Розробка технологій функціональних консервованих інгредієнтів з яблучних вичавок
Вантажиться...
Дата
2013
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальність 05.18.13 – технологія консервованих і охолоджених харчових продуктів.
Дисертація спрямована на розробку технологій функціональних консервованих інгредієнтів з плодової мезги, шляхом визначення оптимальних параметрів проведення ферментативного біокаталізу пектинових речовин яблучних вичавок та встановлення умов сушіння дієтичних харчових волокон.
На підставі експериментальних досліджень, визначені оптимальні параметри ферментативного біокаталізу пектинових речовин яблучних вичавок: 1) гідролітичне розщеплення ферментом ендопектолітичної дії: концентрація Pectinex BE-3L -0,55 мг/100 г, тривалість процесу – 30 хв, температурний та рН-оптимум 40 °С і 4 відповідно. 2) не гідролітичне розщеплення ферментом транселіменазної дії: концентрація Мацеробациліну ГЗХ - 0,35 мг/см3, тривалість процесу – 60 хв, при температурі 40 °С, pH = 7,4, доведенням ЇМ NaOH в дистильованій воді.
Встановлено, що продуктами ферментативного біокаталізу пектинових речовин яблучних вичавок будуть ненасичені пектинові олігосахариди зі ступенем полімеризації 2... 10, а також арабіноза і галактоза. Іншим вихідним продуктом ферментатив¬ного біокаталізу є дієтичні харчові волокна: суміш протопектину – 14 %, целюлози – 46 %, геміцелюлоз – 34 % і лігніну – 1 %. В лабораторних умовах проведено дослідження з підбору способів попередньої обробки харчових волокон для поліпшення і прискорення процесу сушіння. Кінцева вологість харчових волокон за 105 хв сушіння – 5,7 %.
На підставі узагальнення теоретичних і експериментальних досліджень розроблені технологічні схеми виробництва функціональних інгредієнтів харчування: сиропу пектинових олігосахаридів та дієтичних харчових волокон.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.13 – технология консервированных и охлаждённых пищевых продуктов. Диссертация направлена на разработку технологий функциональных консервированных ингредиентов с плодовой мезги, путем подпора оптимальных параметров проведения ферментативного биокатализа пектиновых веществ яблочных выжимок, и определения оптимальных условий сушки диетических пищевых волокон. Экспериментально установлены параметры ферментативного биокатализа пектиновых веществ яблочных выжимок: 1)гидролитическое расщепление ферментом эндопектолитичного действия концентрация Pectinex BE-3L 0,55 мг/100 г, длительность процесса - 30 мин, температурный и рН-оптимум 40 °С и 4 соответственно. Активность деполимеризующего фермента определяли по изменению вязкости растворов. Установлено, что под действием эндофермента расщепление пектинового полимера происходит хаотичным образом, с разрывом внутренних связей 2) не гидролитическое расщепление ферментом транселименаз- ного действия концентрация Мацеробациллина ГЗХ - 0,35 мг/см3, длительность процесса - 60 мин, при температуре 40 °С, pH = 7,4, доведением 1М NaОН в дистиллированной воде. Установлен бифидогенный эффект пектиновых олигосахаридов: они положи¬тельно влияют на рост и развитие биомассы Bifidobacterium bifidum, так же, как и уже известные пребиотики лактулоза и лактоза. Поэтому пектиновые олигосахари¬ды являются перспективным объектом исследований для использования в биотех¬нологических процессах, связанных с выращиванием бифидобактерий, в частности В. Bifidum, а также могут быть рекомендованы для разработки лечебно¬профилактических пищевых продуктов. Конечными продуктами ферментативного биокатапиза будут не только смесь олигосахаридов, но пищевые волокна: протопектин, целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин, на которую комплекс ферментов не подействовал. Технологии получения пищевых волокон характеризируются большими энергозатратами в связи с трудностью высушивания до низких показателей влажности. Поэтому нами в лабораторных условиях были проведены эксперименты по подбору способов предварительной обработки пищевых волокон перед высушиванием. Для достижения наилучшего результата необходимо выдерживать пищевые волокна в насыщенном растворе извести не менее 4 часов, далее проводить промывку дистиллированной водой до pH = 7,0...6,5, с последующей нейтрализацией лимонной кислотой (концентрацией 0,3 %) до pH = 4,5. Полученную смесь пищевых волокон подвергали сушке. При таких условиях конечная влажность пищевых волокон составила 5,7 % через 105 мин процесса сушки. По результатам исследований разработаны технологические схемы производства, нормативная документация продукции «Сироп пектиновых олигосахаридов» и «Диетические пищевые волокна», новизна технических решений защищена патентом Украины на полезную модель. Промышленную апробацию производства пищевых ингредиентов проводили на НПП ООО «Ариадна», г. Одесса. Результаты диссертационной работы применяются в учебном процессе кафедры биотехнологии, консервированных продуктов и напитков Одесской национальной академии пищевых технологий.
Dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of technical sciences by specialty 05.18.13 – Technology of preserved and cooled foodstuffs. Pectin has been utilized for his ftmctionality in foods for many years. The inherent properties of pectin have not been fully explored and can show some novel and timely applicabilities. Today pectin is therefore beginning to gain interest as prebiotic and dietary fiber. It is known most of prebiotics are oligosaccharides - the relatively short chain carbohydrates. Problems related on the rational use of raw materials are topical nowadays. Every year more than 500 tons of apples are utilized for juices and beverages in Ukraine, which also formed about 150 tons of pectin containing pomace. The thesis presents one of the efficient use of waste in canning industry - fruit pomace. The main goal of the thesis is to develop technologies of production of low molecular weight oligosaccharides and dietary fiber. Due, however, to current enzymatic manufacturing technology of pectic-oligosaccharides should be used high purity pectin, as a substrate. This technology is expensive and can’t be applied to the industrial production of pectic-oligosaccharides. A novel approach to the production of pectic-oligosaccharides is the using of abundant and inexpensive biological raw material. The present work is to determine the optimum conditions for the controlled enzymatic biocatalysis of pectic-oligosaccharides using apple pomace as a substrate. In this field we dealt with the main different factors that affect the oligosaccharides productions, such as: temperature, pH, aeration, stirring, enzyme concentration. The composition of the pectic-oligosaccharides isn’t homogenous. In addition, it consists of oligosaccharides ranging from di-saccharides to octa-saccharides. It was investigated pectic-oligosaccharides are good fermented Bifidobacterium with the formation of short-chain fatty acids, acetate, propionate and butyrate, as well as hydrogen and carbon dioxide. So there is clear evidence that pectic-oligosaccharides are a better prebiotic candidate than the pectin, although their bifidogenic effect is low compared to oligofructose. Enzymatic biocatalysis acted only on apple pectin fraction of the pomace so the started compound would be also the insoluble pectin fractions, cellulose, hemicellulose. It is known dietary fiber is a complex structural drying object and extraction of moisture without loss of nutritional qualities is a very difficult. In the laboratory we conducted a series of experiments on the selection method of pretreatment dietary fiber to improve and speed up the drying process. Under chosen conditions, the final moisture content of dietary fiber is 5.7 % at 105 min of diying. To the end the technologies of “Pectic oligosaccharide syrup” and “Dietary fiber” have been developed.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.13 – технология консервированных и охлаждённых пищевых продуктов. Диссертация направлена на разработку технологий функциональных консервированных ингредиентов с плодовой мезги, путем подпора оптимальных параметров проведения ферментативного биокатализа пектиновых веществ яблочных выжимок, и определения оптимальных условий сушки диетических пищевых волокон. Экспериментально установлены параметры ферментативного биокатализа пектиновых веществ яблочных выжимок: 1)гидролитическое расщепление ферментом эндопектолитичного действия концентрация Pectinex BE-3L 0,55 мг/100 г, длительность процесса - 30 мин, температурный и рН-оптимум 40 °С и 4 соответственно. Активность деполимеризующего фермента определяли по изменению вязкости растворов. Установлено, что под действием эндофермента расщепление пектинового полимера происходит хаотичным образом, с разрывом внутренних связей 2) не гидролитическое расщепление ферментом транселименаз- ного действия концентрация Мацеробациллина ГЗХ - 0,35 мг/см3, длительность процесса - 60 мин, при температуре 40 °С, pH = 7,4, доведением 1М NaОН в дистиллированной воде. Установлен бифидогенный эффект пектиновых олигосахаридов: они положи¬тельно влияют на рост и развитие биомассы Bifidobacterium bifidum, так же, как и уже известные пребиотики лактулоза и лактоза. Поэтому пектиновые олигосахари¬ды являются перспективным объектом исследований для использования в биотех¬нологических процессах, связанных с выращиванием бифидобактерий, в частности В. Bifidum, а также могут быть рекомендованы для разработки лечебно¬профилактических пищевых продуктов. Конечными продуктами ферментативного биокатапиза будут не только смесь олигосахаридов, но пищевые волокна: протопектин, целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин, на которую комплекс ферментов не подействовал. Технологии получения пищевых волокон характеризируются большими энергозатратами в связи с трудностью высушивания до низких показателей влажности. Поэтому нами в лабораторных условиях были проведены эксперименты по подбору способов предварительной обработки пищевых волокон перед высушиванием. Для достижения наилучшего результата необходимо выдерживать пищевые волокна в насыщенном растворе извести не менее 4 часов, далее проводить промывку дистиллированной водой до pH = 7,0...6,5, с последующей нейтрализацией лимонной кислотой (концентрацией 0,3 %) до pH = 4,5. Полученную смесь пищевых волокон подвергали сушке. При таких условиях конечная влажность пищевых волокон составила 5,7 % через 105 мин процесса сушки. По результатам исследований разработаны технологические схемы производства, нормативная документация продукции «Сироп пектиновых олигосахаридов» и «Диетические пищевые волокна», новизна технических решений защищена патентом Украины на полезную модель. Промышленную апробацию производства пищевых ингредиентов проводили на НПП ООО «Ариадна», г. Одесса. Результаты диссертационной работы применяются в учебном процессе кафедры биотехнологии, консервированных продуктов и напитков Одесской национальной академии пищевых технологий.
Dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of technical sciences by specialty 05.18.13 – Technology of preserved and cooled foodstuffs. Pectin has been utilized for his ftmctionality in foods for many years. The inherent properties of pectin have not been fully explored and can show some novel and timely applicabilities. Today pectin is therefore beginning to gain interest as prebiotic and dietary fiber. It is known most of prebiotics are oligosaccharides - the relatively short chain carbohydrates. Problems related on the rational use of raw materials are topical nowadays. Every year more than 500 tons of apples are utilized for juices and beverages in Ukraine, which also formed about 150 tons of pectin containing pomace. The thesis presents one of the efficient use of waste in canning industry - fruit pomace. The main goal of the thesis is to develop technologies of production of low molecular weight oligosaccharides and dietary fiber. Due, however, to current enzymatic manufacturing technology of pectic-oligosaccharides should be used high purity pectin, as a substrate. This technology is expensive and can’t be applied to the industrial production of pectic-oligosaccharides. A novel approach to the production of pectic-oligosaccharides is the using of abundant and inexpensive biological raw material. The present work is to determine the optimum conditions for the controlled enzymatic biocatalysis of pectic-oligosaccharides using apple pomace as a substrate. In this field we dealt with the main different factors that affect the oligosaccharides productions, such as: temperature, pH, aeration, stirring, enzyme concentration. The composition of the pectic-oligosaccharides isn’t homogenous. In addition, it consists of oligosaccharides ranging from di-saccharides to octa-saccharides. It was investigated pectic-oligosaccharides are good fermented Bifidobacterium with the formation of short-chain fatty acids, acetate, propionate and butyrate, as well as hydrogen and carbon dioxide. So there is clear evidence that pectic-oligosaccharides are a better prebiotic candidate than the pectin, although their bifidogenic effect is low compared to oligofructose. Enzymatic biocatalysis acted only on apple pectin fraction of the pomace so the started compound would be also the insoluble pectin fractions, cellulose, hemicellulose. It is known dietary fiber is a complex structural drying object and extraction of moisture without loss of nutritional qualities is a very difficult. In the laboratory we conducted a series of experiments on the selection method of pretreatment dietary fiber to improve and speed up the drying process. Under chosen conditions, the final moisture content of dietary fiber is 5.7 % at 105 min of diying. To the end the technologies of “Pectic oligosaccharide syrup” and “Dietary fiber” have been developed.
Опис
Ліганенко, М. Г. Розробка технологій функціональних консервованих інгредієнтів з яблучних вичавок : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.18.13 "Технологія консервованих і охолоджених харчових продуктів" / Ліганенко Маргарита Геннадіївна ; наук. кер. А. Т.Безусов ; Одес. нац. акад. харч. технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2013. – 20 с.
Ключові слова
пектин, пектинові олігосахариди, дієтичні харчові волокна, ферментативний біокаталіз, пектиновые олигосахариды, диетические пищевые волокна, ферментативный биокатализ, pectin, pectic-oligosaccharides, prebiotic, dietary fiber, enzymatic biocatalysis