промышленных масштабах . Галактаны имеют разветвленные макромолекулы. Основная цепь построена из остатков галактопираноз, соединенных связью по углеродным атомам. В арабиногалактане боковые ветвления сформированы из остатков арабинозы в фуранозной форме. Огромное значение имеют выделяемые из водорослей сульфированные галактаны, обладающие желирующими свойствами агар и каррагинан , . Важнейшей структурной особенностью, влияющей на перевариваемость полисахаридов, является характер связи между остатками моносахаридов. Они в основном одинаковы как для полисахаридов традиционного, так и нетрадиционного для пищевой промышленности сырья. Эти положения, а также результаты клинических исследований свидетельствуют о возможности после соответствующего выделения или подготовки использования полисахаридов ГМЦ различных видов сырья в пище человека 8, 9. Химические свойства ГМЦ обусловлены наличием в мономерах ряда
гидроксильных групп, карбоксилов и полуацетальной гликозидной связи. Часть этих группировок метоксилирована и ацетилирована ксиланы, манианы, часть образует сложноэфирные связи с другими компонентами клеточных стенок лигнином, белковыми веществами 9. Присоединяя воду, полисахариды гемицеллюлоз гидролизуются. Процесс катализируют ионы водорода и ферменты, относящиеся к классу гидролаз ксиланазы, галактаназы и др. Вследствие отсутствия в желудке человека этих ферментов ГМЦ ПВ в начале пищеварения, набухая, не гидролизуются.