Сборник Биотехнология-Улан-Удэ

Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования и наки Республики Бурятия
Общество биотехнологов России
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Восточно-Сибирский государственный университет
технологий и управления»
(ФГБОУ ВПО «ВСГУТУ»)
Кафедра «Биотехнология»
БИОТЕХНОЛОГИЯ В ИНТЕРЕСАХ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКИ
СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Материалы
III Всероссийской научно-практической конференции
(с международным участием)
18-22 сентября 2014 г.
Улан-Удэ
Издательство ВСГУТУ
2014
1
Научный редактор
В.Ж. Цыренов, д-р биол. наук, профессор
Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока:
материалы III Всероссийской научно-практической конференции (с международным
участием). – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2014. – 184 с.
ISBN 978-5-89230-540-2
© ВСГУТУ, 2014
2
THE STUDY ON PASTORAL CATTLE MILK FUNCTION
AS A REGULATOR CELL
Serjmyadag Ser-Od, (Ph.D)*, Enkhtaivan Gombosuren, (Ph.D)**,
Sarantsetseg Bandi, (Sc.D)***
*
– Mongolian University of Science and Technology, Mongolia
– Mongolian University of Science and Technology, Mongolia
***
– Medical University “Monos”, Mongolia
**
Traditional knowledge about the functional food is the classical example of
Mongolianindirect mentality. It can be shown on concepts of milk:
Nowadays direct mentality:
Milk /receive/
/protein, fat, milk sugar,
minerals, source of vitamins/ - Man - impact:
Concepts of real healthy
food riches with natural proteins, fat oxide, carbohydrate,
vitamins and minerals
According to the 16th century indirect concepts, the milk was the true functional food depending on its source \goat, sheep, cow, mare, camel\.
Good for typhoid fever, respiratory and blood disorders, the
boiled milk strengthen the weak people; the evaporate milk – cools down
and balance the blood pressure.
/B. Boldsaikhan, 2007/
Goat milk
/receive/
/ cool, soft drink/ → Man→impact:
By the study on the concept of cool quality in goat milk, its content has relatively more
dissolved and light proteins, such as albumin and globulin [3], [7] than the other domestic animals; the content of many unsaturated fat acids are six and 2.7 fold lower than the mare and
cow milk which is known by their hot and balanced quality, respectively. But the functional
properties of fat acids, proteins and carbohydrate are similar to nowadays studies [3].
This research was regarded not only the goat’s milk in frame of the Mongolian individual
mentality, but systematic study of all kinds of functional foods.
In practice we know the structure of all organ system elements whereas their whole system is unclear, i.e. the compound state.
The milk hot and cool qualities depend on its fat acid content (Indra. R, 2002).
33,8
40
30
20
5,6
5,1
4,2
Goat’s milk
Camel milk
Sheep milk
2,1
10
0
Mare milk
Cow milk
Figure 1. Percentage of double bond acids in unsaturated fatty acids of pastoralanimals milk, %
3
Figure 1 presents that the traditional concept is fitted to the modern research works: hot
quality mare’s milk, horse and marmot meat are rich with saturated fat acids, especially with
many double bounds; saturated acids are prevalent in cool quality beef, cow’s milk, but unsaturated acids – dominant in warm quality, the state between the hot and cool, lamb and camel
milk.
The result
The study on energy-information properties of Mongolian 5 domestic animals milk gave
the attractive results.
The following results approved the milk classification regarding to its quality (hot, warm
and cool).
1. Comparison of fat acid
In autumn the content of unsaturated fat acid in mare’s milk was 50.9% or more by
11.02% than in summer (more 17.9% by the Indra study), but the saturated fat acid - 51.26% in
summer or more by 2,7% than in autumn (lower by 9%, Indra study)
Figure 2. Fatty acids of mare milk, %
This is showing, mare milk fatty acid, which has blazing characteristic that mentioned in
Mongolian traditional nutrition, from unsaturated fatty acid to saturated fatty acid value is
increasing 36.44±3.44 percent during transition moment of summer to winter time.
This shows pastoral cattle milk yield decreases during winter and spring in Mongolia.
As showed in the study, the fat saturated acid content, in autumn, was more in 37.6% than the
saturated. Whereas, in the study of Indra.R, the summer saturated acid content was lower in 27,
4% than the unsaturated. It approved that the fat content is depending on seasons.
4
Figure 3. Fatty acids cow milk, %
In autumn the goat’s milk has more, by 4.4%, saturated acids than in summer. Compared
with the summer study, the saturated acid lower in 11.41% and the saturated acid – more in
27,9%.
Figure 4. Fatty acids goat s milk, %
Our research shows, when mare milk – blazing, goat milk warm, cow milk – cool qualities
depend, so that characteristic tends to unsaturated fatty acid is low (41.54±2.09) in goat milk
and cow milk (60.4%) during warm term, however saturated fatty acid is increasing in goat
milk (61.79%) and cow milk (68.8%) during cold term
5
2. The biochemical tests of the experimental animals
Table 1
Serum oxidase of samples
(Oxidative rate, sekond)
animal group
(classification by
diet)
trial
n=10
(06.24-07.07)
n=10
(10.23-11.07)
In summer
Autumn
Control (wheat)
17.5±2.35
9.67±0.82
Mare milk
Cow milk
Goat’s milk
14.8±1.01
18.3±1.5
19.2±0.98*
2.5±0.55*
7.33±1.03
8.67±1.9
*-р<0.05
Oxidizing test of serum is widely used in microbiological investigations, which is based on
various cytochrome oxidized components
Animal fed by the 5 domestic animals’ milk. In summer:
The oxidizing test speed in animal fed by mare’s milk was high (14.8±1.01 sec.) 2.7
sec.or 15.4%;but the speed lowered in animals fed by cow and goat’s milk, (18.3±2.5sec.)0.8
sec. or 4.6%, (19.2±0.98 sec.) 1.7 sec. or 9.7%, respectively. It showed and confirmed the other
researchers’ states that in summer the oxidization process is reduced and the gamma cells are
dominated regarding with dysfunction of phosphor oxidizing (M.Ambaga, 2004).But the study
conducted by Indra R. presents the cases of containing relatively more components, which are
able to oxidize in process of cell metabolism. It was depended on the mare’s milk and horse
meat, functional food rich with alpha properties, which unsaturated acid has 6 and 16 times
more double bounds than goat and cow’s milk correspondingly (Indra R., 2002)
Autumn:Time of oxidizing test in animals that were fed by cow’s milk was 7.33±1.03
sec. or 2.34 sec. (24.2%) lower than the control group, and for goat milk fed animal - 8.67±1.97
sec. or 1.09 sec. (10.4%) lower. There had been noticed a significant observation as well as the
above mentioned results: the cow’s milk, which contains 2.7 times less unsaturated acids than
the goat’s milk, has 2.3 times lower oxidization effect Therefore, as the beta effect of food is
increased twice, the cell oxidization slows down accordingly. But for the animals fed up by the
mare’s milk, the test speed was 2.5±0.55 sec.; in comparison with the controlling group it was
directly increased 3.86 times or 74.14% (р<0.01). All the results stated that the mare’s milk fed
animals with 16 times more unsaturated fat acids comparing to the cow’s milk fed animals, or 6
times more – than goat’s milk fed animals has the test speed 2.9 times more or 65.89% and 3.5
times higher or 71.16%, correspondingly. Consequently, alpha, the cell regulator effect, of
mare’s milk provides the high oxidization
Result of the study on the blood glucose
Every living cells in human and animals had five main membranes that perform five
main biological functions such as dividing cells, creating biologically active compounds, biochemical reactions, synthesizing-re-synthesizing, information-reaction with participation of the
energy synthesized a in such way. Diet compounds that carbohydrates, fats and aminoacids act
in a role H+, e- donators and their feature pretends membrane state adjusting by reduction and
oxidation potential.
6
serum glucose
, u/l
polyunsaturated fatty acids with double bonds
in milk, %
As the study purpose, the 5 domestic animals’ milk effects on the substance-energy metabolism speed of the live organisms’ basic structure, especially the blood and serum, the components of the inner and outside condition of the cell.
The blood glucose study based on the comparison of animals groups, which fed by 5
Mongolian domestic animals, such as goat, cow, horse and camel, meat as well as goat, cow,
mare’s milk, and the group fed by wheat, respectively, during the spring, summer and autumn.
G
oat’s
Figure
milk
M
C
5. depending on ow
animals serum glumilk
cose and polyunsaturated fatty acids with double
bonds in autumn
are
milk
- serum
glucose
- polyunsaturated fatty
acids with double bonds in
thatmilk
as the food alpha
охххх*- unsaturated fat acids’ binary bounds
As the biochemical investigation result, the figure 5 presents
regulator effect increases the blood serum glucose decreases (P<0.05).
cell
Conclusion
 By some domestic animals’ milk fat acid and chemical contents, it is clear that it has
seasonal causes.
 Hot quality (+) food’s content has many double bounds in it unsaturated fat acid;
warm quality () food – an unsaturated fat acid; cool quality () food – saturated fat acid, cholesterol, simple carbohydrate; cold quality (+) food – proteins, complex carbohydrate.
 Regulating the above mentioned main four food quality is the base of theory using cell
regulators, or the functional food, which affords to change the cell membrane’s essential states
of the human body. For this reason there is a big opportunity to produce the food which has the
protection from diseases in any circumstances.
Biblioqraphy
1. Ambaga M., Sarantsetseg B. Рewly Coded Medicine. – 2010 (Mongolian language).
2. Boldsaikhan B., Amarbayasgalan D. General theory of system. – UB, 2007.
3. Gombo G. The Food of the Mongols. – 2003 (Mongolian language).
4. Indra R. Milk yield, composition and characteristics of the milk of Mongolian household animals: Dissertation. – 2002 (Russian language).
5. Lkhagvaa G., New Concepts about Human and Human development. – 2010.
6. Tsend-Ayush Ch. Principle technology to produce Mongolian goat’s milk. – 2003 (Mongolian
language).
7. Damdinsuren L. The scientific and technological princips of the development of the industry
production of the milk and milk products in Mongolia. – 2009 (Mongolian language).
8. Ozava D. The Macrobiomic, Ìoskow. – Profit Style. – 2004.
7
УДК 581.192.02
ВЫХОД ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
ПОСЛЕ СУШКИ В УСЛОВИЯХ БУРЯТИИ
Т.П. Анцупова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Для изучения лекарственных растений очень важно определение сырьевого потенциала на территории отдельных регионов. В качестве лекарственного растительного сырья обычно используются части растения (листья, цветки, плоды и др.), а также вся надземная часть – трава. Для расчета сырьевых запасов лекарственных растений необходимо знать степень усушки сырья до воздушно-сухого состояния, отличающуюся для разных регионов. Поэтому цель данной работы – определение коэффициентов выхода воздушно-сухого растительного сырья из сырой фитомассы в условиях Республики Бурятия, а также выявление влияния способов сушки на содержание в сырье аскорбиновой
кислоты и дубильных веществ.
Материалом для исследования служили образцы 12 видов лекарственного растительного сырья, собранного на территории Бурятии. Количество образцов сырья, взятых
для анализа, составляло от 20 до 80. Навеска образца сырого сырья составляла 20,0 г. По
три образца каждого вида высушивались в естественных лабораторных условиях при
температуре (25±5)ºС. Одновременно отбирались такие же навески сырья для высушивания в сушильном шкафу при температуре (60±5)ºС (Методика …, 1986; Правила …,
1989). После высушивания образцов производился расчет выхода воздушно-сухого сырья. Определение содержания аскорбиновой кислоты и дубильных веществ проводили
по общепринятым методикам (Государственная …, 1989).
Обычно сушка считается законченной, когда корни, корневища и стебли не гнутся
при сгибании, ломаются, листья и цветки растираются в порошок, сочные плоды не
склеиваются в комки, а при нажиме рассыпаются. При этом для различных морфологических групп сырья установлены следующие потери в массе при высушивании: цветки –
70-80%, листья – 55-90, травы – 35-90, корни и корневища – 60-80, плоды – 30-60%
(Фармакогнозия, 2010). В то же время эти цифры значительно варьируются в разных регионах, что связано в первую очередь с различием их климатических условий.
Нами определены потери в массе при высушивании для 12 основных видов лекарственных растений, широко распространенных на территории Бурятии. Полученные
данные приведены в таблице.
Из таблицы следует, что полностью литературным данным соответствуют только
результаты по выходу воздушно-сухих плодов черемухи. Приближаются к литературным данные по 5 видам сырья. Плоды боярышника и шиповника, а также трава чабреца
и тысячелистника при высушивании теряют влаги меньше, чем показано в литературе.
Вероятно, это объясняется более засушливым климатом Забайкалья, поэтому при расчетах сырьевых запасов лекарственных растений Бурятии следует учитывать полученные
данные. Это было применено ранее при расчетах запасов лекарственного растительного
сырья для указанных видов (Анцупова, 2005).
8
Таблица – Выход воздушно-сухого сырья, % от свежесобранного
Название
растения
Сырье
Выход воздушносухого сырья
По данным
Коэффициент
литературы
выхода
(Фармакогнозия,
2010)
нет данных
0,52
Бадан
толстолистный
Боярышник
кровавокрасный
Брусника
обыкновенная
Кровохлебка
лекарственная
Пижма
обыкновенная
Подорожник
(все виды)
Термопсис
ланцетовидный
Тимьян – чабрец
(все виды)
Толокнянка
обыкновенная
Тысячелистник
обыкновенный
Черемуха
обыкновенная
Шиповник
иглистый,
шиповник
даурский
корневища
52,0±1,1
плоды
40,1±0,8
25
0,40
листья
43,6±0,7
45
0,44
корневища
и корни
цветки
46,2±0,7
48
0,46
23,6±0,4
25
0,24
листья
21,4±0,3
22-23
0,21
трава
29,4±0,4
нет данных
0,29
трава
35,3±0,3
25-30
0,35
листья
49,1±1,1
50
0,49
трава
32,4±0,3
22
0,32
плоды
45,0±0,5
42-45
0,45
плоды
40,9±0,6
32
0,41
При определении содержания основных биологически активных веществ в зависимости от способов сушки сырья установлено, что быстрое высушивание витаминного
сырья (плоды шиповника) при температуре (65 ºС) способствует сохранению аскорбиновой кислоты (витамина С) при последующем длительном (до 3-5 лет) хранении, в то
время как сушка в естественных условиях приводит к разрушению аскорбиновой кислоты не только на стадии высушивания, но и при дальнейшем хранении. В то же время содержание таких биологически активных веществ, как дубильные вещества, содержащиеся в корневищах бадана и кровохлебки, не зависит от способа сушки и не изменяется при
хранении.
Библиография
1. Анцупова Т.П. Рациональное использование растительного сырья в Бурятии // Флора,
растительность, растительные ресурсы Забайкалья и сопредельных территорий: материалы регион. науч.-практ. конф. – Чита, 2005. – С. 56-60.
2. Государственная Фармакопея СССР. – М.: Медицина, 1989. – Изд. ХI, вып. 2. – 398 с.
3. Методика определения запасов лекарственных растений. – М., 1986. – 50 с.
4. Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения / под.
ред. Г.П. Яковлева. 2-е изд., испр. и доп. – СПб., 2010. – 863 с.
9
УДК 615.322
РАЗВИТИЕ МИП «МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ» –
ОТ НАУЧНОЙ ИДЕИ ДО КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ПРОДУКЦИИ
В.В. Аньшакова, А.В. Степанова, Д.М. Уваров, П.П. Васильев
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия
Одними из самых актуальных проблем Арктических территорий России, особенно
ее азиатской части, являются:
– очень низкий уровень заселенности, особенно сельским населением, основную
часть которого представляют коренные этносы;
– все ухудшающееся здоровье населения;
– низкая рентабельность основных направлений экономики сельскохозяйственного
производства – оленеводства, коневодства, вследствие колоссальной транспортной составляющей рыночной стоимости основного конечного продукта – мяса, и как следствие,
дефицит рабочих мест в сельских улусах и низкий уровень оплаты труда.
В решении всего этого комплекса ключевых, с точки зрения развития северных
территорий России, проблем могут помочь новейшие биотехнологии, направленные на
производство конечных продуктов высокой рыночной стоимости и потребительской
ценности, с заданными свойствами (лечебной и профилактической направленности) из
возобновляемого северного растительного сырья.
В сентябре 2012 г. в Северо-Восточном федеральном университете создано малое
инновационное предприятие (МИП) «Механохимические биотехнологии», основным
видом деятельности которого является разработка современных механохимических биотехнологий переработки уникальных для северо-востока России видов биологического и
органического сырья, ориентированных на получение новых твердофазных биопрепаратов медицинского и пищевого назначения и их опытно-промышленное производство.
Инновационными особенностями МИП являются:
– использование северного биосырья с повышенным содержанием и широким
спектром разнообразия биологически активных веществ (БАВ);
– использование современных физико-химических механохимических биотехнологий, которые позволяют без потерь, наиболее экономичными и экологичными способами
извлекать соответствующие комплексы БАВ из природного сырья, получать из недорогого сырья конечные продукты высокой рыночной и потребительской стоимости;
– получение твердых дисперсных систем – композитов «лекарственное веществоноситель». Механохимическое комплексообразование позволяет существенно повысить
биодоступность, пролонгированность многих лекарственных средств, снизить их токсичность.
Ноу-хау заключается в применении механохимической нанобиотехнологии обработки растительного сырья с небольшими добавками твердофазных химических реагентов. Ударно-истирающее воздействие сопровождается наряду с разрушением клеточных
стенок и изменением химического состава компонентов растительного сырья из-за разрыва ряда химических связей, даже таких прочных, как β-гликозидных. На образующуюся в технологическом процессе углеводную часть – (олигосахариды из лихенина)
мы «насаживаем» различные БАВ, к примеру, витаминно-минеральные комплексы, известные фармпрепараты, БАВ лекарственных растений.
Преимущества лишайниковых -олигосахаридов, как «активного наполнителя» и
«транспортного средства» для БАВ налицо:
10
– хорошая всасываемость из желудочно-кишечного тракта в кровь, благодаря своему бифильному строению и размерам;
– легкая транспортируемость через клеточные мембраны за счет своих размеров и
того, что по структуре они являются аналогами олигогликозидных фрагментов гликокаликса клеточных мембран;
– высокая стерильность межмолекулярного комплекса за счет природных лишайниковых кислот, проявляющих антибактериальные свойства;
– спектр фармакологической активности наполнителя дополнен детоксикационной
функцией, будучи активным сорбентом, он одновременно элиминирует из организма экзо- и эндотоксины различной этиологии.
Конкурентными преимуществами механохимической биотехнологии являются:
– низкая себестоимость (в 50-100 раз) разработки и внедрения систем доставки
действующего вещества по сравнению с химическим, биотехнологическим синтезом и
скринингом новых лекарств;
– ускоренные клинические испытания и регистрация систем доставки изученных
БАВ, ускоренный выход на рынок;
– высокая эффективность (в 2-3 раза) действующего вещества, включенного в биокомплекс с олигосахаридами по сравнению с существующими лекарственными формами, уменьшение сроков лечения и затрат здравоохранения;
– низкая токсичность (в 3-5 раз) БАВ, уменьшение затрат здравоохранения на лечение побочных эффектов.
Результатами интеллектуальной деятельности сотрудников являются 8 патентов
РФ, 1 ноу-хау и 2 свидетельства о государственной регистрации.
Продукция МИП:
Организован выпуск линейки твердофазных биологически активных добавок к пище в мелкосерийном масштабе: «Ягель порошкообразный ультрадисперсный», «Ягель –
Детокс» [1] в двух формах: порошок и капсулы, также разработаны опытнопромышленные образцы твердых форм биологически активных добавок к пище: «Кладород», «Витаягель», «Вивлан», произведенных на основе слоевищ лишайников
р. Cladonia механохимической биотехнологией, обладающих одновременно универсальным детоксикационным действием и высокоэффективным биологическим (в том числе
терапевтическим) действием широкого спектра – антибактериального, адаптогенного,
актопротекторного, гипогликемического, и др. при сниженных дозах. Вся продукция
производится на основе сырья для БАД «Ягель порошкообразный ультрадисперсный»
[2] по утвержденным нормативным регламентам, готова к реализации и имеет полную
разрешительную документацию.
Совместно с медицинским институтом были проведены клинические испытания
БАД «Ягель Детокс» на биохимические показатели крови. Результаты анализа крови пациентов с исходно повышенным уровнем глюкозы и холестерина после трехнедельного
приема препарата подтверждают, что статистически значимо снижается уровень глюкозы, холестерина и коэффициента атерогенности. Исследуемый БАД может рассматриваться как профилактическое средство, наряду со стандартной терапией, для снижения
риска сердечно-сосудистых осложнений при сахарном диабете второго типа.
В пищевой промышленности БАД «Ягель Детокс» используется при производстве
нового сорта хлеба «Полярный», выпускаемого ООО «Айгуль». Продукт пользуется успехом у горожан и отличается не только повышенным сроком годности, но и оздоровительной направленностью.
БАД «Кладород» прошел испытания у членов сборной Республики Саха (Якутия)
по вольной борьбе, где отмечено достоверное повышение уровня тренированности и
адаптированности у спортсменов в 3-4 раза [3, 4].
11
За 2013–2014 гг. разработки МИП удостоены шести грантов, награждены тремя золотыми и двумя серебряными медалями на высокопрестижных международных конкурсах и выставках (Международной ярмарке изобретений SIIF 2013, Ю. Корея; XXIV Харбинской международной торгово-экономической ярмарке КНР и др.).
Развитие МИП, внедрение в производство биотехнологических разработок на севере содействует расширенному воспроизводству в природных условиях тундры, тайги и в
культуре видов растений, которые могут использоваться в качестве биологического сырья, позволит повысить занятость сельского населения северо-востока России, будет
способствовать повышению уровня здоровья населения, благодаря разработанной продукции.
Библиография
1. Свидетельство о Государственной регистрации в странах ЕВРАЗЭС на биологически
активную добавку к пище «Ягель Детокс» № RU.77.99.11.003.Е.003704.05.13 от 20.05.2013.
2. Свидетельство о Государственной регистрации в странах ЕВРАЗЭС на продукцию
«Ягель порошкобразный ультрадисперсный» № RU.77.99.11.003.Е.003705.05.13 от 20.05.2013.
3. Пат. RU № 2477143 C1 от 26.10. 2011. Биологически активная добавка
актопротекторного, адаптогенного действия из растительного сырья и способ ее получения /
В.В. Аньшакова, Б.М. Кершенгольц. – Дата выдачи 10 марта 2013 г.
4. Аньшакова В.В. Биотехнологическая механохимическая переработка лишайников рода
Cladonia: монография. – М.: Издат. дом Академии Естествознания, 2013. – 116 с. (Гриф УМО
РАЕ).
УДК 637.146
РАЗРАБОТКА БИОПРОДУКТА «РАДУЖНЫЙ»
ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТА
С.И. Артюхова, Л.Н. Битюцкая
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Рациональное питание детей – основа правильного физического и психического
развития, функционирования динамичной системы детского организма, один из существенных факторов в профилактике возникновения различных заболеваний. Молочные
продукты – основные источники минеральных веществ, витаминов, белков. Предпочтение следует отдать кисломолочным продуктам, благоприятно действующим на пищеварение.
Обеспечение рационального питания школьников – одно из главных условий их
правильного и гармоничного развития. Школьный период, охватывающий возраст от 7
до 17 лет, характеризуется интенсивными процессами роста, увеличением костного скелета и мышц, сложной перестройкой обмена веществ, деятельности эндокринной системы, головного мозга. Эти процессы связаны с окончательным созреванием и формирование человека. К особенностям этого возрастного периода относится также значительное умственное напряжение учащихся в связи с ростом потока информации, усложнения
школьных программ, сочетания занятий с дополнительными нагрузками (факультативные занятия, кружки, домашнее задание).
Для обеспечения всех этих сложных жизненных процессов школьнику необходимо
полноценное питание, которое покроет повышенные потребности его организма в белках, жирах, углеводах, витаминах, энергии. Эти показатели значительно изменяются в
зависимости от возраста, пола, вида деятельности, условий жизни.
Ограниченное потребление молока и молочных продуктов в детском питании вызывает риск развития остеопороза, кариеса и задержку роста; недостаточное потребление
12
фруктов может привести к нарушению иммунного статуса и функций желудочнокишечного тракта.
В современных условиях проблема дефицита йода решается в соответствии с задачами, обозначенными в Постановлении правительства Российской Федерации «О мерах
по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода» №1119 от 05.10.1999 г., а
также необходимостью практической реализации «Государственной политики Российской Федерации в области политики здорового питания населения на период до 2020 г.»
в соответствии с распоряжением от 25 октября 2010 г. за №1873-р.
Наиболее приемлемым способом ликвидации йододефицита и селена является разработка и внедрение в массовое производство обогащенных продуктов питания этими
минеральными веществами.
Правильная организация питания детей предусматривает поступление в их организм всех необходимых пищевых веществ в достаточном количестве, отвечающем физиологическим потребностям. Адекватное питание в детском и подростковом возрасте
способствует гармоничному физическому и умственному развитию, высокой работоспособности и успеваемости школьника, создает условия для адаптации к факторам окружающей среды, оказывает существенное влияние на качество жизни, является необходимым условием формирования и сохранения здоровья детей и подростков [1, 2].
В связи с этим, актуальной является разработка технологии производства специализированных биопродуктов для школьников, обогащенных защитными факторами, обладающих иммуномодулирующими свойствами и отвечающих требованиям функционального питания.
Цель данной работы – разработка технологии производства биопродукта для
школьного питания с применением заквасочных культур пробиотических бактерий с
широким спектром антимикробной активности, а также биодобавки йода и селена.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:
1. Обосновать выбор заквасочных культур, изучить их биотехнологический потенциал и выбрать лучшие заквасочные культуры.
2. Установить рациональные дозировки функциональных ингредиентов: йод- и селенсодержащие биодобавки.
3. Разработать новую биотехнологию производства биопродукта для школьников
подросткового возраста.
Теоретическим обоснованием использование отечественных заквасочных культур
ассоциатов молочнокислых и бифидобактерий послужило то, что они адаптированы для
российской популяции людей, в отличие от импортных, адаптированных для российской
популяции людей Сибирского региона.
В основу создания биопродукта были положены следующие требования:
– использование отечественных заквасок ассоциатов бактерий непосредственного
внесения, содержащих пробиотические микроорганизмы и повышающие иммунитет и
устойчивость человека к неблагоприятным факторам окружающей среды;
– использование заквасок, содержащих жизнеспособные клетки, не менее
9
10 КОЕ/см3, гарантирующих их быстрое размножение при ферментации молочных сред.
Важным этапом создания биопродукта является изучение свойств исходных заквасок.
При выполнении работы использовались современные приборы и методы, а также
стандартные и общепринятые методы определения технологических, пробиотических,
микробиологических, аналитических и биохимических, реологических и математических
и органолептических показателей биопродукта.
Определен оптимальный состав молочно-растительной основы биопродукта. Обоснованы выбор и оптимальные дозировки йод- и селенсодержащих биодобавок. Исследован процесс ферментации молочной основы пробиотическими культурами микроорга13
низмов (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, Lactococcus
lactis subsp. cremoris, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum) и определены оптимальные технологические параметры получения нового биопродукта.
Разработаны математические модели, описывающие влияние продолжительности
ферментации, активной кислотности, массовой доли биопродукта от изменения клеточной концентрации молочнокислых микроорганизмов (Lactococcus lactis subsp. lactis,
Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris) и бифидобактерий
(Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum).
Поэтому при изучении основных биотехнологических свойств были изучены: продолжительность культивирования, титруемая кислотность, активная кислотность, влагоудерживающая способность сгустка, органолептические показатели, количество клеток
молочнокислых и бифидобактерий (КОЕ в 1 см3 биопродукта).
В результате проведенных исследований была разработана новая биотехнология
производства биопродукта «Радужный» с использованием заквасочных культур молочнокислых и бифидобактерий, и с биологически активными добавками йода и селена.
Новая биотехнология производства биопродукта «Радужный» для школьного питания прошла успешную апробацию в условиях научно-производственной лаборатории
«Прикладная биотехнология» ОмГТУ.
Библиография
1. Битюцкая Л.Н., Артюхова С.И. О здоровом питании школьников [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.scienceforum.ru /2014/604/3247
2. Артюхова С.И., Гаврилова Ю.А. Использование пробиотиков и пребиотиков в биотехнологии производства биопродуктов: монография. – Омск: Изд-во Омского гос. техн. ун-та,
2010. – 112 с.
УДК 637:371.72
СОЗДАНИЕ МИКРОБНОГО КОНСОРЦИУМА
ДЛЯ СТУДЕНЧЕСКОГО БИОПРОДУКТА
С.И. Артюхова, Г.И. Бондарева
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Студенты (учащаяся молодежь) – это профессионально-производственная группа
населения определенной возрастной категории, объединенная специфическими особенностями труда и условий жизни. Наряду с неполноценным питанием, на здоровье студентов влияют дополнительные факторы, характеризующие современную среду их обитания, т.е. повышенные учебные нагрузки, малоподвижный образ жизни, неблагоприятные экологические условия, а также социально-экономическое положение. Анализ заболеваемости показал, что у студентов в основном преобладают болезни желудочнокишечного тракта и верхних дыхательных путей [1, 2, 3].
Поэтому актуальным направлением исследований является разработка биотехнологии производства функциональных биопродуктов для питания студентов с использованием пробиотических микроорганизмов, разработка новых микробных консорциумов
пробиотических бактерий разных таксономических групп, которые более устойчивы к
неблагоприятным факторам среды и обладают более высокой активностью по сравнению
с заквасками, приготовленными с использованием чистых культур [4].
В связи с этим изучение экспериментально созданных микробных консорциумов
представляется задачей актуальной в научном и практическом аспектах.
Целью экспериментальных исследований являлось создание микробного консорциума молочнокислых бактерий и бифидобактерий с широким спектром антимикробной
14
активности и разработка технологии производства биопродукта на его основе для питания студентов.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
 обосновать выбор заквасочных культур и изучить их биотехнологический потенциал;
 создать биотехнологию микробного консорциума с широким спектром антимикробной активности на основе различных ассоциатов заквасочных культур;
 исследовать основные производственно-ценные свойства заквасочных культур и
их микробного консорциума;
 исследовать устойчивость заквасочных культур и микробного консорциума к
веществам желудочно-кишечного тракта;
 исследовать морфологические особенности колоний микроорганизмов в заквасочных культурах и их микробного консорциума;
 исследовать синтез экзополисахаридов заквасочными культурами и их микробным консорциумом.
Из большого разнообразия заквасок, представленных на Российском рынке для
производства биопродукта, были выбраны семь бактериальных концентратов, из них три
бактериальных концентрата отечественных производителей ФГУП «Экспериментальная
биофабрика» Россельхозакадемии, г. Углич: «Бифилакт Д», «Бифилакт АД», «БК-УгличСБА» и четыре бактериальных концентрата производителя Сибирского региона: ООО
«Барнаульская биофабрика» г. Барнаул: «БК-Алтай-Сбифи», «БК-Алтай-ЛСбифи»,
«КЛП», «КЛПн».
Приготовление ассоциатов заквасочных культур осуществлялось в соответствии с
инструкциями по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов
на предприятиях молочной промышленности.
Для создания микробного консорциума исследовали 10 сочетаний ассоциатов:
Бифилакт Д + КЛП, Бифилакт Д + КЛПн, Бифилакт АД + КЛП, Бифилакт АД + КЛПн,
БК-Углич-СБА + КЛП, БК-Углич-СБА + КЛПн, БК-Алтай-СБифи + КЛП, БК-АлтайСБифи + КЛПн, БК-Алтай-ЛСБифи + КЛП, БК-Алтай-ЛСБифи + КЛПн.
Сочетаемость ассоциатов определяли по методике ВНИМИ, по продолжительности свертывания молока комбинациями заквасок по сравнению с продолжительностью
свертывания каждой закваски, входящей в состав комбинации при равных органолептических показателях.
Результаты исследований показали (табл.), что лучшими биотехнологическими
свойствами обладал консорциум микроорганизмов из ассоциатов «Бифилакт АД +
КЛП», который имел приятный чистый кисломолочный вкус, ровный плотный сгустк,
вязкую консистенцию, продолжительность сквашивания составила (5,5±0,2) ч, количество жизнеспособных клеток бифидобактерий – 1010 КОЕ/см3, молочнокислых бактерий –
1010 КОЕ/см3.
Таблица – Биотехнологические свойства заквасок Бифилакт АД и КЛП и их микробного
консорциума для студенческого биопродукта
Исследуемые свойства
Влагоудерживающая способность, см3/10 см3
Ароматообразующая способность, мин
Количество ЭПС, мкг/мл
Активная кислотность, рН
Титруемая кислотность, °Т
15
Бифилакт
АД
4
5,20
3,26
4,09
88
КЛП
4,5
11,30
3,22
4,37
89
Бифилакт
АД + КЛП
2
4,47
3,29
3,88
106
Микробный консорциум был устойчив к веществам желудочно-кишечного тракта:
к фенолу, к 2, 4 и 6,5%-ной концентрации NaCl. Также был устойчив к щелочной реакции среды с рН 9,2; 8,3; 2 и 3. Полученные данные косвенно указывают на приживаемость молочнокислых бактерий и бифидобактерий микробного консорциума в кишечнике человека. Выявленные особенности поведения микроорганизмов заквасок при их
совместном культивировании могут рассматриваться, как косвенное свидетельство лучшей способности предложенного консорциума микроорганизмов колонизировать пищеварительный тракт человека.
Выводы
1. Изучен биотехнологический потенциал отечественных заквасок.
2. С учетом биотехнологического потенциала ассоциатов заквасок создан новый
микробный консорциум, установлены оптимальные условия его культивирования при
производстве биопродукта для питания студентов.
3. Установлено, что устойчивость к веществам желудочно-кишечного тракта у созданного микробного консорциума более выражена по сравнению с ассоциатами бактерий, входящими в состав консорциума.
Библиография
1. Бондарева Г.И., Артюхова С.И. Анализ питания студентов ОмГТУ и роль функциональных
продуктов
в
их
рационе
[Электронный
ресурс].
–
URL:
http://www.scienceforum.ru/2014/763/3419
2. Бондарева Г.И., Артюхова С.И. Молочная сыворотка и перспективы ее использования
для питания студентов // Природные и интеллектуальные ресурсы Омского региона (Омскресурс-2-2012): материалы II Межвуз. науч. конф. студ. и аспир. (Омск, 18-19 окт. 2012 г.) / отв.
ред. Т.П. Ковтун, А.А. Начвина. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. – С. 7-9.
3. Давиденко Д.Н., Щедрин Ю.Н., Щеглов В.А. Здоровье и образ жизни студентов. – СПб.:
Изд-во СПбГУИТМО, 2005. – 124 с.
4. Артюхова С.И. Научно-экспериментальное обоснование новых биотехнологий синбиотических молочных продуктов: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Артюхова Светлана Ивановна. –
Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 43 с.
УДК 637.146.33
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ
СТРЕПТОКОККОВ К АНТИБИОТИКАМ
С.И. Артюхова, И.В. Дощинская
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
В связи с глобальным загрязнением окружающей среды, неблагоприятной экологической ситуацией, широким применением химиотерапевтических препаратов, лучевой
терапии отмечаются значительные сдвиги в микроэкологии, приводящие к патологии
пищеварительной и иммунной систем организма, снижению колонизационной резистентности к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Поэтому борьба с
дисбактериозом становится все более актуальной, а разработка эффективных биопродуктов для восстановления нормальной микрофлоры рассматривается как один из путей повышения здоровья населения.
Наиболее важным свойством пробиотических бактерий является обеспечение колонизационной резистентности, т.е. способности защиты кишечной стенки от проникновения во внутреннюю среду организма, как бактерий, так и токсических продуктов различного происхождения.
16
Немаловажное значение при подборе культур бифидобактерий и молочнокислых
бактерий, отбираемых в состав заквасок для производства биопродуктов и биологически
активных добавок, обладающих лечебно-профилактическим и функциональным действием, придается такому свойству как устойчивость к антибиотикам. Из литературных
источников известно, что совместное применение антибиотиков и антибиотикоустойчивых штаммов молочнокислых и бифидобактерий способствует эффективному восстановлению нормальной микрофлоры кишечника человека уже в процессе антибиотикотерапии.
Разные штаммы и виды микроорганизмов отличаются друг от друга своей природной устойчивостью к антибиотикам. Современными достижениями генетики установлено, что мезофильные лактококки содержат от 3 до 7 плазмид, которые кодируют такие
свойства, как продуцирование антибиотических веществ и сохранение устойчивости к
антибиотикам. Однако штаммы, относящиеся к одному виду, могут проявлять различное
отношение к антибиотикам [1, 2, 3, 4].
В связи с этим представляет интерес изучение устойчивости к антибиотикам бактериальных культур и заквасок молочнокислых бактерий, отбираемых для производства
пробиотических биопродуктов.
В настоящее время вопрос о резистентности молочнокислых микроорганизмов к
антибиотикам остается актуальным, так как кисломолочные продукты употребляют огромная часть населения.
Молочнокислые стрептококки — основные компоненты микрофлоры заквасок для
творога, сметаны, простокваши, йогурта и кисломолочных напитков с плодовоягодными наполнителями. Эти бактерии играют важную роль в поддержании колонизационной резистентности, т.е. оказывают выраженную антагонистическую активность в
отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, продуцируя различные
органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины.
Поэтому цель работы – исследование резистентности молочнокислых стрептококков, наиболее часто используемых при производстве кисломолочных продуктов к антибиотикам.
В качестве объектов исследования были использованы семь видов бактериальных
концентратов и заквасок, выпущенных ООО «Барнаульской биофабрики» и ФГУП
«Экспериментальной биофабрики» (г. Углич).
1. Бактериальный концентрат молочнокислых бактерий видов:
Lactococcus lactis subsp. lactis;
Lactococcus lactis subsp. cremoris;
Lactococcus lactis subsp. diacetilactis.
2. Бактериальный концентрат молочнокислых бактерий видов:
Lactococcus lactis subsp. lactis,
Lactococcus lactis subsp. cremoris,
Lactococcus lactis subsp. diacetilactis,
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus.
3. Бактериальный концентрат для ряженки, варенца, простокваши, представляющий собой лиофильно высушенные штаммы термофильного стрептококка вида:
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus вязкой и невязкой консистенции.
4. Бактериальный концентрат термофильных молочнокислых стрептококков вида
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus вязкой консистенции.
5. Бактериальная закваска « креморис вязкий».
В состав бактериальной закваски входят мезофильные молочнокислые лактококки Lactococcus lactis subsp. cremoris вязкой консистенции.
17
6. Моновидовой концентрат универсального назначения, состоящий из Lactococcus
lactis subsp. diacetilactis;
7. Моновидовой концентрат термофильных стрептококков Streptococcus
thermophilus.
Изучение резистентности микроорганизмов заквасочных культур молочнокислых
стрептококков к антибиотикам проводили по методу серийных разведений в жидкой питательной среде и по определению отношения молочнокислых бактерий к антибиотикам
по разнице показателей титруемой кислотности.
При определении отношения к антибиотикам молочнокислых бактерий в пробирки
со стерильным обезжиренным молоком вносили исследуемую культуру (контроль) и
культуру с добавлением различных концентраций растворов антибиотиков (опыт). Пробирки термостатировали при оптимальной температуре развития исследуемой культуры
в течение 24 часов.
Об отношении штаммов молочнокислых бактерий к антибиотикам судили по разности показателей титруемой кислотности молока после культивирования контрольных
и опытных образцов. Если разница показателей титруемой кислотности составляет не
более 30 0Т, то культура устойчива, а если 30 0Т и более, то культура или закваска чувствительны к данной концентрации антибиотика.
Природная устойчивость молочнокислых стрептококков изучалось к 6-ти антибиотикам: амоксициллину, ампициллину, тетрациклину, левомицетину, нитроксолину, ципролету.
В результате анализа проведенных исследований установлено, что повышенная устойчивость к антибиотикам выражена у бактериальной закваски Lactococcus lactis subsp.
cremoris и у бактериального концентрата молочнокислых бактерий видов: Lactococcus
lactis subsp.lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp.diacetilactis и
бактериального концентрата молочнокислых бактерий видов: Lactococcus lactis
subsp.lactis, Lactococcus lactis subsp.cremoris, Lactococcus lactis subsp.diacetilactis, Streptococcus salivarius subsp.thermophilus.
Библиография
1. Артюхова С.И. Научно-экспериментальное обоснование новых биотехнологий синбиотических молочных продуктов: автореф. дис. … д-ра техн. наук / Артюхова Светлана Ивановна.
– Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 43 с.
2. Артюхова С.И., Поночевная Г.С., Свешникова А.А. Значение исследований природной
устойчивости молочнокислых бактерий и бифидобактерий при разработке новых видов биопродуктов // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – №8 (ч. 1). –
С. 96-97.
3. Бахнова Н.Б., Анищенко И.П. Новые перспективные бакконцентраты Барнаульской
биофабрики // Сыроделие и маслоделие. – 2005. – № 1. – С. 13-14.
4. Исследование свойств молочнокислых стрептококков / Т.Л. Шуляк, Т.А. Парнюк, В.Г.
Юкало, И.В. Кислач // Указатель ВИНИТИ: Депонированные научные работы. Естественные и
точные науки, техгапса. – 1991. – № 12 (242). – С. 60-61.
18
УДК 637.146.003
РАЗРАБОТКА БИОПРОДУКТА «СОЛНЕЧНЫЙ»
НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
С.И. Артюхова, К.В. Морозова
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
В настоящее время проблема полного и рационального использования молочной
сыворотки не решена во всем мире. В связи с этим создание биопродуктов на основе молочной сыворотки способствует разрешению проблемы крупномасштабной утилизации
молочной сыворотки на предприятиях, что решает проблему загрязнения сточных канализационных вод и окружающей среды и позволяет получить функциональные биопродукты.
Сывороточные белки – носители иммунных и антисептических свойств молока.
Учитывая биологическую и питательную ценность сывороточных белков, их высокие
функциональные свойства, целесообразно их применение для производства нового поколения молочных продуктов. В настоящее время белки молочной сыворотки используются при производстве детского питания, продуктов лечебного и диетического питания,
в энтеральном питании и фармакологии. Использование сывороточных белков в биотехнологии нового поколения молочных продуктов позволяет обеспечивать оптимальное
питание без увеличения объема пищи, жирового и углеводного компонентов рациона.
Биопродукты на основе молочной сыворотки с пробиотическими свойствами, в современной жизни имеют большую популярность, так как помогают организму преодолеть стрессы, повысить иммунитет и улучшить общее состояние здоровья организма.
Разработка технологии функциональных биопродуктов, содержащих молочную
сыворотку и пробиотические микроорганизмы является актуальным и эффективным
подходом в решении проблем здоровья населения.
В непереработанном виде молочная сыворотка создает экологическую опасность
для окружающей среды, так как ее загрязняющая способность превышает аналогичный
показатель для бытовых сточных вод в 500-1000 раз. Поэтому вопросы, связанные с переработкой и рациональным использованием молочной сыворотки остаются актуальными для пищевой промышленности и биотехнологии до настоящего времени [1, 2, 3, 4].
Поэтому целью научных исследований являлась разработка биотехнологии производства функционального биопродукта на основе молочной сыворотки.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:
На первом этапе была разработана рецептура биопродукта с использованием функциональных ингредиентов: пробиотических культур, молочной сыворотки, фруктового
наполнителя, витамина С, сахара, стабилизатора-пребиотика.
На втором этапе были изучены качественные показатели биопродукта и обоснованы сроки его хранения.
На заключительном этапе была проведена апробация полученного биопродукта в
условиях научно-производственной лаборатории «Прикладная Биотехнология» ОмГТУ.
Для производства биопродукта, обладающего полезными и необходимыми профилактическими, функциональными и биологическими свойствами, потребовалось провести несколько экспериментальных исследований.
В качестве пробиотических культур при разработке биопродукта использовались
молочнокислые бактерии (молочнокислые палочки в симбиозе с термофильными стрептококками). Теоретическим обоснованием использования отечественных ассоциатов
бактерий послужило то, что они относятся к доминирующим защитным родам микро19
флоры здорового человека, адаптированным для российской популяции людей, в отличие от импортных пробиотиков. Заквасочные культуры отбирались с учетом входящих в
их состав пробиотических микроорганизмов. Проведенные исследования показали, что
выбранные ассоциаты бактерий имеют высокий биотехнологический потенциал.
Количество молочнокислых бактерий в биопродукте составило 1010 КОЕ/см3.
Первое исследование проводилось на основе молока с добавлением молочной сыворотки, сахара, фруктового наполнителя и внесении бактериального консорциума с последующим культивированием.
Второе исследование включает в себя приготовление биопродукта на основе молочной сыворотки, с добавлением сахара, аскорбиновой кислоты, фруктового наполнителя и стабилизатора-пребиотика, с внесением бактериального консорциума и последующим культивированием.
Разработка и последующее производство биопродукта «Солнечный» проводились
по общей технологической схеме, включающей следующие этапы подготовку сырья: составление смеси с использованием молочной сыворотки, внесение фруктового наполнителя и стабилизатора-пребиотика, перемешивание, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, внесение микробного консорциума, перемешивание, сквашивание, охлаждение биопродукта, хранение.
Поэтапный процесс разработки нового биопродукта на основе молочной сыворотки
сопровождался анализом различных биотехнологических показателей: активной и титруемой кислотностей, оптической плотности для определения ЭПС, влагоудерживающей
и ароматобразующей способности, определения количества колониеобразующих единиц
пробиотических микроорганизмов.
Все бактериальные концентраты молочнокислых бактерий были исследованы на
устойчивость к веществам желудочно-кишечного тракта (фенолу, желчи, поваренной соли, соляной кислоте). Органолептические показатели также исследовались на каждом
этапе разработки биопродукта.
Разработанный биопродукт обладает пробиотическими свойствами, так как в его
составе имеются штаммы полезных для желудочно-кишечного тракта человека микроорганизмов, которые поддерживают жизнедеятельность естественной микрофлоры кишечника человека.
Биопродукт «Солнечный» обладает хорошими физико-химическими показателями,
высокой пищевой и биологической ценностью, а также имеет лучшие органолептические
показатели. Были проведены расчеты себестоимости биопродукта, а также его энергетической ценности. Энергетическая ценность (калорийность) биопродукта на основе молока с добавлением молочной сыворотки составила 109 ккал, а на основе молочной сыворотки – 71 ккал. Новая биотехнология производства биопродукта «Солнечный» прошла
успешную апробацию в условиях научно-производственной лаборатории «Прикладная
Биотехнология» ОмГТУ. Промышленное внедрение биопродукта «Солнечный» позволит
расширить ассортимент функциональных биопродуктов на основе молочной сыворотки
на потребительском рынке.
Библиография
1. Артюхова С.И., Гаврилова Ю.А. Использование пробиотиков и пребиотиков в биотехно-
логии производства биопродуктов: монография. – Омск:Изд-во ОмГТУ, 2010. – 112 с.
2. Артюхова С.И., Морозова К.В. Значение молочной сыворотки для здоровья человека //
Материалы IV Междунар. студ. электрон. науч. конф. «Студенческий научный форум». – Омск,
2014. – С. 3.
3. Донская Г.А., Фриденберг Г.В. Молочная сыворотка в функциональных продуктах //
Молочная промышленность. – 2013. – №6. – С. 52-54.
20
4. Храмцов А.Г., Синельников Б.М., Евдокимов И.А. и др. Научно-технические основы
биотехнологии молочных продуктов нового поколения: учеб. пособие. – Ставрополь: Изд-во
СевКавГТУ, 2002. – 118 с.
УДК 633.822:581.143.6
МИКРОКЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ
ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕЕ ВТОРИЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕ БИОПРОДУКТОВ
С.И. Артюхова, С.В. Сыксин
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Мята перечная (mentha piperita L.) – это растение из семейства губоцветных, произрастает почти повсеместно на земном шаре, главным образом в районах с умеренным
климатом, а также в Южной Африке, на Индийском архипелаге и других местах. Мята
перечная – это многолетний кустарник, выведенный человеком путем скрещивания двух
видов кустарников из семейства губоцветных, в диком виде не встречается. Родина этого
культурного растения – Англия, время рождения – XVII век. Именно с тех пор, оказавшись крайне удачным продуктом человеческого вмешательства в природу, мята начинает свое завоевание фармакологического, медицинского и кулинарного рынка мировой
экономики.
С древнейших времен люди знали полезные свойства этого растения. Археологические находки свидетельствуют, что растение было известно и выращивалось в Китае,
Японии, Индии более чем за 2000 лет до нашей эры [1]. Свойства мяты были известны в
Древнем Риме. Ароматом мяты ароматизировали воздух в помещениях, мятой опрыскивали обеденные столы, мятной водой умывались, принимали ванны. Считалось, что
аромат мяты благотворно влияет на умственные способности, поэтому венки из мяты
часто носили философы, студенты и ученики надевали их во время диспутов и прений. В настоящее время мяту широко используют в кулинарии, косметической промышленности, медицине, ароматерапии. В ароматерапии используется в основном мята перечная, мята водная, а так же мята болотная. В частности, используется свойство эфирного масла оказывать тонизирующее воздействие на организм, снимать раздражение и
зуд кожи, приводить в норму ее водно-жировой баланс. Эти свойства используются в
производящихся мазях, гелях и кремах.
В медицине в основном используют лечебные свойства мяты перечной. Мята входит в состав более чем 30 медицинских препаратов. Форма применения различна – это
таблетки, настои, мази, спреи.
К основным свойствам мяты относятся снятие спазмов сосудов, улучшение кровообращения, обезболивание, бактерицидное действие. Особенно эффективна мята при
воспалении дыхательных путей, бронхов, насморке, фарингите, заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
На основе мяты созданы препараты, облегчающие боли при стенокардии. Входящий в мяту ментол имеет свойство расширять кровеносные сосуды. Всем известный
препарат валидол содержит раствор ментола мяты. Так же масло мяты содержится в
препарате корвалол.
Мята и ее эфирные масла применяются в косметической промышленности. Ее добавляют для придания аромата в туалетные воды, бальзамы, мыло, лосьоны, мази, гели.
Мята входит в косметические препараты, снимающие зуд и раздражение кожи. Она благотворно действует на увядающую кожу, придает ей упругость, разглаживает морщины;
способствует заживлению ран, ее применяют при дерматите, сыпях.
21
При недомоганиях из листьев мяты заваривают ароматный чай, который отлично
тонизирует и расширяет сосуды. Свойства мяты определяют ее как эффективное лекарственное растение, противостоящее многим недугам [2].
Целью исследований было получение мяты перечной микроклональным размножением для дальнейшего использования ее вторичных метаболитов в разработке новых
биопродуктов, обогащенных биологически активными веществами высших растений.
В качестве объектов исследования использовали мяту перечную, полученную из
коллекции кафедры генетики и биотехнологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева
(г. Москва).
Для исследований были использованы метод апикальных меристем, микрочеренкование в условиях in vitro растительного материала [3]. Исследования проводились в условиях научно-производственной лаборатории «Прикладная биотехнология» ОмГТУ.
Ускоренное размножение пробирочных растений проводили микроразмножением,
а в последующем выращивали в условиях закрытого грунта.
Микроклональное размножение пробирочных растений осуществляют с помощью
черенкования. Такое размножение основано на подавлении апикального доминирования
и активации пазушных меристем при удалении верхушки побега. Из пазушных почек на
питательных средах образуются побеги. Растения, сформировавшие 5–6 листочков, в
стерильных условиях извлекают из пробирок и разрезают на части (отрезок стебля с листом и пазушной почкой). Черенки высаживают на глубину междоузлия в питательные
среды либо без гормонов, либо с добавлением ауксинов. Черенки культивируют в тех же
условиях, что и меристемы: при температуре 24–25оС днем и 19–20оС ночью, освещенности 5–6 кLx и продолжительности фотопериода 16 ч. Рост стебля и корней начинается
на 3–4 день после посадки на питательную среду, а полностью растения формируются
через 12–15 дней. Каждое последующее черенкование проводят через 14–20 дней. Из одного растения можно получить 5–8 черенков, а через 2–3 месяца – 3–5 тыс. черенков.
Нижнюю часть растения используют для ИФА. Растения, зараженные вирусами, бракуют, а здоровые дают начало мериклонам (меристематическим клонам) [4].
В качестве питательной среды для культивирования апикальной меристемы использовали модифицированные растворы питательной среды Мурасиге-Скуга (МС), которые включают все необходимые растениям макроэлементы, микроэлементы, а также
витамины, углеводы, фитогормоны или их синтетические аналоги. В качестве источника
углерода использовали сахарозу. В качестве ростовых регуляторов использовали кинетин, 6-бензиламинопурин (БАП) и индолилуксусную кислоту (ИУК).
Питательные среды готовили, используя маточные растворы макро- и микросолей,
витамины и фитогормоны добавляли в среду перед использованием, pH среды корректировали в пределах 5,6–5,8 с помощью 0,1H NaOH и 0,1H HCl, использовали агар «Difco».
Стерилизацию питательных сред проводили автоклавированием при 0,9 атм. в течение
40 мин. Посуду и инструменты стерилизовали в сушильном шкафу (типа SPT – 200) при
140 –180ºС в течение 3,5 ч.
В результате исследований установлено, что мята достаточно быстро вырастает на
среде Мурасиге-Скуга до 10-15 см, что позволяет пересаживать ее в условия закрытого
грунта уже на 10-14 день. А, следовательно, имеется перспектива выращивания мяты в
промышленных масштабах для дальнейшего получения БАВ.
Проведенные исследования свидетельствуют об огромных потенциальных возможностях биотехнологии получения биологически активных веществ высших растений и
использовании их в производстве новых видов биопродуктов, полезных для организма.
22
Библиография
1. Крылов Г.В. Травы жизни и их искатели. – Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1972. –
443 с.
2. Ловкова М.Я., Рабинович А.М., Пономарева С.М. и др. Почему растения лечат. – М.:
Наука, 1990. – 256 с.
3. Атабеков И.Г., Тальянский М.Э. Биотехнологические методы в безвирусном растениеводстве // Достижения с.-х. науки. – М.: Наука, 1987. – С. 26-29.
4. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobaccotissue
cultures // Physiol. Plant. – 1962. – Vol. 15. – P. 473-497.
УДК 576.852.22
АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В ОБЛАСТИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ,
СИНТЕЗИРУЮЩИХ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДЫ
С.И. Артюхова, Е.В. Моторная
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
В настоящее время качество и безопасность пищевых продуктов является одним из
основных условий сохранения здоровья населения страны.
На современном этапе развития биотехнологии особый научный и практический
интерес представляют исследования экзополисахаридов, синтезируемых молочнокислыми бактериями. Эти исследования важны потому, что производство качественных и
безопасных биопродуктов – одна из важнейших задач в производстве продуктов питания
России.
Население России нуждается в биологически полноценных, натуральных, экологически чистых пищевых продуктах, отвечающих современным требованиям науки о питании. Поэтому особое внимание уделяется биопродуктам, полученным с использованием молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды, которые улучшают
реологические показатели молочных биопродуктов и выступать в роли факторов, способствующих адгезии пробиотических микроорганизмов на стенках кишечника человека.
Особый интерес к экзополисинтезирующим культурам обусловлен тем, что на международном уровне молочнокислым бактериям, которые используются in situ, присвоен статус безопасности – GRAS, что подтверждает возможности применения этих микроорганизмов в производстве безопасных продуктов питания [1, 2, 3, 4, 5. 6, 7].
Цель исследования – проведение анализа отечественных и зарубежных исследований в области молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды.
В результате проведенного анализа было установлено, что экзополисинтезирующие (ЭПС) штаммы молочнокислых бактерий повышают устойчивость стартовых культур к бактериофагам, обладают повышенной устойчивостью к агрессивной среде благодаря наличию экзополисахаридной капсулы, которая, вероятно, служит связующим звеном при их заселении и адгезии в кишечнике. Это свойство повышает вероятность накопления таких штаммов в пищеварительном тракте человека. ЭПС штаммы молочнокислых бактерий более устойчивы к антибиотикам и высушиванию, они могут придавать
пище функциональные свойства и полезное оздоровительное воздействие. Использование штаммов-продуцентов ЭПС является бесценной альтернативой для улучшения реологических и функциональных характеристик биопродуктов.
Мировым лидером по публикациям в области исследований ЭПС молочнокислых
бактерий являются США, Нидерланды, Бельгия, Швейцария и Россия.
23
В США наиболее используемые ЭПС штаммы: Lactobacillus delbrueckii ssp.
bulgaricus Lactococcus lactis subsp.cremoris, Lactococcus lactis, Lactobacillus helveticus.
В Нидерландах более всего уделяется внимание штаммам Lactococcus lactis, а также Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus и Lactococcus lactis subsp.cremoris.
В Бельгии большая часть работ посвящена штаммам Streptococcus thermophilus, а
также используются штаммы Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus и Lactococcus lactis
subsp. cremoris.
В Швейцарии, Швеции, и Аргентине наибольший интерес у ученых вызывают
штаммы Streptococcus thermophilus.
В Канаде большинство исследований посвящено штаммам
Lactobacillus
rhamnosus.
В Испании и Мексике в основном изучают Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus.
В Италии изучают Streptococcus thermophilus, в Португалии и Финляндии –
Lactococcus lactis subsp.cremoris и Lactococcus lactis.
Научные исследования проводятся по различным направлениям изучения ЭПС –
это поиск и сравнительный анализ методов, позволяющих обнаруживать ЭПС с помощью различных методов: с применением сканирующего лазерного микроскопирования, с
использованием фенотипического и количественного анализа.
Исследования ЭПС также проводятся по генетическим исследованиям бактериальных штаммов, метаболизму и кинетике продуцирования ЭПС, по рациональным условиям культивирования штаммов, в наибольшей степени способствующих образованию полисахаридов, по определению реологических характеристик продуктов, полученных с
использованием ЭПС-культур.
Генетические исследования осуществляются по выявлению генов, ответственных
за проявление способности молочнокислых бактерий к продуцированию ЭПС, изучается
плазмидный профиль молочнокислых бактерий, способных к продуцированию ЭПС.
Лидируют в этом отношении ученые из США, Швейцарии и Нидерландов.
Проводятся исследования по проведению различных манипуляций с ДНК, мутагенезу, экспрессии генов, выделению и секвенированию генного кластера экзополисахаридов, анализу последовательности ДНК, генетическому анализу ферментов, отвечающих
за синтез ЭПС молочнокислыми бактериями.
Метаболизмом процесса продуцирования ЭПС молочнокислых бактерий и кинетикой синтеза ЭПС активно занимаются в Бельгии, Нидерландах, Швеции и США.
В Бельгии и Португалии проводятся исследования активности ферментов, участвующих в синтезе ЭПС.
В ряде таких стран, как Россия, США, Нидерланды, Швеция, Испания, Великобритания, Бельгия и других исследовалось влияние условий культивирования на синтез
ЭПС, в частности температуры, рН, питательной среды, источника азота и углерода,
времени культивирования, а также влияние ЭПС на продолжительность хранения биопродукта, вязкость, органолептические показатели, синерезис, структуру биопродукта,
фагорезистентность штаммов, при одновременном определении микробного числа, βгалактозидазной активности, титруемой и активной кислотности [2, 6].
С применением штаммов, продуцирующих ЭПС, вырабатываются йогурты, различные кисломолочные продукты, сметана и сыр. Анализ отечественной и зарубежной
научной литературы свидетельствует, что в мировой практике при производстве молочных биопродуктов активно используются культуры, продуцирующие ЭПС.
24
Библиография
1. Ботина С.Г., Рожкова И.В., Семенихина В.Ф. Использование штаммов молочнокислых
бактерий, синтезирующих экзополисахариды, в производстве кисломолочных продуктов питания // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2010. – № 1. – С. 38-40.
2. Ганина В.И., Рожкова Т.В. Анализ зарубежных исследований в области молочнокислых
бактерий, синтезирующих экзополисахариды // Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. –
№ 5-6. – С.65-66.
3. Карпунина Л.В., Бухарова Е.Н., Нурмухамбетов А.В. и др. Биологическая активность экзополисахаридов бактерий и перспективы применения // Настоящее и будущее биотехнологии в
решении проблем экологии, медицины, сельского, лесного хозяйства и промышленности: сб. тр.
науч.-практ. семинара с междунар. участием. – Ульяновск, 2011. – С. 110–111.
4. Правдивцева М.И., Горельникова Е.А., Абросимова О.В. Изучение фагоцитарной и цитокиновой активности макрофагов при действии экзополисахаридов бактерий рода Lactobacillus
// Биологически активные вещества: прошлое, настоящее, будущее: материалы всерос. симпоз. с
междунар. участ. – М., 2011. – С. 94.
5. Правдивцева М.И., Кикалова Т.П., Полукаров Е.В. Ранозаживляющие свойства экзополисахаридов бактерий рода Lactobacillus // Вавиловские чтения–2009: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Саратов, 2009. – С. 292–293.
6. Рожкова Т.В. Биотехнология стартовых культур на основе молочнокислых бактерий,
синтезирующих полисахариды: дис. … канд. техн. наук. – М., 2006. – 159 с.
7. Jung S.W., Kim W.J., Lee K.G. et al. Fermentation characteristics of exopolysaccharideproducing lactis acid bacteria from sourdough and assessment of the isolates for industrial potential // J.
Microbiol. Biotechnol. – 2008. – Jul., N 18 (7).
УДК 579.872.1
ИЗУЧЕНИЕ АНТАГОНИСТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ
Р.Б. Аюшеева, И.С. Хамагаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В настоящее время перспективным направлением в производстве хлебобулочных
изделий функционального назначения является использование натуральных обогатителей – различных видов полезных микроорганизмов. Важнейшим условием получения
ржаного хлеба хорошего качества является доведение теста до требуемой кислотности,
что обеспечивается использованием биологических заквасок на основе различных микроорганизмов.
Особый интерес приобрели исследования, связанные с использованием в качестве
защитного барьера от микробиологической порчи пищевых продуктов веществ микробного происхождения.
Цель работы – исследование антагонистической активности бифидобактерий и
пропионовокислых бактерий по отношению к спорообразующей микрофлоре, которая
вызывает микробиологическую порчу хлеба.
Проблема микробиологической устойчивости хлеба включает в себя решение целого ряда вопросов, и в первую очередь – предотвращения заболевания хлеба «картофельной болезнью». В технологической цепи «мука–хлеб» должна действовать комплексная
система повышения микробиологической устойчивости хлебобулочных изделий, включающая в себя: использование современных методов контроля сырья и готовой продукции, эффективных способов предотвращения микробиологического инфицирования
производственных помещений, полуфабрикатов и готовых изделий, применение санитарно-гигиенических мероприятий.
25
Диаметр зон подавления роста
тест-культур, мм
Микрофлора готовых изделий хлебопекарного производства состоит в основном из
микроорганизмов, развивающихся на поверхности хлеба (плесеней) и внутри него (споровых бактерий). В связи с этим наиболее распространены следующие два вида микробиологической порчи хлебобулочных изделий – «картофельная болезнь» хлеба и плесневение хлеба.
Температура выпечки достаточно высока 250-300оС на поверхности и 90–95оС внутри изделия, поэтому на выходе из печи в мякише хлеба в жизнеспособном состоянии
остаются только споры бактерий, попадающие туда вместе с сырьем, а поверхность
хлеба практически стерильна. Споры плесневых грибов попадают на поверхность изделий только при контакте с окружающей средой производственного помещения.
Одним из наиболее перспективных методов защиты хлеба от «картофельной болезни» является использование заквасок на чистых культурах микроорганизмов, подавляющих в хлебе развитие споровой микрофлоры.
Наши исследования были посвящены изучению антагонистической активности
различных штаммов бифидобактерий и пропионовокислых бактерий по отношению к
типовым штаммам Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus. В качестве контроля был взят
лактобактерин для жидких заквасок, который является давно и широко используемым в
хлебопекарном производстве микробным препаратом для приготовления заквасок.
Антагонистическую активность определяли методом диффузии в агар с помощью
бумажных дисков. Полученные результаты представлены на рисунке.
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
B.subtilis
4
5
6
7
B.mesentericus
1 – контроль (закваска лактобактерина);
2 – P. freudenreichii subsp. fredenreichii АС-2500;
3 – P. freudenreichii subsp. shermanii АС-85;
4 – P. freudenreichii subsp. shermanii АС-2503;
5 – P. cyclohexanicum Kusano АС-2259
6 – P. cyclohexanicum Kusano АС-2260
7 – Bifidobacterium longum B379M
Рисунок – Антагонистическая активность
бифидобактерий и пропионовокислых бактерий
Результаты исследований, представленные на рисунке, показали, что антагонистическая активность исследуемых микроорганизмов оказалась существенно выше, чем у
контроля, который является широко используемым микробным препаратом в хлебопекарном производстве.
26
Следует отметить, что наибольший антагонистический эффект по отношению к
споровой микрофлоре оказывают штаммы пропионовокислых бактерий P. freudenrichii
subsp. fredenreichii АС-2500 и P. freudenrichii subsp. shermanii АС-85. Бифидобактерии
обладают меньшей антагонистической активностью по сравнению с данными штаммами,
но не уступают остальным исследованным микроорганизмам.
Антагонизм бифидобактерий и пропионовокислых бактерий к Bac. mesentericus и
Bac.subtilis обусловлен специфическими и неспецифическими факторами. К последним
относят способность бактерий образовывать органические кислоты, в частности. молочную и пропионовую. К специфическим факторам относят образование антибиотических
веществ различной природы, оказывающих угнетающее действие на споровую микрофлору муки.
Пропионовая и муравьиная кислоты, бактериоцины (высокомолекулярные соединения, различающиеся свойствами и отличающиеся более узким спектром антибактериального действия), синтезируемые пропионовокислыми бактериями, оказывают максимальное ингибирующее действие на развитие споровых бактерий, подавляя флавиновые
ферменты дыхательного цикла.
Таким образом, наиболее перспективными штаммами для борьбы со спорообразующими микроорганизмами являются следующие культуры – P.freudenrichii subsp.
fredenreichii АС-2500, P.freudenrichii subsp. shermanii АС-85 и Bifidobacterium longum
B379M.
УДК 637.514.92/637.041
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СЕРДЦА ЯКА
Б.А. Баженова, Ю.Ю. Забалуева, Т.М. Бадмаева, А.Е. Будаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Эффективное развитие мясоперерабатывающей промышленности связано с рациональной переработкой и максимальным использованием имеющихся белоксодержащих
реcурсов на основе малоотходных технологий и снижением себестоимости продукции.
В связи с этим особое знaчение приобретает вопрос повышения эффективности
применения в производстве мясных изделий побочных продуктов убоя, например, субпродуктов I категории (языки, печень, почки, мозги, сердце), имеющих высокую пищевую ценность. Кроме того, субпродукты сельскохозяйственных животных являются потенциальным резервом белка при производстве продуктов питания.
Однако в литературе не найденo информации о пищевой ценности субпродуктов
яка бурятского экотипа с целью изготовления из них готовых продуктов. Як – это сильное животное, крепкого телосложения, по внешнему виду резко отличается от обычного
крупнoго рогатого скота. Он имеет большую оброслость шерстным покровом, горб в области холки, своеобразный хвост, короткую узкую шею, сильную развитую грудную
клетку. Яки более приземисты, чем обычный скот, лoб у них крепкий и широкий, рога
находятся на самом заднем углу черепа.
Интенсивное рaзвитие яководства является одним из путей более полного и рационального использования местных продовольственных ресурсов, а также может
спoсобствовать увеличению конкурентной способности мясных продуктов на продовольственном рынке [1].
При убое и переработке яка остается много пищевых субпродуктов. Эффективное
развитие мясной перерабатывающей промышленности связано с рациональной переработкой и максимальным использованием имеющихся белоксодержащих ресурсов на ос27
нове малоотходных технологий и снижении себестоимости продукции. Особое значение
приобретает вопрос повышения эффективности применения в колбасном производстве
субпродуктов I и II категорий.
Поэтому разработка технологии производства мясосодержащих изделий из субпродуктов яка бурятской породы, в частности сердца, сегодня является перспективной и актуальной.
Цель работы заключалась в исследовании химического состава сердца яка бурятской породы.
Объектом исследования служило сердце яка после охлаждения. В ходе эксперимента исследовали массовую долю влаги, общего белка, жира, золы, уровень коллагена
[2].
Для анализа соотношения и количества субпродуктов яков был определен выход
сопутствующих убою продуктов. В таблице 1 представлены результаты выхода субпродуктов яка.
Таблица 1 – Выход субпродуктов к живой массе скота
Вид
животного
Як
печень
кг
2,74
%
1,39
Выхoд субпродуктов
сердце
почки
легкие
кг
%
кг
%
кг
%
1,17
0,51
0,64
0,32
2,01 1,01
рубец
кг
%
7,59
3,69
Данные таблицы 1 свидетельствуют o достаточно высоком выходе субпродуктов
при убое и разделке яка. Следует отметить, что из субпродуктов первой категории выход
сердца составляет 0,51% от живой массы скота.
Сравнительный анализ химического состава сердца яка бурятского экотипа, крупного рогатого скота и лошадей приведен в таблице 2.
Таблица 2 – Химический соcтав сердца
Содержание, %
яка
Влаги
Общего белка
Жира
Золы
Экстрактивных веществ
Гликоген
* литературные данные [3].
73,20-77,05
17,95-20,45
4,25-4,81
0,70-1,60
2,5
-
Сердце
крупного рогатого
скота
78,00-79,00
13,50-15,00
3,00-3,50
1,00-1,50
2,0-3,4
-
лощадей*
77,5-78,2
19,50-21,00
1,80-8,80
0,90-1,10
3,0
Результаты исследований показали, что сердце яка отличается высоким содержанием белка (17,95-20,45 %). Массовая доля белка сердца яка приблизительно одинакова с
сердцем лошадей и выше на 5% по сравнению с сердцем крупного рогатого скота. Содержание жира у сердца яка невысокое (4,5%), как и у сердца крупного рогатого скота.
Особых различий в массовой доле экстрактивных веществ между сердцем яка и крупного рогатого скота не выявлено.
В работе были также проведены исследования по изучению содержания коллагена
в субпродуктах яка. Выявлено, что уровень коллагена от общего белка в сердце яка незначителен и составляет 18-18,5%.
28
Таким образом, результаты экспериментальных исследований показали, что сердце
яка бурятской породы имеет высокую пищевую ценность и является перспективным
сырьем для создания продуктов нового поколения.
Библиография
1. Баженова Б.А., Колесникова Н.В., Вторушина И.А. и др. Особенности технологических свойств мяса яков бурятского экотипа // Все о мясе. – 2012. – № 3. – С. 18-20.
2. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясопродуктов.
– М.: Изд-во КолосС, 2001. – 376 с.
3. Развитие мясного табунного коневодства в России: метод. рекомендации. – М.: Изд-во
ФГНУ «Росинформагротех», 2007. – 176 с.
УДК 602.4: 676.16
ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА
Н.С. Балдаев, A.В. Пятых
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Одним из перспективных направлений переработки органических отходов птицеводства является их биохимическое преобразование путем анаэробного сбраживания в
биореакторах-метантенках. В биогазовой установке происходит переработка помета с
получением горючего биогаза, который можно использовать в любых бытовых газовых
приборах, и высококачественного удобрения – биошлама, применение которого увеличит продуктивность земель на 10 -30% [1].
Для роста и жизнедеятельности метановых бактерий необходимо наличие в сырье
органических и минеральных питательных веществ, а помет содержит большое количество органических веществ и является благоприятной средой для развития различных
видов микробов.
Цель работы – оптимизация состава питательной среды для получения биогаза
Материалы и методы исследования
В качестве основного сырья для исследований был взят птичий помет с УланУдэнской птицефабрики.
Для определения основных физико-химических показателей птичьего помета использовались общепринятые методы исследования.
Определение влажности помета основано на измерении определенной массы до и
после полного высушивания в сушильном шкафу при 100-105°С.
Coдержaниe летучих жирных кислот (ЛЖК) определяли по ГОСТ 31470-2012.
Результаты исследований и их обсуждения
Одним из важнейших факторов, влияющих на метановое брожение, является соотношение углерода и азота в перерабатываемом сырье. Если соотношение C/N чрезмерно
велико, то недостаток азота будет служить фактором, ограничивающим процесс метанового брожения, подавляя рост и развитие метано- и кислотообразующих бактерий, взаимодействующих в анабиозе. Если же соотношение слишком мало, то образуется такое
большое количество аммиака, что он становится токсичным для бактерий [3].
Проведенные физико-химические анализы показали, что соотношение C/N в птичьем помете с Улан-Удэнской птицефабрики составляет 6:1. По литературным данным
наибольший выход биогаза при уровне соотношения углерода и азота от 10 до 20, где
29
оптимум колеблется от типа сырья [2, 3]. Для достижения оптимального соотношения
C/N следует ввести дополнительный источник углерода. В качестве дополнительного
источника углерода был использован некондиционный картофель.
Опыты по перегонке с паром пометной и картофельно-пометной смесей через несколько суток выдержки показали, что в случае с пометной смесью конденсат имеет щелочную реакцию, а в случае с картофельно-пометной смесью – кислую. Щелочная реакция обусловлена наличием аммиака, что говорит о низком значении соотношения C:N.
Кислая реакция обусловлена наличием ЛЖК, что говорит о прохождении одного из этапов метаногенеза. Это подтверждается горением образовавшегося газа.
Библиография
1. Сельскохозяйственная биотехнология / под ред. B.C. Шевелухи. – М.: Высшая школа,
2003. – 469 с.
2. Баадер В., Донэ Е., Брендерфельд М. Биогаз – теория и практика. – М., 1982. – 147 с.
3. Веденев A.Г., Веденева Т.А. Биогазовые технологии в Кыргызской Республике. – Бишкек: Евро, 2006. – 90 с.
4. Ермаков А.Л. Методы биохимического исследования растений. – М.: Агропромиздат,
1987. – 258 с.
ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ
РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ОТ ПРИРОДЫ ИОНОВ
Ф.П. Балдынова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Для характеристики растворов электролитов используется понятие удельной электропроводности. На электропроводность растворов влияет природа и концентрация
электролита, вязкость, диэлектрическая проницаемость растворителя и температура.
Концентрационная зависимость удельной электропроводности характеризуется
максимумом для ряда электролитов. Уменьшение электрической проводимости растворов в области высоких концентраций обусловлено усилением межионных взаимодействий и образованием ионных ассоциатов [1].
Общие закономерности в том, что у концентрационных зависимостей галогенидов
щелочных металлов максимум удельной электропроводности сдвигается к высоким концентрациям в ряду Na - К - Rb - СS. То же самое наблюдается у карбонатов и нитратов
щелочных металлов. Так, у LiCl максимум удельной электропроводности наблюдается
при 20%, CsBr – 40%, у К2СО3 максимум соответствует 40%, а у КЬгСОз и CS2CO3 –
50%. У LiNOj максимум удельной электропроводности соответствует 30%, у Rb2S04 и
CS2SO4, как и у Na2W04 и Na2Mo04 – максимума нет. У Na2Cr04 – 33%. Максимум
удельной электропроводности у Н4Р2О7 при 21 %, ау К4Р2О7 – 60% [1].
Увеличение радиуса ионов в ряду К - Rb - Cs приводит к уменьщению удельной
электропроводности, а в ряду Li - Na - К – к увеличению удельной электропроводности.
Возможно, это связано с электронной структурой иона (табл.).
30
Таблица – Зависимость к от природы ионов (Т=20 °С, с=10%, И
Таким образом, чем больше размеры ионов, тем меньше электростатические силы
между катионами и анионами, вызывающие их ассоциацию и спад электрической проводимости раствора.
Библиография
1. Балдынова Ф.П., Максимова И.Н., Пак Ч.С. и др. Свойства электролитов: справочник.
2 изд. – Улан-Удэ, 2010. – С. 117.
ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ
НА РОСТ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ
Ф.П. Балдынова, А.В. Осипова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Цель данной работы – изучение влияния бентонитовой глины на рост биомассы
пропионовокислых бактерий в творожной сыворотке в присутствии череды трехраздельной.
Объектами исследования служили чистые культуры Propi-onicum Shermani, бентонитовая глина, череда трехраздельная.
Бентонитовая глина – это особый сорт глины, в его состав входит более 70 % минерала, относящегося к группе монтмориллонита. В него, кроме монтмориллонита, входят
другие минералы: лимонит, ильменит, рутил, ставролит, магнетит, хромит, лейкоксен,
циркон, эпидот, турмалин, дистен, гранат и другие минералы, содержащие макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Бентонитовая глина обладает высокой адсорбционной способностью, способностью к ионному обмену.
Ферментирование проводили в пастеризованной осветленной творожной сыворотке, в нее добавляли измельченную череду трехраздельную и бентонитовую глину. В качестве контроля использовали пастеризованную осветленную творожную сыворотку.
При ферментировании чистой культуры Propionicum Shermani в осветленной творожной сыворотке в присутствии череды трехраздельной количество жизнеспособных
клеток через 24 ч составляло 40•108 КОЕ/см3, тогда как в контроле за такой же промежуток времени количество клеток достигало 140 •108 КОЕ/см3 (рис.).
Для изучения влияния бентонитовой глины на рост пропионовокислых бактерий в
творожной сыворотке в присутствии череды трехраздельной на основании ранее проведенных исследований было выбрано оптимальное количество глины, стимулирующее
рост пропиновокислых бактерий – 50% от массы среды.
В связи с этим было предположено, что добавление бентонитовой глины в осветленную творожную сыворотку в присутствии череды трехраздельной повышает стрессоустойчивость пропионовокислых бактерий.
31
8
0
Рисунок
Ферментирование чистой культуры Propionicum Shermani в творожной сыворотке в
присутствии череды трехраздельной с добавлением бентонитовой глины показало увеличение количества жизнеспособных клеток до 180•108 КОЕ/см3 (см. рис.).
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что внесение
бентонитовой глины при ферментировании осветленной творожной сыворотки с чередой
трехраздельной чистой культурой Propionicum Shermani стимулирует рост бактерий.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕМЯН ОБЛЕПИХИ
ПРИ СОЗДАНИИ МАСЛОЖИРОВЫХ ЭМУЛЬСИЙ
А.М. Золотарева, Нямдорж Болорцэцэг, Т.Д. Сультимова, Е.И. Чебунина
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В рамках развития концепции рационального питания сформировалось новое
направление в науке – функциональное питание, которое включает разработку
теоретических основ приозводства и потребления функциональных продуктов. В
настоящее время рынок продуктов функционального питания стремительно
формируется в России. Перед пищевой промышленностью стоит задача оптимизации
рациона населения и создания качественно новых пищевых продуктов общего и
специального назначения с направленным изменением химического состава, продуктов
лечебно-профилактического назначения для профилактики различных заболеваний и
укрепления защитных функций организма.
Технология обогащения пищевых продуктов микронутриентами в основном
базируется на процессе смешивания. Посольку микронутриенты являются минорными
компонентами рецептурной массы, основная проблема заключается в равномерном
распределении микроколичеств добавки по массе обогащаемого продукта. В
зависимости от вида технологического процесса производства пищевых продукта
разработаны различные технологии внесения микродобавок (готовых премиксов, смесей
витаминов и минеральных веществ, экстрактов лекарственных трав или препаратов
растительного приосхождения).
В районах Сибири и Монголии промышленной ягодной культурой является облепиха. Облепиховые семена – один из побочных продуктов переработки ягод облепихи
при производстве масла, сока, пасты, напитков. Будучи природным концентратом биоло32
гически активных веществ, семена облепихи используются недостаточно. Химический
состав семян облепихи приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав семян облепихи
Показатели
Белки, %
Липиды, %
Углеводы, %
Клетчатка
Пектин
Крахмал
Моно- дисахара, в т.ч. редуцирующие
Флавоноиды, %
Токоферолы, мг/100г
Каротиноиды, мг %
Аскорбиновая кислота, мг, %
Тиамин, мг,%
Рибофламин, мг,%
Содержание
25,06-+1,34
15,45-+1,54
25,67-+2,12
18,21-+0,68
3,46-+0,07
1,71-+0,57
2,29-+0,57
1,54-+0,07
84,01-+ 23,53
4,25
6,51-+0,32
1,02-+0,04
0,25-+0,01
Анализ химического состава семян облепихи показывает, что в них содержится
значительное количество липидов, что обусловливает наличие жирорастворимых биологически активных веществ, в том числе токоферолов, проявляющих антиокислительные
свойства.
На долю углеводов в семянах облепихи приходится 25%, причем установлено, что
более 3% от общего содержания углеводов представлено пектиновыми веществами.
Поскольку известно, что пектиновые вещества являются природными стабилизаторами,
представляло интерес изучение возможности изпользования их для стабилизации
эмульсии.
В эксперименте была изучена возможность использования облепихового семян в
масложировых эмульсиях.
Назревшая проблема создания продуктов для профилактического питания вызвала
необходимость оптимизации рецептурных композиций и технологических решений при
изготовлении жировых эмульсий. Многокомпонентность состава эмульсий позволяет
широко варьировать рецептурную композицию, использовать ингредиенты, повышающие биологическую ценность готового продукта.
Основным дефектом эмульсии является ее расслаивание, в результате чего из массы выделяется жир. Расслаивание является следствием разрушения эмульсии. Сущность
этого процесса состоит в нарушении целостности протеиновых оболочек эмульгатора
вокруг диспергированных капелек жира под действием неблагоприятных факторов: резких перепадов температур хранения, несоблюдения температурного режима и др. При
этом отдельные капли масла, не ограниченные оболочками эмульгатора, сливаются, выделяется слой масла, происходит расслоение. Введение функциональной добавки улучшает структурно-механические свойства.
Функциональным масложировым эмульсионным продуктом можно считать тот
продукт, который решает следующие задачи:
– полная или частичная замена традиционных ингредиентов альтернативным
сырьем;
– обогащение эмульсии водо- и жирорастворимыми биологически активными
веществами натурального происхождения.
33
Новыми направлениями в создании эмульсии продукции является введение в
рецептуры добавок, полезных для здоровья человека. В соответствии с теорией
здорового питания, пищевые пропукты, потребляемые человеком, должны содержать
функциональные ингредиенты, позволяющие человеческому организму противостоять
болезням, замедлять процессы старения, снижать влияние неблагоприятной
экологической обстановки, укреплять иммунную систему человека и поддерживать
здоровье.
В эксперименте была изучена возможность исполькования в качестве
функциональной добавки муки из семян облепихи (МСО), которую вводили в
количестве 0,5; 1,0; 1,5% взамен воды.
Эмульсии представляет собой концентрированную систему растительного масла,
яичного желтка, муки из семян облепихи. Микроструктура эмульсии была изучена по
микрофотографиям (рис.), полученными при помощи микроскопа «Альтами» с
кратностью увеличения 600.
контроль МСО
0,5% МСО
1% МСО
1,5% МСО
Рисунок – Жировые шарики в эмульсии
Микроскопический анализ опытных образцов эмульсии при увеличении в 600 раз
показал, что основная масса жировых шариков имела размеры 5-8 мкм. Результаты
подсчета распределения жировых шариков по размерам приведены в таблице 2.
Качество эмульсионной системы можно характеризовать по размеру частиц
дисперсной фазы. Чем меньше размер, тем более устойчивой считается эмульсия.
Анализ данных показывает, что наименьшее содержание крупных фракций
наблюдается в опытных образцах эмульсии с МСО в количестве 1,0; 1,5%. Наиболее
стойкой эмульсией обладает образец с МСО в количестве 1,0%, так как размер жировых
шариков меньше, чем в других образцах. Поэтому можно сделать вывод, что введение
34
МСО позволяет уменьшить размер жировых шариков и их распределение, что облегчает
и ускоряет разведение сухих продуктов в воде.
Таблица 2 – Распределение жировых шариков по размерам
Количества
внесенной
добавки
Контроль
0,5%
1%
1,5%
Наименование
показателя
Количество n, шт.
Частость, n/N
Количество n, шт.
Частость, n/N
Количество n, шт.
Частость, n/N
Количество n, шт.
Частость, n/N
Интервалы размеров жировых шариков, мкм
2-5
5-8
8-11
11-14
Более 14
3
0.07
11
0.275
8
0.19
9
0.155
16
0.38
9
0.225
20
0.476
21
0.362
10
0.238
6
0.15
10
0.238
19
0.328
9
0.214
7
0.175
3
0.071
8
0.138
4
0.095
7
0.175
1
0.024
1
0.017
∑n
42
1
40
1
42
1
58
1
По фотографиям видно, что размеры жировых шариков уменьшаются в соответствии с внесением в эмульсию муки из семян облепихи.
При эмульгировании растительное масло образует мельчайшие жировые шарики,
которые обволакиваются тончайшим слоем частиц яичного желтка, что препятствует
быстрому разрушению этих шариков. Чем меньшими в результате взбивания получаются жировые шарики, тем прочнее эмульсия.
Введение муки из семян облепихи, в химическом составе которых содержится порядка 20% пищевых волокон, в том числе пектинов, обусловливает стабильность эмульсий. Эмульсии, полученные по заявляемой рецептуре, отличаются стабильной консистенцией, которая сохраняется в течение всего гарантийного срока хранения и пролонгированным сроком хранения за счет введения природных антиоксидантов.
Библиография
1. Дзюбилияский Р.Н. Масложировая промышленность России // Масложировая
промышленность. – 2003. – № 1. – С. 6-8.
2. Удалова Л.П., Мамонова С.В. Экспертиза пищевых жиров: учеб.-метод. пособие. –
Белгород: Кооперативное образование, 2003. – 109 с.
3. Золотарева А.М., Белых А.M., Чиркина Т.Ф. и др. Плоды – ягодное сырье сибирского
сада и его пищевая ценность / РАСХ. Сиб.одт-ние. НЗПЯРОС им. И.В. Мичурина. – Новосибирск, 2004.– 204 с.
4. Золотарева А.М. Научные основы биотрансформации облепихового сырья: монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. – 232 с.
5. Золотарева А.М., Чиркина Т.Ф. Вторичные сырьевые ресурсы З 802 переработки растительного сырья: учеб. пособие. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2011. – 130 c.
6. Ranjith A., Kumar K.S., Venugopalan V.V. et al. Fatty acids, tocols and caratenoides in pulp
oil of three Sea Buckthorn species (H. rhamnoides, H. salicifolia, and H. tibetana) grown in the Indian
Himalayas // Journal of the American Oil Chemists’ Society. – 2006. – N 83. – P. 359–384;Vincze I.,
Baґnyai-Stefanovits Eґ ., Vatai G. Concentration of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) juice
with membrane separation // Separation and Purification Technology. – 2007. – N 57 (3). – P. 455–460.
7. Xing J., Yang B., Dong Y. et al. Effects of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) seed
and pulp oils on experimental models of gastric ulcer in rats // Fitoterapia. – 2002. – N 73 (7–8). –
P. 644–650.
35
УДК637.521.5:612.392.64
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЙОДИРОВАННОГО АРАБИНОГАЛАКТАНА
В ПРОИЗВОДСТВЕ МЯСОПРОДУКТОВ
И.В. Брянская, Н.И. Гомбожапова, С.Ю. Лескова, М.Ц. Гармаев
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Питание – один из важнейших факторов, определяющих здоровье населения, поэтому разработка новых технологических процессов и поликомпонентных рецептур, стабилизирующих
качество и биологическую ценность продуктов, является основным направлением научных исследований. Традиционное применение пищевых добавок и биологически активных добавок к
пище предусматривает коррекцию продуктов питания с точки зрения полезности для здоровья
человека.
В настоящее время йодную недостаточность невозможно искоренить – это стабильный
природный феномен, но его можно скорректировать. Для этого человек постоянно должен получать йод через продукты питания. Республика Бурятия является очагом зобной эпидемии. Для
удовлетворения потребности в этом микроэлементе необходимо расширить ассортимент пищевых продуктов, в частности мясных.
Учитывая высокую степень летучести йода простое введение его в пищевые продукты неэффективно, поэтому необходим носитель, с которым йод был бы связан.
Иркутским институтом химии им. А.Е. Фаворского СО РАН была разработана биологически активная добавка арабиногалактан (АГ) – высоко-разветвленный полисахарид, содержащийся в большом количестве в древесине хвойных пород (ТУ 9363-02139094141-08), который обладает хорошими влагосвязывающими, эмульгирующими и
особенно стабилизационными свойствами, что делает его использование перспективным
в пищевой промышлености [1, 2].
В представленной работе объектами исследования служили котлетные фарши и готовый продукт из них. В качестве контроля были приняты котлеты «Московские».
При введении йодида калия в пищевые продукты элемент улетучивается на любой
стадии обработки. Поэтому дальнейшие исследования направлены на изучение способности АГ связывать йод в гидратированном виде и в составе ЖЭ. Доза введения йода
рассчитана исходя из нормы суточного потребления этого микроэлемента. При внесении
АГ в гидратированном виде йодид калия вносили в суспензию, в опыте с ЖЭ йод растворяли в рецептурной воде.
На первом этапе установили оптимальные дозы введения АГ в гидратированном
виде в котлетный фарш – 5 % или в составе жировых эмульсий (ЖЭ) с содержанием 6-8
частей АГ (23-29 % АГ к массе эмульсий) [3].
Результаты исследований способности АГ связывать йод в гидратированном виде и
в составе ЖЭ показали, что он способен удерживать до 70 % йода от внесенного. Таким
образом, целесообразно использовать АГ не только для обогащения продуктов пищевыми волокнами, но и как основу, которая связывает минеральные добавки, в частности
йод (табл. 1).
Таблица 1 – Содержание йода в исследуемых образцах
Показатели
мкг %
Гидратированный АГ
ЖЭ с АГ
130
144
36
Степень связывания йода
% от внесенного
65
72
На следующем этапе эксперимента арабиногалактан, обогащенный йодом, вводили
в котлетный фарш.
Остаточное содержание йода в котлетном полуфабрикате и готовом продукте
представлено в таблице 2.
Таблица 2 – Остаточное содержание йода в образцах
Остаточное содержание йода
Образцы
Опыт 1 с йодированным АГ
Опыт 2 с йодированной ЖЭ с АГ
в котлетном полуфабрикате
мкг %
% от
внесенного
112
56
124
62
в готовом продукте
мкг %
% от
внесенного
70
35
78
39
Из таблицы видно, что наиболее высокая сохраняемость йода в фарше с йодированной эмульсией с арабиногалактаном. При тепловой обработке котлет острым паром
потери йода приближаются к 50 % от его содержания в фарше.
Таким образом, установлено, что остаточное содержание йода в котлетах с АГ не
менее 35 % от внесенного количества, а содержание пищевых волокон около 3 %.
Органолептическая оценка котлет, проведенная по по 9-балльной шкале, показала,
что опытные образцы не уступают контролю по вкусу, аромату, цвету и превосходят его
по консистенции и сочности.
Наилучшую органолептическую оценку (8,4 балла) получили котлеты с ЖЭ 8
(«Здоровье»). Массовая доля влаги в котлетах «Здоровье» выше контроля на 4 %, поэтому они имели нежную консистенцию и были сочными. При этом консистенция отличалась монолитностью, которую обеспечивает АГ. Выход опытных образцов выше на 6
% по сравнению с контролем.
Соотношение Ж:Б в новом продукте 1:0,8, что отвечает рекомендациям здорового и
рационального питания, в то время как в контроле это соотношение 1,0:1,3. Энергетическая ценность 100 г котлет «Здоровье» составляет 162,0 ккал, это на 40 ккал меньше контроля.
На примере котлет «Здоровье» доказано, что замена натурального шпика эмульсией
с йодированным АГ дает возможность получить более здоровый продукт пониженной
жирности, обогащенный пищевыми волокнами и йодом.
Библиография
1. Медведева Е.Н., Бабкин В.А., Остроухова Л.А. Арабиногалактан лиственницы – свойства и перспективы использования (обзор) // Химия растительного сырья. – 2003. – № 1. – С. 27-37.
2. Брянская И.В., Гомбожапова Н.И., Медведева Е.Н. Использование арабиногалактана в
производстве продуктов из конины // Сб. науч. тр. Серия: Биотехнология. – Улан-Удэ: Изд-во
ВСГУТУ, 2012. – Вып. 18. – С.11-14.
3. Брянская И.В., Гомбожапова Н.И. Исследование функционально-технологических
свойств жировых эмульсий с арабиногалактаном // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. – Улан-Удэ: Издво ВСГУТУ, 2012. – С. 141-143.
37
ПРОГРАММА РАСЧЕТА ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
БИОТЕСТОВОЙ РЕАКЦИИ ТЕРМОТАКСИСА ИНФУЗОРИЙ
А.Н. Величко, И.С. Захаров, Е.Р. Сутырина, Ю.В. Куликова,
В.С. Трофимова, Ю.Л. Трушкова
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
им. В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ», г. Санкт-Петербург, Россия
Актуальность
Важной проблемой создания биотестовой аппаратуры является необходимость разработки математических моделей тест-реакций организмов. При этом модели должны
позволять описывать экспрессные популяционные тест-реакции микроорганизмов, которые повышают статистическую достоверность результатов тестирования, обосновывать
выделение информативного параметра тест-реакции, отражающего воздействие на нее
токсичных факторов, а также давать возможность получать характеристики для определения токсичности среды [4].
В настоящее время широко исследуется реакция организмов на изменение диапазона комфортных температур, так называемой тест-реакции термотаксиса [1, 2, 5, 6]. Исследования показали возможность обнаружения с помощью термотаксиса инфузорий
вредных факторов в среде [1, 2]. Наиболее широко используется для изучения термотаксиса метод Гертера [3], основанный на выявлении диапазона комфортных температур
при движении организмов в условиях температурного градиента.
При исследовании термотаксиса инфузорий требуется обрабатывать множество
цифровых снимков, что обусловливает необходимость автоматизации процесса выделения информативных параметров.
Цель и задачи исследования
Цель данной работы – разработка программы математической модели тест-реакции
термотаксиса одноклеточных.
В задачи исследования входило изучение подхода к моделированию разновидностей популяционного движения организмов на базе модели клеточных автоматов, построение алгоритма и программы дискретной модели клеточных автоматов, отражающей
разновидности популяционного движения организмов.
Математическая модель термотаксиса инфузорий
Ранее разработанная математическая модель термотаксиса инфузорий ЗахароваВеличко [5, 6] основывалась на результатах цифровой обработки видеоснимков популяции инфузорий-туфелек, полученных при расположении зоны комфортных температур
справа.
Авторы в статье [5] предложили в качестве первого этапа моделирования клеточную рекуррентную модель, позволяющую получать распределения клеток по ячейкам при изменении расположения зон комфортной температуры с помощью коэффициентов переходов (прямых и обратных) клеток из одной ячейки (аналог зоны кюветы) в другую. Для
того, чтобы получить возможность при исследовании термотаксиса опираться на результаты эксперимента, в статье [6] описаны методы преобразования данных, полученных с
помощью цифровых изображений термотаксиса в коэффициенты модели.
Обобщенная формула для коэффициентов имеет следующий вид:
p
Ni ( j  1)  Nij
,
i 1 Ni ( j  1)
 pj  
(1)
где Nij и Ni(j-1) – количество клеток в ячейке i при j и (j-1) отсчете соответственно; р – количество ячеек в модели.
38
Рисунок – Программа подсчета математических параметров
39
Программный комплекс выявления информативных параметров тест-реакции
термотаксиса
При исследовании биологического фактора, влияющего на терморегуляцию инфузорий, потребовалось обрабатывать большие массивы информации (70 видеозаписей объемом 90 Гб, из которых выделялись фрагменты для расчета информативных параметров).
Запуск программы происходил при помощи загрузки матрицы размерностью 9*20 в
формате *.xls, в которой отображаются суммы яркостей пикселей вертикальных цифровых снимков, снятых с периодичностью 0,5 мин в течение 4 мин.
После запуска интерактивной системы MATLAB и загрузки разработанного программного комплекса появляется окно (рис.), содержащее 17 окон для вывода изображений, 1 кнопку и 8 полей для вывода данных. Кнопка «Выберите файл» инициализируется
окно «Обзор папок».
Для распределения популяции P. caudatum при термотаксисе, полученных после
цифровой обработки его снимков, моделирование позволяет получить полиномы коэффициентов перехода с величиной достоверности аппроксимации r=0,91…0,94, описывающие распределение частиц по ячейкам.
Вывод
В статье приведена компьютерная программа расчета информативных признаков,
отражающих терморегуляцию инфузорий, которая позволяет обрабатывать графики суммарной яркости пикселей вертикальных, рассчитывать коэффициенты перехода по заданной модели и выводить графики коэффициентов с расчетом функции тренда. Разработанная программа дает возможность выявить процессы самоорганизации термотаксиса инфузорий и может быть использована для количественной оценки термотаксической реакции.
Библиография
1. Gordon C.J. Temperature and toxicology : an integrative, comparative, and environmental approach // CRC Press. – 2005. – P. 256-257, 338.
2. Malvin G.M. [et al]. Nitric Oxide Production and Thermoregulation in Paramecium caudatum //
ActaProtozoologica – Internation Journal on Protistology. – 2003. – Р. 42: 259 – 267.
3. Herter
К.
Untersuchungen
über
den
temperatursinneinigerinsekten
//
AusdemzoologischenInstitut der UniversitatGSttlngen und demzoologischenInstitut der Universitut. –
Berlin. Germany, 1923. – P. 221–288.
4. Захаров И.С., Казанцева А.Г. Рекуррентная модель гальванотаксиса для приборов контроля токсичности водных сред // Известия Южного федерального университета. Технические
науки. – СПб., 2009. – № 10. – С. 214-217.
5. Захаров И.С., Величко А.Н. Математическое моделирование температурных популяционных реакций одноклеточных // Материалы XIII Междунар. науч.-практ. конф. «Естественные и
математические науки в современном мире». – СПб., 2013. – № 12. – С. 162-168.
6. Захаров И.С., Величко А.Н. Математическое моделирование температурных популяционных реакций одноклеточных // Материалы XXXI Междунар. науч.-практ. конф. «Технические
науки – от теории к практике». – СПб., 2014. – № 2. – С. 182-190.
40
УДК: 504.064.36:001.8
ПРИМЕНЕНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
К ТЕСТИРОВАНИЮ ПРИРОДНЫХ ВОД
Е.В. Верхозина1,3, В.А. Верхозина2,3, В.В. Верхотуров3, Н.Т. Чеверикина3
1
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт Земной Коры СО РАН
Национальный исследовательский Иркутский государственный
технический университет
2
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Геохимии
им. А.П. Виноградова СО РАН
Национальный исследовательский Иркутский государственный
технический университет
3
Национальный исследовательский Иркутский государственный
технический университет
г. Иркутск, Россия
Разработка биотехнологических методов как новых подходов к выявлению изменчивости веществ антропогенной природы, поступающих в экосистему оз. Байкал – одна
из важных задач. Выявление изменчивости веществ антропогенной природы, поступающих в озеро, и процессы их превращения – один из ключевых моментов в водоохранных
мероприятиях. Микроорганизмы не только хорошие индикаторы влияния антропогенного
фактора на экосистему озера, но и единственные компоненты в экосистеме, преобразующие вещества антропогенной природы. В настоящее время большое значение имеет выявление природных и антропогенных условий, влияющих на механизм формирования качества пресных вод и факторов, определяющих эти процессы, а также прогноз развития
опасных природных и антропогенных воздействий.
Цель данной работы – поиск и идентификация новых наиболее перспективных
штаммов, выделенных из различных экологических ниш оз. Байкал, и влияние антропогенного фактора на биосинтез ферментов эндонуклеаз рестрикции (рестриктаз).
Постановка задачи
Ферменты специфические эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы) – важный класс
ферментов. Они служат одним из главных орудий генных инженеров и лежат в основе
методов физического картирования геномов, анализа последовательности нуклеотидов в
ДНК. Известно, что специфичность фермента рестриктазы определяет характеристики
бактерий, из которых он выделен [1]. Изучение способов взаимодействия этих ферментов
с ДНК, их каталитической активности стало одной из самостоятельных областей энзимологии.
Кроме поиска технологичных рестриктаз, актуальным является изучение условий
биосинтеза этих ферментов в природных условиях. Водные микроорганизмы как возможные продуценты рестриктаз относительно плохо изучены, хотя среди них выявлены ферменты с новой специфичностью [4]. Среди микроорганизмов оз. Байкал впервые обнаружены и идентифицированы новые штаммы – продуценты рестриктаз, выделенные в районах антропогенного влияния [2, 3, 5]. Поиск новых штаммов – продуцентов рестриктаз
проводится среди микроорганизмов, выделенных из различных природных изолятов. Эти
ферменты широко используются в решении прикладных задач и служат объектом фундаментальных исследований, касающихся белок-нуклеиновых взаимодействий. Сравнение
состава микроорганизмов по наличию или отсутствию ферментов эндонуклеаз рестрикции (рестриктаз) позволяет оценить изменение структуры и дает качественную индикацию влияния антропогенного загрязнения на биологическую часть трофической цепи.
41
Материалы и методы
Пробы воды из экосистемы оз. Байкал отбирали с разных глубинных горизонтов
водной толщи (до 1200 м) и в различных районах, испытывающих антропогенное влияние, и в чистых фоновых районах. Пробы засевали методом глубинного посева. В качестве питательной среды использовали мясо-пептонный агар. Культивирование бактерий
проводили при температуре 22ºС в течение 48 ч. Выросшие колонии расчищали и отсевали в пробирки на поверхность питательного агара, инкубировали 20 ч при 25 ºС. Для
скрининга рестриктаз бактерии пересевали на другую чашку Петри с питательным агаром
и выращивали 1 сут при 22 ºС. Колонии, в которых обнаруживали рестриктазную активность, рассевали штрихом для получения клонов и их последующего исследования. Наличие рестриктаз определяли, как описано ранее [5].
Результаты и их обсуждение
Из различных экологических ниш и регионов оз. Байкал были выделены более 1000
штаммов микроорганизмов. Все штаммы были проанализированы на наличие в них эндонуклеаз рестрикции. Продуценты рестриктаз, известные ранее лишь теоретически, были
обнаружены в районах антропогенного влияния. В штаммах бактерий, выделенных из
чистых участков озера, все обнаруженные рестриктазы являются хорошо известными.
Так, например, штамм бактерий F. aquatil – продуцент рестриктазы Fan I – был выделен
из воды оз. Байкал в районе пос. Листвянка. Штамм бактерии A. calcoaceticus – продуцент
рестриктазы Aca I – был выявлен в районе г. Байкальска. Продуцент Bacillus sphaericus
эндонуклеазы рестрикции Bsi I, Штамм Bacillus sphaericus – продуцент рестриктазы Bsi
I, которая является новым ферментом среди рестриктаз – был выделен из этого же района. В истоке р. Ангары выделен штамм бактерии Curtobacterium citrium, продуцент Cci
NI, который является изошизомером Not I.
Позже при изучении микроорганизмов водного происхождения нами обнаружен
штамм Sporosarcina sp. 9D, являющийся продуцентом рестриктазы, названной Sse 91 согласно общепринятой номенклатуре [3]. Новая эндонуклеаза рестрикции Sse 9D из штамма Sporosarcina sp. 9D является еще одним уникальным ферментом из байкальской коллекции. Обнаруженную эндонуклеазу рестрикции можно использовать во многих экспериментах в области молекулярной биологии и генетической инженерии.
Более поздние исследования (2005-2013 гг.) подтвердили, что ферменты эндонуклеазы рестрикции обнаруживаются в микроорганизмах, выделенных из проб воды в прибрежных районах п. Листвянка и г. Байкальск. Полученные результаты встречаемости
ферментов эндонуклеаз рестрикции (рестриктаз), выявленных в штаммах бактерий, выделенных из проб воды оз. Байкал в районах, испытывающих антропогенное влияние за период 2005-2013 гг. представлены в таблице.
Чаще всего выделяется рестриктазы HaeIII и XhoI, ClaI. Частота встречаемости остальных найденных рестриктаз составляет от 4 до 7%. Хотя все рестриктазы, выявленные
за время исследования, известны, они могут быть получены из этих штаммов и их можно
использовать в биотехнологических разработках.
Результаты исследований спектра ферментов рестрикции, определенных из штаммов микроорганизмов, выделенных из глубоководной части экосистемы оз. Байкал, где
антропогенного влияния не выявлено, рестриктазы были обнаружены лишь в 0,2 % случаев. Кроме того, обнаруженные рестриктазы являются хорошо известными, т.е. продуценты- бактерии их существовали давно и не только на Байкале.
Заключение
Таким образом, проведенные исследования с использованием биотехнологических
подходов в экологических задачах, дают возможность судить о качественном изменении
микроорганизмов в прибрежной части оз. Байкал, находящейся под антропогенным влиянием. Штаммы-продуценты абсолютно нового ряда уникальных ферментов рестрикции
42
выделены в прибрежных районах, испытывающих антропогенное влияние. Качественное
изменение штаммов по наличию или отсутствию в них ферментов рестриктаз выявлено в
районах антропогенного влияния. В штаммах бактерий, выделенных из чистых участков
озера, рестриктазы обнаруживаются редко и хорошо известны. Сравнение состава бактериопланктона по наличию или отсутствию ферментов эндонуклеаз рестрикции (рестриктаз) позволяет оценить изменение структуры бактерий и дает качественную индикацию
влияния антропогенного загрязнения. Возможно, что эта работа поможет решить проблему надежности индикации антропогенного загрязнения на ранней стадии антропогенного
влияния, что даст возможность тестирования качества воды и прогнозирования развития
опасных антропогенных воздействий. Применение биотехнологических подходов к тестированию природных вод перспективно и дает возможность обнаружить антропогенное
влияние на ранних стадиях антропогенного воздействия.
Таблица – Частота встречаемости ферментов рестриктаз, выявленных в штаммах бактерий,
обнаруженных в районах антропогенного влияния
Прототип
HaeIIIClaI
PstI
Bpu10ISau96I
MboI
EcoRII
XhoII
BalI
XhoI
EcoRV
BamHI
Сайт узнавания
5’-GGCC-3’
5’-ATCGAT-3’
5’-CTGCAG-3’
5’-CCTNAGC-3’
5’-GGNCC-3’
5’-GATC-3’
5’-CCWGG-3’
5’-RGATCY-3’
5’-TGGCCA-3’
5’-CTCGAG-3’
5`-GATATC-3`
5`-GGATCC-3`
%
14
9
4
5
7
7
5
4
4
9
4
4
Библиография
1. Бурьянов Я.И. Системы модификации и рестрикции ДНК как биологические факторы
эволюции у микроорганизмов // Вопросы эволюции бактерий. – Пущино, 1984. – С. 117-124.
2. Верхозина В.А., Верхозина Е.В., Гончар Д.А. и др. Микроорганизмы озер Байкал и Ньяса
как индикаторы антропогенного влияния и перспектива их использования в биотехнологии //
Прикладная биохимия и микробиология. – 2004. – Т. 40, № 4. – С. 455-459.
3. Гончар Д.А., Дедков В.С., Верхозина В.А. и др. Эндонуклеаза рестрикции Sse91 из
штамма Sporosarcina sp. 9D узнает последовательность 5’-AATT-3’// Молекулярная генетика. –
1998. – № 1. –С. 32-34.
4. Дегтярев С.Х., Речкунова С.И., Нетесова Н.А. и др. Установление специфичности эндонуклеазы рестрикции Vne I // Биоорганическая химия. – 1987. – Т.13, № 3. – С. 422-423.
5. Дедков В.С., Репин В.Е., Речкунова Н.И. и др. Выявление штаммов – продуцентов эндонуклеаз рестрикции среди водных микроорганизмов озера Байкал // Изв. Сиб. Отд. АН СССР. Серия Биологич. науки. – 1990. – № 1. – С. 35-37.
УДК 581.1
МИТОХОНДРИАЛЬНАЯ РЕДОКС-РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ –
ВОЗМОЖНАЯ ПЕРСПЕКТИВА ДЛЯ НОВЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ
В.К. Войников
Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, г. Иркутск, Россия
За прошедшие с открытия стрессовых белков растений годы достигнут несомненный прогресс. К настоящему времени точно установлено, что как ответ растительного ор43
ганизма на низкотемпературный стресс, так и формирование закаленного состояния растения начинаются непосредственно с момента начала охлаждения и протекают при участии определенных белков. Кроме значительного числа вовлеченных в эти процессы
ферментов, к настоящему времени выделено несколько семейств белков, специфически
связанных с этими процессами. Это шапероны и дегидрины, антифризные белки, многофункциональные белки, регулирующие процессы трансляции и транскрипции и белки,
разобщающие во время низкотемпературного стресса окисление и фосфорилирование.
Синтез этих белков обеспечивается в большинстве случаев ядерными генами, экспрессия
которых индуцируется во время температурного стресса и закаливания и определяется
его условиями.
Необходимо отметить, что, хотя и имеются отдельные гипотезы о биохимических
механизмах участия индуцируемых низкой температурой белков в процессах развития
холодоустойчивости растений, о роли конкретных белков, за исключением представителей нескольких семейств белков, таких, как дегидрины, антифризные белки и некоторые
другие, в этих процессах мало что известно.
В последние десятилетия начинают интенсивно изучаться механизмы индукции
экспрессии генов при гипотермии и специфичность этих генов и кодируемых ими белков.
Исследования в данной области в настоящее время интенсивно проводятся во всем мире.
Особенно интенсивно эти исследования проводятся в связи с полным сиквенсом геномов
растений. В то же время необходимо отметить, что исследования экспрессии генов во
время низкотемпературного стресса проводятся не систематически, в основном они заключаются в установлении факта индукции экспрессии отдельного гена или семейства
генов либо увеличении содержания отдельного стрессового белка. Практически не исследуется взаимосвязь между индукцией отдельных генов или их семейств и в проводимых
исследованиях отсутствует комплексный подход к изучаемому явлению. Только в последнее время начинают создаваться «генные сети», связывающие воедино описание экспрессии различных генов в определенных условиях. Данный подход к исследованиям
чрезвычайно перспективен и позволяет надеяться на создание в дальнейшем генной сети,
описывающей комплексный ответ генома растения на низкотемпературный стресс.
При температурных стрессах в клетках растений функционирует митохондриальный
сигналинг, который включает в себя взаимодействие информационной и энергетической
систем клетки. Показано, что флуктуации температуры вызывают изменения в энергетической активности митохондрий растений. Эти изменения связаны с перестройкой в составе липидов митохондриальных мембран, что, вероятно, является сигналом о начале
действия температурного стресса. Происходит изменение редокс-состояния митохондриальных мембран и формируется сигнал о стрессе. После трансдукции сигнала в ядро изменяется экспрессия генов и происходит синтез стрессовых белков, которые попадают в
различные компартменты клетки, изменяя ее метаболизм и устойчивость к стрессу.
В последние годы становится понятно, что у растений существуют такие биохимические механизмы защиты от низкотемпературного стресса, которые, как считалось
раньше, имеются только у животных. В частности, такими механизмами являются синтез
в ответ на низкотемпературный стресс у злаков антифризных белков, выполняющих
функцию, сходную с той, которую, как было установлено еще в 1960-е гг., эти белки выполняют у антарктических рыб. Установлено также наличие в растениях разобщающих
белков, вызывающих термогенез в растительных митохондриях, хотя ранее такой механизм защиты от низкотемпературного стресса считался прерогативой теплокровных животных.
В связи с этим необходимо отметить, что обнаружение у растений белков, разобщающих окисление и фосфорилирование в митохондриях, объясняет ранее установленный факт термогенеза в холодоустойчивых озимых злаках во время низкотемпературного
стресса.
44
Наличие у злаков трех термогенных систем, связанных с разобщением окисления и
фосфорилирования в митохондриях, в проростках холодоустойчивых озимых злаков, повидимому, связано с особенностями их жизненного цикла, поскольку они вынуждены переживать осенние и весенние заморозки, когда температура в течение короткого промежутка времени падает до 0 0С и ниже. Озимые злаки имеют многочисленные защитные
системы, которые позволяют им во время холодового шока эффективно выкачивать воду
из цитоплазмы в апопласт и, следовательно, избегать образования кристаллов льда внутри
их клеток, а также много других защитных систем, связанных с синтезом различных
классов стрессовых белков. Тем не менее, для активации всех этих систем во время низкотемпературного стресса необходимо определенное время. В этом случае быстрое разобщение окисления и фосфорилирования в митохондриях и связанный с этим процессом
термогенез позволяют растению выиграть время, необходимое для активации этих систем. В связи с этим присутствие трех термогенных систем у озимых злаков является приспособлением к озимому образу жизни и способом защиты от заморозков и переохлаждения.
В рамках механизмов взаимодействия информационной и энергетических систем
клетки, вероятно, работает митохондрияльная сигнальная система, которая включает следующие этапы: 1) рецепция сигнала митохондриальными мембранами; 2) изменение состава мембранных липидов; 3) активация фосфолипазы А2; 4) увеличение количества
свободных жирных кислот; 5) изменение редокс-состояния митохондрий; 6) термогенез;
7) формирование и передача сигнала в ядро (Са2+); 8) экспрессия соответствующих генов;
9) синтез стрессовых белков; 10) функционирование этих белков; 11) адаптивные перестройки метаболизма.
Таким образом, можно сделать заключение, что сигнал об изменении экспрессии
ядерных генов формируется в цитоплазме и затем передается в ядро.
Известно, что многие признаки устойчивости растений к неблагоприятным условиям внешней среды контролируются цитоплазмой, в том числе митохондриями, и передаются потомкам по материнской линии.
Можно предположить, что интересной и перспективной является задача получения
сельскохозяйственных растений высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным
факторам внешней среды. В клетках таких растений должны быть объединены ядро от
продуктивного растения и цитоплазма от высокоустойчивого. Один из подходов в решении такой задачи – перенос ядра из одной клетки (продуктивное растение) в цитоплазму
другой (устойчивое растение), используя методы клеточной биологии и биотехнологии,
регенерирование целого растения из «гибридной» клетки и получение от него потомства.
УДК 579.083.1:533.9-11
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ
НА МИКРООРГАНИЗМЫ
С.В. Гомбоева2, Б.Б. Балданов1, Ц.В. Ранжуров1
Институт общей и экспериментальной биологии БНЦ СО РАН
2
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
1
На основе плазменных струй тлеющего разряда атмосферного давления в потоке аргона разработан новый вид плазменных технологий стерилизации поверхностей твердых
тел, объединяющий в себе высокую эффективность стерилизации, присущую электроннопучковым технологиям с дешевизной газоразрядных технологий. В результате проведенных экспериментальных исследований по воздействию холодной аргоновой плазмы на
45
бактерии, находящиеся на поверхности твердых тел, обнаружена высокая скорость стерилизации поверхностей разрядом на основе плазменных струй.
Данный метод получения холодной аргоновой плазмы предназначен для обработки
поверхностей и базируется на использовании специального разряда, состоящего из большого количества потоков низкой интенсивности, широко охватывающих поверхность обрабатываемого объекта (рис.1).
а – инактивация микроорганизмов в чашке Петри;
б – вид разряда с торца
Рисунок 1 – Генератор холодной аргоновой плазмы на основе плазменных струй ТРАД
Данный метод получения холодной аргоновой плазмы предназначен для обработки
поверхностей и базируется на использовании специального разряда, состоящего из
большого количества потоков низкой интенсивности, широко охватывающих поверхность обрабатываемого объекта.
Были исследованы антимикробные свойства низкотемпературной плазмы при следующих режимах:
– импульсно-периодический режим отрицательной короны (I = 250 мкА);
– режим тлеющего разряда атмосферного давления (I = 700 мкА).
Время экспозиции в каждом режиме составляло от 2 до 5 мин.
Результаты исследования показали, что наиболее устойчивыми были культуры
грамположительных микроорганизмов Bacillus subtilis, наименее – Escherichia coli.
Изменение времени воздействия потоков на микроорганизмы увеличивает область
стерилизации (рис. 2).
а – 10 с; f – 60 с
Рисунок 2 – Результаты обработки культур Escherichia coli
На примере культуры Escherichia coli было определено время полной инактивации
бактерий (табл.).
Таблица
Микроорганизмы
Escherichia coli
Время, необходимое для полной инактивации бактерий, с
Холодная
Ультрафиолетовое
Перекись
аргоновая плазма
излучение
водорода
5
1200
180
46
УДК 637.521.47:641.1/.3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕКСТУРАТОВ В ТЕХНОЛОГИИ
МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
Н.И. Гомбожапова, С.Ю. Лескова, Е.А. Рампилова, Ц.Б. Бадмаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В настоящее время во всем мире с развитой мясоперерабатывающей промышленностью широко применяются продукты, получаемые при переработке соевого боба и пшеницы: текстураты соевой и пшеничной муки.
Все продукты, изготовленные из мяса с добавлением текстурированной муки, вкусные, сочные, имеют хорошую текстуру, пониженное содержание жира и холестерина и
могут использоваться для общественного и специализированного питания. Технология
производства основана на кратковременном воздействии высоких температур и давлений,
которые являются оптимальными для уничтожения патогенных микроорганизмов, но при
этом сохраняются все полезные вещества (витамин Е, макро- и микроэлементы). Питательная ценность и физико-химические свойства (высокая влагосвязывающая, жиросвязывающая, гелеобразующая и эмульгирующая способности) текстурированной муки делают ее незаменимым ингредиентом при производстве мясопродуктов [1].
Белок соевый текстурированый обезжиренный PRO-VO-TEX KO 510 предназначен
для использования в мясоперерабатывающей промышленности с целью снижения себестоимости продукции, замены мясного сырья и создания структуры, присущей грубоизмельченным мясопродуктам.
Текстурированная пшеничная мука «Протекс-А» придает продукции привлекательный внешний вид, способствует улучшению структурно-механических свойств продукта,
снижает себестоимость готового продукции и потери массы при термообработке. А также
увеличивает выход готовой продукции. Текстурированная мука из пшеницы значительно
дешевле соевых добавок.
Отличие этих добавок заключается в их химическом составе: соевый текстурат –
это, в основном, белковая добавка, а пшеничный текстурат – это высокомолекулярные
углеводы (крахмал), поэтому введение этих добавок в фарш будет по-разному влиять на
свойства рубленых полуфабрикатов [2].
В качестве объектов исследований были выбраны рубленые полуфабрикаты – бифштексы с добавлением пшеничного текстурата «Протекс-А» и соевого текстурата «PRO–
VO–TEX KO 510» и готовые изделия из них.
В качестве контроля был принят бифштекс «Городской» (ОСТ 49121-78). В опытные образцы вносили пшеничный и соевый текстураты от 10 до 40 % к массе фарша взамен говядины (табл.).
Таблица – Рецептуры мясных рубленых полуфабрикатов
Говядина
80,0
Опытные образцы с введением, %
пшеничного текстурата
соевого текстурата
10
20
30
40
10
20
30
40
70,0
60,0
50,0
40,0
70,0
60,0
50,0
40,0
Свинина
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
Текстурат
Поваренная соль
Итого
1,0
100,0
10,0
1,0
100,0
20,0
1,0
100,0
30,0
1,0
100,0
40,0
1,0
100,0
10,0
1,0
100,0
20,0
1,0
100,0
30,0
1,0
100,0
40,0
1,0
100,0
Наименование,
г на 100 г сырья
Контроль
47
Выбранные текстураты отличаются по содержанию от основных составных компонентов, поэтому химический состав опытных вариантов фаршей с введением от 10 до 40
% текстуратов также различен. В образцах с пшеничным текстуратом массовая доля белка понижается с 17 до 12 %, а массовая доля углеводов повышается с увеличением дозы
внесения текстурата с 2 до 8 %. В образцах с соевым текстуратом понижение содержания
белка и увеличение содержания углеводов незначительно.
Для выбора оптимальных вариантов рубленых полуфабрикатов с текстуратами исследовали влагосвязывающую способность (ВВС) и пластичность фаршей бифштексов.
Анализ данных по показателям ВВС и пластичности бифштексов показывает, что с
повышением дозы внесения текстуратов до 40 % увеличиваются значения данных показателей – с пшеничным текстуратом – на 20 %, с соевым – на 23 %. Так как в составе соевого текстурата содержание белка составляет 50 %, ВСС и пластичность опытных образцов
с соевыми добавками выше по сравнению с пшеничными.
В комплекс показателей, определяющих пищевую ценность мясопродуктов, входят
органолептические характеристики. Органолептические показатели с потребительской
точки зрения являются решающими в оценке качества продукции. Данные органолептической оценки позволяют судить о влиянии на качество готового продукта внесения различных добавок.
Выбор дозы внесения пищевых текстуратов проводили и по органолептическим показателям. Органолептическую оценку готового продукта проводили после обжаривания
на разогретой поверхности с растительным маслом.
Органолептическая оценка качества бифштексов показала, что при введении в фарш
от 10 до 30 % пшеничного текстурата внешний вид готовых изделий хороший, но при
внесении 40 % текстурата – резко ухудшается, после термической обработки бифштекс
разваливается. Введение соевого текстурата в количестве 40 % практически не отразилось
на внешнем виде продукта.
Консистенция и сочность у образцов с 30 %-ным содержанием текстуратов выше,
чем в контроле, но при внесении 40 % пшеничного текстурата – крошливая.
У опытного образца с добавлением 30 % соевого текстурата ощущался посторонний
привкус – вкус сои, что значительно ухудшало качество данного продукта. Введение
пшеничного текстурата на вкус не влияло.
По результатам исследований было выявлено, что при производстве бифштексов
наиболее эффективно применение пшеничного текстурата в количестве 30 % (бифштекс
«Сытный»), и соевого текстурата в количестве 20 % (бифштекс «Белковый»). Данные образцы имели поверхность без разорванных и ломаных краев, запах и вкус, свойственный
доброкачественному сырью, бифштексы обладали нежной и сочной консистенцией.
Применение текстурированной муки позволяет улучшить органолептические свойства рубленых полуфабрикатов, получить ценный продукт пониженной калорийности,
уменьшить затраты мясного сырья и зависимость от качества используемого сырья, снизить потери массы при термообработке и обеспечить стабильность консистенции на длительный срок хранения.
Библиография
1. Дон Р.Н., Губернаторов В.А., Шубина Г.В. Использование текстурированной соевой муки
для производства мясных продуктов // Мясная индустрия. – 1999. – № 3 – С. 37-39.
2. Гомбожапова Н.И. Использование текстуратов для повышения качества рубленых полуфабрикатов // Сб. науч. тр. Серия: Биотехнология. Технология пищевых продуктов. – Улан-Удэ:
Изд-во ВСГТУ, 2008. – Вып. 15. – С. 91-94.
48
УДК 615.281:577.1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРСТАБИЛИЗИРОВАННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ
ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПАТОГЕНОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
А.В. Папкина1, А.И. Перфильева1, М.А. Живетьев1, Г.Б. Боровский1,
М.В. Лесничая2, И.В. Клименков3, Б.Г. Сухов2, И.А. Граскова1 , Б.А. Трофимов2
1
Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН
2
Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН
3
Лимнологический институт СО РАН
г. Иркутск, Россия
Среди грамположительных бактерий наиболее значимыми и распространенными
являются бактерии рода Clavibacter. Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Cms) –
вызывает кольцевую гниль картофеля. Эта болезнь распространена на всех континентах,
исключая Австралию. Потери урожая из-за поражения кольцевой гнилью картофеля могут достигать 10-45%.
Сегодня не существует эффективных методов борьбы с Cms. Все имеющиеся способы являются профилактическими и сводятся к обеззараживанию тары, инвентаря и посадочного материала. В качестве обеззараживающих веществ используются небезопасные
для окружающей среды агенты: формалин, перекись водорода, соляная кислота, этанол.
Поэтому чрезвычайно важен поиск эффективных и безопасных для окружающей среды
способов оздоровления картофеля от Cms.
В Иркутском институте химии СО РАН разработан общий подход к синтезу гибридных неоргано-органических нанобиокомпозитов на основе природных биополимеров.
Подход основан на эффекте самоорганизации неоргано-органических полимерных структур, за счет специфической адсорбции макромолекул биополимеров на растущем в результате стимулированной агрегации из водного раствора неорганическом ядре. Этот эффект приводит к инкапсулированию наночастиц в объемный биополимерный экран, ограничивающий дальнейший процесс агрегации на наноуровне. Один из природных полимеров – арабиногалактан здесь играет роль биополимерной матрицы, адсорбирующейся и
обволакивающей наночастицу, создавая комплекс нанобиокомпозита. Арабиногалактан
обладает такими свойствами, как биосовместимость, сродство к асиалогликопротеиновым
рецепторам, мембранотропностью и очень низкой токсигенностью для организмов.
Для исследования использовали наночастицы серебра и селена, стабилизированные
арабиногалактаном, произведенные в Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского
СО РАН. Все нанокомпозиты хорошо растворимы в воде и удобны в использовании. За
последние годы этим институтом уже были изучены некоторые свойства полученных нанокомпозитов. Уже известно, что они обладают разнообразной биологической активностью, которая определяется как природой наностабилизирующей биополимерной матрицы, так и мамериалом наноядер.
Целью настоящей работы было исследование влияния нанокомпозитов селена и серебра на жизнеспособность возбудителя кольцевой гнили Cms.
Были использованы следующие варианты действующих веществ: 1) арабиногалактан (0% Se); 2) нанокомпозит элементарного селена (3,4% Se); 3) нанокомпозит с арабиногалактаном, полученный из оксида селена (1,23% Se); 4) бис (2-фенилэтил) диселенофосфинат натрия (37,4% Se); 5) оксид селена (71,16% Se); 6) Ag-арабиногалактан с содержанием (2,9% Ag); 7) Ag-арабиногалактан с содержанием (4,7% Ag); 8) нитрат серебра (63,53% Ag).
На первом этапе изучали влияние нанокомпозитов на жизнеспособность бактерий
Cms в физиологическом растворе. Концентрация селена в действующих веществах была
выровнена по элементарному селену и составляла – 0,000625 % Se. Бактериальную суспензию инкубировали в физиологическом растворе с действующими веществами в течение 6 ч, после чего производили высев. Был выявлен бактерицидный эффект нанокомпо49
зитов как первого, так и второго. По-видимому, на обедненной среде, содержащей нанокомпозит селена с арабиногалактаном, бактерии активно потребляли арабиногалактан, в
результате чего селен, находящийся внутри конструкции, оказывал на них токсическое
влияние.
Далее был проведен эксперимент, культивирования бактерии в питательной среде.
Результаты показали отсутствие какого-либо эффекта, кроме оксида селена, который
снижал выживаемость клеток Cms на 46 % по сравнению с контролем. Данный опыт показывает, что действие нанокомпозитов селена на клетки бактерий в питательной среде не
является выраженным, по-видимому бактериям хватает в качестве источника питания сахаров, входящих в среду культивирования.
Для выявления причин снижения жизнеспособности Cms после обработки нанокомпозитом селена (1,23% Se), было проведено исследование взаимодействия этого нанокомпозита и микробных клеток Cms при помощи электронной микроскопии. Установлено,
что после 2 ч инкубации бактерий с нанокомпозитом селена их морфология не отличалась
от контроля. В то же время после 24 ч инкубации морфология бактериальных клеток изменялась. Клетки выглядели значительно утолщенными и укороченными. Вероятно, наблюдаемое изменение конформации бактериальной клетки может свидетельствовать о
токсическом действии селена, заключенного в нанокомпозите.
Для определения воздействия нанокомпозита селена (3,4 % Se) на ответные реакции растений при биотическом стрессе, вызванном заражением Cms, было проведено
измерение продукции АФК корнями растений картофеля in vitro. Добавление бактерий
приводило к увеличению продукции АФК. Так, первое увеличение наблюдался в течение первых 5-ти мин, второе отмечено через 2,5 ч культивирования. Добавление нанокомпозита селена (3,4 % Se) также вызывало всплеск продукции АФК в первые 5 мин, а
затем продукция была на уровне контроля. Добавление микса (нанокомпозит селена
+Cms) также вызывало всплеск продукции АФК на первых 5 мин, и в дальнейшем оставалась на уровне заражения бактериями.
В следующем эксперименте исследовали влияние нанокомпозитов селена на физиолого-биохимические характеристики картофеля. Исследование проводили на модельной
системе – картофель in vitro. Двухнедельные растения картофеля in vitro после добавления в среду роста водных растворов нанокомпозитов инкубировали в течение 10 дней,
отслеживая прирост побегов и активность пероксидазы в листьях. Было отмечено резкое
понижение активности пероксидазы в варианте с оксидом селена (71,16 % Se) и сильное
увеличение в вариантах с бис (2фенилэтил) диселенофосфинат натрием (37,4 % Se) и нанокомпозитом селена (3,4 % Se). Увеличение прироста наблюдалось при добавлении арабиногалактана и нанокомпозита селена (1,23 % Se). Бис(2фенилэтил)диселенофосфинат
натрия (37,4 % Se) и оксид селена (71,16 % Se) подавляли прирост побегов картофеля, что
говорит о их токсичности.
Опыты по влиянию серебросодержащих нанокомпозитов на Cms проводили с использованием растворов с одинаковым содержанием серебра. В качестве среды культивирования бактерий применяли дистиллированную воду и питательную среду. Время культивирования на дистилляте было выбрано 1 ч, а на питательной среде – 6 ч.
Согласно полученным результатам, спустя 1 ч культивирования Cms в водном растворе нитрата серебра наблюдали полную гибель бактериальных клеток. Также при культивировании на дистиллированной воде проявлялось токсическое действие серебросодержащих нанокомпозитов, но нанокомпозит с содержанием серебра 2,9% обладал слабым токсическим эффектом, в то время как Ag-арабиногалактан с содержанием серебра
4,7% вызывал полную гибель клеток.
При культивировании Cms на питательной среде в присутствии действующих веществ не наблюдалось токсического действия обоих нанокомпозитов серебра. Нитрат се50
ребра на питательной среде оказывал достоверный токсический эффект, но он был несколько ниже, чем в эксперименте с культивированием патогена на дистилляте.
Таким образом, при культивировании Cms на питательной среде токсический эффект нанокомпозитов серебра не наблюдался, но при культивировании на обедненной
среде (дистиллированная вода) их токсичность была хорошо заметна. Это объясняется
тем, что на обедненной питательной среде отсутствовали источники углеводов и бактерии активно поглощали нанокомпозиты, состоящие из арабиногалактановой оболочки. В
результате чего, наночастицы серебра также проникали в бактериальные клетки, вызывая
их гибель. В питательной среде в качестве источника углевода имеется глюкоза, которая
легкодоступна для бактерий, поэтому Cms в меньшей степени поглощали нанокомпозиты
серебра.
Для выявления механизма подавления нанокомпозитами серебра бактерий было
изучено изменение интенсивности поглощения кислорода клетками Cms после обработки
нанокомпозитами. Показано, что углеродный предшественник нанокомпозитов – арабиногалактан несколько стимулировал поглощение кислорода клетками. Выявлен подавляющий эффект на дыхание у нанокомпозита с содержанием серебра 4,7% и предшественника нанокомпозита – нитрата серебра.
Результаты по влиянию нанокомпозитов серебра и селена на жизнеспособность бактериального патогена свидетельствуют о наличии бактерицидного эффекта. Добавление
нанокомпозитов в среду культивирования картофеля in vitro не приводило к токсическому эффекту и не влияло на рост растений.
В экспериментах использовали оборудование Байкальского центра коллективного
пользования ИНЦ СО РАН. Авторы выражают благодарность центру коллективного
пользования Лимнологического института СО РАН за фотографии, полученные на электронно-сканирующем микроскопе FEI «Company Quanta 200».
Работа выполнена при поддержке СО РАН (проект № 4 совместных исследований СО РАН
с академией наук Монголии и Министерством образования, культуры и науки Монголии и Междисциплинарный интеграционный проект №134).
УДК 579.26
ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ БАКТЕРИИ
ХОЛОДНОГО МИНЕРАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА БУКСЫХЕН
(СЕВЕРНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ)
Е.Ц. Дамбинова
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия
Минеральные источники являются местами активной деятельности микроорганизмов. В воде и донных отложениях источников идут интенсивные процессы продукции и
деструкции органического вещества с участием фототрофных, хемосинтезирующих и гетеротрофных бактерий. Микроорганизмы активно участвуют в преобразовании химического состава минеральных источников и играют большую роль в формировании их
бальнеологических свойств. В формировании состава минеральной воды большое значение имеет геохимическая деятельность микроорганизмов. Являясь единственными живыми обитателями минеральных источников, они синтезируют биологически активные вещества, такие как сероводород, углекислый газ, аминокислоты, органические кислоты,
витамины, стероиды и т.д., что создает бальнеологический эффект этих вод.
Цель работы: определить численность бактерий-протеолитиков в холодном источнике Буксыхен.
Задачи исследования: изучить физико-химические параметры воды источника Бухсыхен, определить численность протеолитических бактерий в воде и осадках.
51
Методы исследований
Объектами исследования были выходы источника Буксыхен, расположенного у северо-западного борта Баргузинской впадины, в 10 км от с. Барагхан Курумканского района. Источник Буксыхен берет начало из-под крутого скального выступа у подножия Баргузинского хребта пятью холодными ручьями. Каждый из пяти ключиков имеет свое название: первый – «глазной», второй – «щитовидный», третий – «сердечный», четвертый –
«желудочный», пятый – «печеночный». Минеральный источник Буксыхен активно используется населением для отдыха и лечения. В месте выхода источника Буксыхен действует профилакторий реабилитационного центра Курумканского района.
Результаты исследований
Наши исследования физико-химических характеристик показали, что воды источника Буксыхен являются холодными, температура воды в источнике 40С (табл. 1). Вода
характеризовалась щелочными значениями рН, которые варьировали в пределах 8,18–
8,60. Окислительно-восстановительный потенциал был от +185 до +258 Мв. Воды исследуемого источника относятся к слабоминерализованным, так как общее количество солей
не превышало 0,1 г/л. В пробах воды был зафиксирован кислород, его содержание составило 9,05 мг/дм3.
Важным параметром для функционирования микробного сообщества является количественный и качественный состав органического вещества, который служит субстратом для гетеротрофных бактерий. Содержание органического углерода в осадках источника Буксыхен варьировало от 0,23 до 0,54% (табл. 1).
Таблица 1 – Физико-химические параметры источника Буксыхен
Станция отбора
«Глазной»
«Щитовидный»
«Сердечный»
«Желудочный»
«Печеночный»
pH
8,60
8,18
8,40
8,21
8,24
Т, 0С
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
М, мг/дм3
61
55
54
53
51
О2 (раст) мг/дм3
9,05
9,05
9,05
9,04
9,05
ОВП, мВ
+185
+253
+247
+256
+258
Сорг , %
0,35
0,23
0,27
0,50
0,54
*М – минерализация
Была определена численность аэробных и анаэробных протеолитических бактерий в
пробах воды и осадков исследуемых выходов источника Буксыхен (табл. 2). Учет аэробных протеолитических бактерий в осадках показал их наибольшую численность в источнике «щитовидный» – 107 кл/мл. Минимальная численность – 104 кл/мл была отмечена в
«печеночном» источнике. В воде максимальное число аэробных протеолитиков достигало
104 кл/мл (выход «щитовидный»). Минимум протеолитических бактерий наблюдали в
пробах «сердечный» и «печеночный» – 102 кл/мл.
Учет численности анаэробных протеолитических бактерий в осадках выявил их относительно равное распространение во всех выходах – 105-106 кл/мл. В воде численность
анаэробных протеолитиков достигала максимума (104 кл/мл) в пробах из источников
«сердечный» и «глазной». Наименьшее количество было установлено в источнике «желудочный» – 102 кл/мл.
Сравнительный анализ полученных результатов показал, что численность протеолитических бактерий в осадках исследуемых источников была выше на 2-3 порядка, что,
вероятно, обусловлено большим содержанием органических веществ в осадках, чем в воде.
Проведенные микробиологические исследования показали активное развитие протеолитических бактерий при низких температурах, что свидетельствует об их психрофильности, и на основе полученных результатов, можно предположить о наличии в данных источниках активного психрофильного микробного сообщества. То есть, поскольку
52
протеолитические бактерии являются поставщиками субстратов для бродильной группы
бактерий, их активное развитие обусловливает наличие активного бродильного компонента (бактерий–бродильщиков) и как следствие достаточно полного разложения органического вещества и, вероятно, выделения биологически активных веществ. Таким образом, по результатам исследований можно заключить, что несмотря на низкие температуры в источниках Буксыхен протекают биогеохимические процессы за счет активного
психрофильного микробного сообщества, которое влияет на формирование бальнеологических свойств воды.
Таблица 2 – Численность бактерий-протеолитиков в источнике Буксыхен
Источник
«Глазной»
«Щитовидный»
«Сердечный»
«Желудочный»
«Печеночный»
Аэробы, кл/мл
вода
осадки
103
105
104
107
2
10
105
3
10
106
2
10
104
Анаэробы, кл/мл
вода
осадки
104
106
103
105
4
10
106
2
10
105
3
10
106
Лечебные свойства минеральных вод определяются их физическим и химическим
составом, температурой воды, минералами и солями, содержащимися в них, наличием
газов и органических веществ. Разнообразие минеральных вод зависит от этих факторов.
Воды, минерализация которых не превышает 1 г/л и в составе которых не содержатся
микрокомпоненты, оказывающее лечебное действие на организм человека, относятся к
природным столовым. Слабоминерализованные, мягкие воды имеют хорошие вкусовые
качества, благоприятно влияют на организм и помогают предотвратить многие болезни
пищеварительной системы. Нейтральная и щелочная среда (рН 6,8-8,5) воды влияет на
активность пищеварительных ферментов – вода обладает антацидным действием. Кроме
того, слабоминерализованные (пресные) воды с рН не менее 7,2 способствуют выведению
из организма солей.
Вывод
Таким образом, слабоминерализованные слабощелочные гидрокарбонатнокальциевые воды источника Буксыхен могут быть использованы в профилактических и
лечебных целях как для внутреннего потребления, так и для водолечения. Кроме того,
большое значение имеет климатолечебные и оздоровительные свойства местностей выхода источников для полноценного отдыха и лечения населения.
Библиография
1. Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод
суши. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 269 с.
2. Борисенко И.М., Замана Л.В. Минеральные воды Бурятской АССР. – Улан-Удэ:
Бур.кн.изд-во, 1978. – 162 с.
3. Намсараев Б.Б., Хахинов В.В., Намсараев З.Б. и др. Водные системы Баргузинской котловины. – Улан-Удэ: Изд-во Бурятского гос. ун-та, 2007. – 152 с.
53
УДК 619:579.842
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ПРЕПАРАТА
НА МИКРОФЛОРУ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
О.С. Дансарунова, Н.В. Ковалева, В.Ц. Цыдыпов
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р.Филиппова
г. Улан-Удэ, Россия
Кровь убойных животных представляет собой ценное сырье для производства лечебных препаратов, поскольку имеет высокую биологическую ценность, обусловленную
значительным содержанием хорошо усвояемых и полноценных белков, минеральных солей, ферментов, витаминов и других веществ. Поэтому кровь, как компонент композиции
препарата, вызывает интерес в поиске новых биологически активных препаратов в профилактике дисбиозов микрофлоры желудочно-кишечного тракта молодняка животных и
иммунодефицитов [2]. Перспективным направлением в ветеринарной практике для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных
животных и птиц является использование композиционного препарата на основе крови и
молочнокислых бактерий (бифидо- и лактобактерии). Бифидо- и лактобактерии, содержащиеся в препарате, нормализуют кишечную микрофлору, улучшают общее физиологическое состояние, дают выраженный клинический эффект, обеспечивая высокий процент
выздоровления, снижая выбраковку молодняка и взрослых особей. Положительный эффект пробиотиков обусловлен их участием в процессах пищеварения и метаболизма организма–хозяина, биосинтезом и усвоением белка и многих других биологически активных веществ, обеспечением резистентности организма [1].
Цель исследования: изучить влияние композиционного препарата (кровь крупного
рогатого скота, бифидобактерии и лактобактерии) на микрофлору желудочно-кишечного
тракта белых мышей, кроликов и собак.
Материалы и методы исследования
Для постановки опыта было сформировано 3 группы животных. Первая группа состояла из белых мышей по 5 голов – опытная и контрольная, вторая группа – из кроликов
по 5 голов – опытная и контрольная, третья группа – из собак: 9 – опытные, 3 – контрольные. Животным опытных групп применяли композиционный препарат, предварительно
добавив в корм, один раз в день в дозе 2 мл на 1 кг живой массы. Животные контрольной
группы препарат не получали. Перед кормлением препаратом был определен количественный и качественный состав кишечной микрофлоры опытной и контрольной группы.
Кроме того, было определено общее количество фекальной микрофлоры, содержание
лактобактерий, бифидобактерий, и эшерихий.
Количество микроорганизмов в перерасчете на 1 г фекалий (КОЕ/г) определяли высевом соответствующих десятикратных разведений суспензий кала на плотные питательные среды в чашках Петри и подсчета выросших колоний бактерий по истечении времени
инкубирования в термостате при температуре 37° 18-24 ч по формуле: M = N×10n+1, где
M – число микробов в одном грамме кала; N – число выросших на чашке колоний; n –
степень разведения материала.
Результаты исследований
Общее микробное число опытной группы белых мышей до применения гемпрепарата составило (3,9±0,45)×106, лактобактерий – (2,9±1,66)×106, бифидобактерий –
(4,3±1,36)×107, эшерихий – (5,5±1,19)×106. У кроликов общее микробное число составило
(4,2±0,74)×107, лактобактерий – (2,1±0,22)×106, бифидобактерий – (3,5±1,0)×106, эшерихий – (2,7±0,48)×106. У собак общее микробное число опытной группы составило
54
(178±11,3)×109, лактобактерий – (37,63±7,2)×109, бифидобактерий – (4,09±0,3)×109, эшерихий – (44,92±1,03)×108.
На 5-е сут использования композиционного препарата у белых мышей увеличилось
общее микробное число до (34,8±5,65)×108, лактобактерий – до (12,4±4,51)×107, уменьшилось количество кишечной палочки до (6,9±2,47)×103, количество бифидобактерий не
изменилось. У кроликов на 7-е сут количество кишечной палочки увеличилось до
(4,6±1,12)×107, общее микробное число и количество бифидобактерий, лактобактерий и
энтерококков не изменилось (2,3±0,46)×108, (7,5±0,76)×106, (5,9±1,40)×106 соответственно. У собак на 5-е сут уменьшилось общее микробное число до (137,7±8,2)×106 , лактобактерий – до (678,27±21,1)×106, количество бифидобактерий увеличилось до
(8,3±0,5)×109, бактерии кишечной палочки исчезли.
На 10-е сут у белых мышей количество лактобактерий, бифидобактерий, кишечной
палочки и общее микробное число не изменилось (3,3±7,125)×107, (3,4±0,85)×107,
(4,4±0,649)×103 и (4,2±0,641)×108 соответственно. У кроликов на 14-е сут количество кишечной палочки и энтерококков не изменилось (4,6±0,86)×107, (5,1±0,63)×106 соответственно, увеличилось количество общего микробного числа, бифидобактерий и лактобактерий – (17,8±7,14)×108, (3,5±1,04)×106, (2,2±0,32)×106 соответственно. У собак общее микробное число уменьшилось до (72,5±3,5)×106, лактобактерий увеличилось до
(125,3±3,2)×109, количество бифидобактерий увеличилось до (8,38±0,6)×109, бактерии
кишечной палочки не обнаружены.
На 15-е сут эксперимента у белых мышей произошло увеличение лактобактерий и
бифидобактерий и кишечной палочки до (5,0±0,28)×108, (3,7±0,3089)×108 и (4,9±0,64)×104
соответственно, общее микробное число не изменилось (4,5±1,571)×108 . На 21-е сут у
кроликов общее микробное число и количество энтерококков не изменилось
(4,2±0,74)×109 и (3,9±1,37)×106, количество бифидобактерий и лактобактерий увеличилось до (3,5±1,0)×109, (2,1±0,22)×108, количество кишечной палочки уменьшилось до
(2,7±0,48)×106 . У собак на 21-е сут общее микробное число уменьшилось до
(71,07±3,1)×106, лактобактерий уменьшилось до (74,16±2,1)×109, количество бифидобактерий уменьшилось до (5,3±0,4)×109, бактерии кишечной палочки не обнаружены.
У контрольной группы белых мышей общее микробное число до применения композиционного препарата было (4,3±0,32)×106, лактобактерий, бифидобактерий и кишечной палочки (3,2±0,46)×106 , (3,9±0,62)×107 и (2,4±1,35)×106 соответственно. У кроликов
общее микробное число составляло (3,6±1,70)×108, количество бифидобактерий, лактобактерий,
кишечной
палочки,
энтерококков
(3,2±1,52)×106,
(2,7±0,74)×106,
6
6
(2,91±0,53)×10 , (3,4±1,0)×10 соответственно. У собак контрольной группы общее микробное число было (50,43±0,44)×109, лактобактерий, бифидобактерий и кишечной палочки (4,14±0,23)×108 , (3,05±0,98)×109 и (0,4±0,01)×106 соответственно.
На 5-е сут опыта у контрольной группы белых мышей уменьшилось количество бифидобактерий (14,4±2,84)×106 , количество лактобактерий, кишечной палочки и общее
микробное число не изменилось (35,2±11,68)×106, (9,4±2,87)×106 и (35,2±11,68)×106 соответственно. У кроликов на 7-е сут общее микробное число, количество бифидобактерий,
лактобактерий, кишечной палочки, энтерококков не изменилось (17,8±7,14)×10 8,
(3,5±1,04)×106, (2,2±0,32)×106, (3,5±0,60)×106, (2,4±0,71)×106 соответственно. У собак
уменьшилось количество бифидобактерий до (2,8±0,1)×109, количество лактобактерий
увеличилось до (351,5±1,8)×109, кишечной палочки уменьшилось до (0,25±0,01)×106 и
общее микробное число – до (87,3±0,8)×106 соответственно.
На 10-е сут у контрольной группы белых мышей уменьшилось количество кишечной палочки до (3,3±1,0146)×105 , количество бифидобактерий, лактобактерий и общее
микробное число не изменилось (2,01±0,342)×106, (2,5±0,721)×106 и (2,18±0,65)×106 соответственно. У кроликов на 14-е сут общее микробное число, количество бифидобактерий, лактобактерий, кишечной палочки, энтерококков не изменилось (3,7±1,08)×10 8,
55
(2,7±0,54)×106, (3,7±0,69)×106, (2,7±0,50)×106, (3,1±0,76)×106 соответственно. У собак
увеличилось количество бифидобактерий до (5,5±0,32)×109, количество лактобактерий
уменьшилось до (212,3±2,3)×109, кишечной палочки уменьшилось незначительно до
(0,22±0,01)×106 и общее микробное число до (3,6±0,32)×106 соответственно.
На 15-е сут после начала опыта количество лактобактерий и бифидобактерий у белых мышей не изменилось (3,8±0,903)×106 и (2,4±1,35)×106 соответственно, произошло
увеличение общего микробного числа и уменьшение кишечной палочки до
(3,1±0,8006)×107 и (3,2±0,741)×104 соответственно. У кроликов на 21-е сут поения гемпрепаратом общее микробное число, количество бифидобактерий, лактобактерий, энтерококков не изменилось (3,6±1,70)×108, (3,2±1,52)×106, (2,7 ±0,74)×106, (3,4±1,0)×106 соответственно, количество кишечной палочки увеличилось до (2,91±0,53)×10 7. У собак на
21-е сут эксперимента увеличилось количество бифидобактерий до (432±1,8)×10 9, количество лактобактерий уменьшилось до (670±9,2)×106, кишечной палочки уменьшилось
до (0,17±0,01)×106 и общее микробное число увеличилось до (350,3±3,1)×109 .
Вывод: из полученных результатов динамики кишечной микрофлоры белых мышей, кроликов и собак видно, что применение композиционного препарата привело к
значительному сдвигу в микробиоценозе кишечника в сторону увеличения численности
полезной микрофлоры опытных животных.
Библиография
1. Тармакова С.С., Вахрушкина А.Г. Изменения микрофлоры кишечника белых крыс, вызванные кратковременным голоданием // Незаразные болезни сельскохозяйственных животных: материалылы междунар. науч. конф. ветеринарных терапевтов и диагностов, посвящ. 70-летию Гос. с.-х.
академии им. В.Р. Филиппова. – Улан-Удэ, 2001. – С. 210-211.
2. Цыремпилова Н.А. Влияние гемопрепарата на микробиоценоз желудочно-кишечного
тракта сельскохозяйственных животных и его практическая значимость в коррекции дисбиозов:
дис. … канд. вет. наук: 06.02.02/ Цыремпилова Нина Алексеевна. – Улан-Удэ, 2012. – 110 с.
УДК 678.742.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
БЕЗОПАСНОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ
Л.С. Дышлюк, Л.К. Асякина, О.О. Бабич
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, г. Кемерово, Россия
Как известно, большую часть полимерных упаковочных материалов, используемых
в мировом производстве, получают на основе продуктов переработки углеводородсодержащего сырья. Но дальнейшее акцентирование внимания на таких технологиях связано,
во-первых, с ростом цен на углеводородсодержащее сырье и с истощением его запасов на
планете, во-вторых, с негативным воздействием синтетических полимеров на окружающую среду и организм человека [1].
Потребление пластических масс в Российской Федерации составляет более 4 млн. т
в год, при этом образуется почти 750 тыс. т полимерных отходов, из которых перерабатывается только 10%. В целом, во всем мире переработке подвергается всего 3% от общего количества отходов полимеров. Полимерные упаковочные материалы медленно разлагаются в природе (более 100 лет). При этом в контактирующие с пластиком среды (воздух, вода, почва) выделяются вредные химические реагенты. Поэтому встает актуальный
вопрос о переходе от традиционных полимерных материалов к биоразлагаемым [2].
Биоразлагаемые полимеры (биополимеры, биодеградируемые полимеры) – это класс
полимеров, в состав которых входят вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности растений или животных (целлюлоза, белок, крахмал, нуклеиновая кислота, природ56
ная смола и т.д.), а также в процессе биосинтеза в клетках живых организмов, способные
при соответствующих условиях разлагаться на нейтральные для окружающей среды вещества [3].
Перспективным материалом для производства биоразлагаемых пищевых пленок являются природные гидроколлоиды (полисахариды).
Цель настоящей работы – исследование химических показателей безопасности растительного сырья для получения биоразлагаемых полимеров.
Объекты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Объекты исследования
Обозначение
Название
Пектины
P1
P2
P3
P4
Пектин APA 103
Пектин APA 104
Пектин APС 105
Тыквенный пектин
С1
С2
Каррагинаны
Каппа-каррагинан рафинированный
Йота-каррагинан полурафинированный
Результаты тестирования показателей химической безопасности исследованных образцов пектинов приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Результаты тестирования исследованных образцов пектинов по показателям
химической безопасности
Показатель
Свинец, мг/кг
Мышьяк, мг/кг
Кадмий, мг/кг
Ртуть, мг/кг
Гексахлорциклогексан, сумма -, βи -изомеров, мг/кг
ДДТ и его
метаболиты, мг/кг
Р1
0,10
0,09
0,03
<0,01
не
обнаруж.
не
обнаруж.
Образец
Р2
Р3
0,27
0,19
0,11
0,14
0,01
0,06
<0,01
<0,01
не
не
обнаобнаруж.
руж.
не
не
обнаобнаруж.
руж.
Р4
0,12
0,08
0,01
<0,01
не
обнаруж.
не
обнаруж.
Требования
ГОСТ 29186-91
не более 1,0
не более 1,0
не более 0,2
не более 0,03
ГОСТ 26932-86
ГОСТ 26930-86
ГОСТ 26933-86
ГОСТ 26927-86
не более 0,5
МУ 2142-80
не более 0,15
МУ 2142-80
Метод анализа
Результаты тестирования показателей химической безопасности исследованных образцов каррагинанов приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Результаты тестирования исследованных образцов каррагинанов по показателям
химической безопасности
Показатель
Образец
Требования
Метод анализа
ГОСТ
С1
С2
Свинец, мг/кг
0,22
0,15
не более 2,0
ГОСТ 26932-86
Мышьяк, мг/кг
0,13
0,19
не более 3,0
ГОСТ 26930-86
Кадмий, мг/кг
0,12
0,07
не более 1,0
ГОСТ 26933-86
Ртуть, мг/кг
<0,01
<0,01
не более 1,0
ГОСТ 26927-86
137
Cs, Бк/кг
9±10
10±10
не более 160
МУК 2.6.1.1194-03
90
Sr, Бк/кг
5±10
5±10
не более 90
МУК 2.6.1.1194-03
57
Полученные результаты свидетельствуют о том, что по показателям химической
безопасности все исследованные образцы растительных полисахаридов (пектинов и каррагинанов) удовлетворяют действующим гигиеническим нормативам и могут быть использованы в качестве сырья для получения биодеградируемых полимеров, используемых в пищевой промышленности.
Библиография
1. Zhang Y.C., Rempel С., Liu Q. Thermoplastic starch processing and characteristics – a review //
Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2014. – Vol. 54, Issue 10. – P. 1353–1370.
2. Буряк В.П. Биополимеры. Есть ли альтернатива? // Полимерные материалы. – 2006. – № 1. –
С. 32–33.
3. Shah A.A., Hasan F., Hameed A. et al. Biological degradation of plastics: a comprehensive review
// Biotechnology Advances. – 2008. – Vol. 26. – P. 246–265.
УДК 675;81:637;146.4
РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРОВ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПИКЕЛЕВАНИЯ
ОВЧИННО-МЕХОВОГО СЫРЬЯ
Е.В. Жарникова, Дм.В. Шалбуев
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В процессе переработки сырья на предприятиях кожевенно-меховой индустрии образуется значительное количество твердых отходов. При использовании совремнной технологии обработки шкур из 1 т сырья получается около 200 кг готовой кожи, т.е. кожевенная промышленность производит значительное количество отходов. В меховом производстве актуальной проблемой является утилизация некондиционного овчинно-шубного
и пушно-мехового сырья. Образование и накопление отходов кожевенно-мехового производства негативно отражается на состоянии окружающей среды, переработка отходов
требует существенных материальных затрат.
Разработка коллагенсодержащих препаратов для использования в кожевенномеховой индустрии является решением актуальной проблемы снижения антропогенной
нагрузки на окружающую среду.
Перспективным способом подготовки кожевой ткани к дублению является биотехнологическое пикелевание с использованием кисломолочных композиций (КМК) и продуктов растворения коллагена (ПРК), исключающее применение хлорида натрия. Целью
исследований была разработка параметров инновационной экологически чистой технологии пикелевания, обеспечивающей снижение расхода химматериалов, уменьшение поступления токсичных веществ в нативные водные объекты, а также рациональное использование коллагенсодержащих отходов, образующихся на предприятиях кожевенно-меховой
индустрии.
Для опытного намазного бессолевого биотехнологического пикелевания овчинномехового сырья в качестве пикельного раствора использовали кисломолочную композицию, полученную в результате рекультивации кислотных симбиозов, обладающих величиной титруемой кислотности не менее 300оТ, концентрацией молочной кислоты не менее 25 г/дм3. КМК получали путем объемно-доливного культивирования кисломолочных
симбиозов в течение 16-18 сут при температуре (22±1)°С. Естественную симбиотическую
курунговую закваску готовили из кефирной грибковой закваски и заквасок на чистых
культурах ацидофильной (Lactobacillus acidophilus), болгарской (Lactobacillus delbrueckii
ssp bulgaricus) палочек на композиционной питательной среде, состоящей из пастеризованной смеси обезжиренного молока и/или обезжиренной творожной сыворотки.
58
Также компонентом пикельного состава являлись ПРК, полученные согласно запатентованной технологии с применением вышеописанных кисломолочных композиций [1].
Процесс получения ПРК представляет собой комплекс химико-технологических операций, в основе которых лежит разрушение щелоче- и кислотолабильных связей в макромолекуле коллагене. Сравнивая традиционные способы разрушения межмолекулярных поперечных связей в зрелом коллагене, необходимо отметить, что применение органических и минеральных кислот, перекисей в совокупности с повышенной температурой обработки ведет к существенным потерям белка. Применение КМК в качестве кислотного
агента, по мнению авторов, сохраняет высокомолекулярные пептидные цепи. Анализ
коллоидно-химических свойств составов ПРК-КМК показывает, что исследуемые коллоидные системы проявляют свойства, характерные для поверхностно-активных веществ
(ПАВ).
Эффект пикелевания обусловлен наличием молочной кислоты в композиции, накапливающейся в процессе вовлечения кисломолочными бактериями в метаболизм лактозы.
В результате совместного воздействия кисломолочных симбиозов и молочной кислоты,
содержащихся в КМК, происходит дезинтегрирующее воздействие на коллагеновые волокна с их последующим разволокнением и понижением температуры сваривания кожевой ткани меховой овчины до 47-49оС после этапа пикелевания.
Предварительные исследования [2] показали, что для получения качественного полуфабриката необходимо проводить пикелевание КМК с величиной титруемой кислотности не ниже 300оТ. Также ранее было получено подтверждение эффективности применения смеси КМК и ПРК в отличие от методик с непосредственным использованием КМК и
типовых способов обработки сырья [3]. Для эффективного проведения процесса пикелевания подобран оптимальный расход компонентов опытного состава для пикелевания с
применением метода математического моделирования.
В результате работы определены параметры проведения биотехнологического пикелевания: t=20±2оС; τ=1,5 ч; титруемая кислотность КМК≥300оТ; рН ПРК≤3,5; расход
КМК = 1-10 см3/дм2, расход ПРК 1-8 см3/дм2; пролежка 24 ч.
Биотехнологическое пикелевание проводили намазным способом с исключением
хлорида натрия из рабочего состава. Овчины после стадий обезжиривания, мездрения и
платировки укладывали бахтармой наружу и наносили щеткой с натуральным ворсом пикельный состав, предварительно взятый в выверенных расходах. Нанесение проводили
каждые 30 мин трехкратно. В перерывах овчины складывали бахтармяной стороной
внутрь и укрывали полиэтиленовой пленкой. Таким же способом проводили пролежку в
течение 24 ч при температуре 18±2оС.
Контроль качества проведения процесса проверяли по температуре сваривания, наличию «сушинки» и окрашиванию среза метиловым красным.
Выделанную меховую овчину проверяли на соответствие требованиям ГОСТ [4].
Результатом применения продуктов растворения коллагена в процессе пикелевания
меховой овчины с помощью кисломолочных композиций и ПРК является получение мехового полуфабриката с улучшенными упругопластическими свойствами кожевой ткани;
уменьшение антропогенной нагрузки на окружающую среду за счет исключения из пикельного раствора агрессивных кислот и рациональное использование отходов кожевенной и молочной промышленности. Пикелевание составом, состоящим из КМК и ПРК,
существенно улучшает такие органолептические показатели как пластичность, мягкость
кожевой ткани, чистота волосяного покрова – волос становится рассыпчатым, шелковистым. Кожевая ткань овчин, обработанных кисломолочными композициями, обладает высокой проницаемостью для дубящих веществ.
Применение биотехнологического пикелевания в технологическом цикле позволяет
достичь оптимальной степени разупорядочения макромолекулы коллагена дермы благодаря совместному воздействию кислототолерантных микроорганизмов, входящих в со59
став микробиоценоза исследуемых композиций, а также за счет комплекса органических
кислот и ферментов, продуцируемых этими организмами.
Таким образом, разработаны параметры биотехнологического пикелевания овчинно-мехового сырья, позволяющего получить меховой полуфабрикат, удовлетворяющий
требованиям ГОСТ, при исключении хлорида натрия и кислот.
Библиография
1. Пат. RU №2486258 Способ получения продуктов растворения коллагена / Д.В. Шалбуев,
Е.В. Жарникова. МПК С14С 1/08. Заявл. 10.01.2012, опубл. 27.06.2013. – Бюл. № 18 .
2. Шалбуев Д.В., Титова И.И., Цыренова С.Б. и др. Влияние продуктов растворения коллагена на коллоидно-химические и термодинамические свойства системы биополимерорганический растворитель // Кожевенно-обувная промышленность. – 2009. – № 5. – С. 31-32.
3. Шалбуев Д.В., Жарнникова Е.В. Разработка биотехнологического метода пикелевания на
основе кисломолочных композиций и продуктов растворения коллагена // Кожевенно-обувная
промышленность. – 2010. – № 3. – С. 42-44.
4. ГОСТ 4661-76 Овчина меховая выделанная. Технические условия; Введен 01.01.1977. –
М.: Изд-во стандартов, 2002. – 11 с.
УДК 579.017
БРОЖЕНИЕ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМОЕ БАКТЕРИЯМИ В. ADOLESCENTIS
Н.А. Замбалова, Н.Ю. Потапчук, И.В. Хамаганова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Нормальная микрофлора кишечника человека выполняет три самые важные функции – пищеварительную, синтетическую и защитную, и для нормального функционирования пищеварительной системы и всего организма в целом критически важен сбалансированный и полноценный состав кишечной микрофлоры.
В кишечнике человека наибольшая частота встречаемости и количественные уровни
характерны для рода Bifidobacterium (частота встречаемости от 78,6 до 100%, при средних
уровнях 6,3-10,85 log КОЕ/г) [5]. Наиболее физилогическими для организма человека являются В. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve и B. infantis [6]. С большой частотой
в биоценозе обнаруживаются виды B. bifidum, B. longum и B. adolescentis (39-75%), причем два последних преобладают у взрослых людей, а виды B. breve и B .infantis – преимущественно у детей грудного возраста (17-36%).
В России число пожилых людей и их доля в общей численности населения, как и во
всем мире, постоянно возрастает. Так, по данным экспертов Управления статистики населения и здравоохранения Росстата РФ [3], количество пожилых людей старше 65 лет составляет 13% от общего числа жителей (согласно классификации ООН, страна считается
старой, если в ней доля жителей старше 65 лет составляет более 7%).
Для такой значительной части населения важнейший фактор здоровой старости –
это рациональное питание. У лиц пожилого и старческого возраста постепенно ухудшается переваривающая и всасывающая способность слизистой оболочки кишечника. При атрофии ворсинок кишечника снижается активность пищеварения и всасывания компонентов пищи. Следствием этого является дефицит в организме белков, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов.
Вышеизложенное послужило основанием выбора для исследований, разработки
пробиотических продуктов видов бифидобактерий B. longum и B. adolescentis. Целью работы на данном этапе явилось исследование cинтеза органических кислот при бифидоброжении.
60
В качестве объектов исследований были выбраны чистые культуры бактерий:
штамм Bifidobacterium longum ДК-100 и Bifidobacterium adolescentis DSM 283, полученные из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика». Культуры микроорганизмов были активизированы уникальным биотехнологическим методом, разработанным в ВСГУТУ. Для культивирования пробиотических микроорганизмов применяли питательную среду на основе осветвленной творожной сыворотки
с внесением ростовых компонентов [4].
Для изучения процессов брожения были исследованы выбранные чистые культуры
B. longum ДК-100 и B. adolescentis DSM 283 в сочетаниях 30:70, 40:60 соответственно.
Содержание органических кислот определяли методом капиллярного электрофореза на
приборе «Капель» [1].
Брожение – это метаболический процесс, при котором регенирируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и
акцепторами водорода.
Все виды бифидобактерий при первичном выделении являются строгими анаэробами. В присутствии углекислого газа они могут быть толерантными к кислороду. При лабораторном культивировании эти микроорганизмы приобретают способность развиваться
в присутствии некоторого количества кислорода, а в высокопитательных средах – расти в
полностью аэробных условиях. Чувствительность к кислороду у многих штаммов варьирует, что обусловлено различиями в механизме брожения. Некоторые виды могут расти в
атмосфере воздуха, обогащенного 10% углекислого газа. Оптимальной является температура (37-40)°С. Оптимальное значение рН составляет (6-7), при рН ниже 4,5 и выше 8,5
рост микроорганизмов прекращается.
Бифидобактерии являются хемоорганотрофами, активно сбраживают сахарозу, галактозу, фруктозу, раффинозу, лактозу и другие с образованием, в основном, уксусной и
молочной кислот в молярном соотношении 3:2. Суммарное уравнение носит особый характер и не соответствует ни гомоферментативному, ни типичному гетероферментативному молочнокислому брожению. Образуют также примеси муравьиной и янтарной кислот, этанола. Масляную, пропионовую кислоты и углекислый газ не образуют. Для роста
на питательных средах нуждаются в добавлении витаминов.
Бифидобактерии не продуцируют каталазы, не образуют индол и сероводород, не
восстанавливают нитраты, не разжижают желатин. Они не продуцируют фенол, не образуют аммиак из аргинина. При развитии в лакмусовом молоке бифидобактерии вызывают
частичное или полное его восстановление. Бактерии способны развиваться в бульоне из
гидролизованного молока с 2%-ным раствором поваренной соли, 20% желчи, концентрацией фенола 1:250. Цитраты в качестве источника энергии бифидобактерии не используют.
Результаты исследований представлены в таблице. Идентифицированы молочная,
уксусная, лимонная, щавелевая кислоты.
Таблица – Содержание органических кислот
Кислоты,
мкг/л
Молочная
Уксусная
Лимонная
Щавелевая
Соотношение бактерий
B. longum ДК-100
B. adolescentis DSM 283
199000
12700
8290
-
204000
10000
7710
-
30:70
40:60
299000
20800
9100
3880
294000
20100
9070
3650
Как видно из данных таблицы, для культуры B. adolescentis DSM 283 характерна
высокая концентрация молочной кислоты, B. longum ДК-100 – в меньшей степени.
61
Высокая кислотообразующая способность выявлена для сочетаний бифидобактерий.
Полученные результаты дают импульс для дальнейших исследований. С учетом видового состава бифидофлоры людей старшего возраста, органолептических свойств, продолжительности сквашивания, количества жизнеспособных клеток, содержания органических кислот, антибиотической, протеолитической и собственной β-галактозидазной активности бифидобактерий можно подбирать оптимальные соотношения культур для создания пробиотических продуктов.
Библиография
1. 77. М-04-41-2005 Методики для системы капиллярного электрофореза «Капель-105».
2. Меркулова Л.В., Ерошкина О.Е., Казакова И.В. Полиморфизм бактерий рода
Bifidobacterium // Молочная промышленность. – 2012. – № 9. – С. 39.
3. Грицюк М. Способ борьбы со старостью // Российская газета. – 2013. – № 6196 от 2 окт.
4. Хамагаева И.С. Метаболизм пробиотических микроорганизмов: учеб. пособие. – УланУдэ: Изд-во ВСГТУ, 2010. – 112 с.
5. Шкопоров А.Н., Ефимов Б.А., Хохлова Е.В. и др. Влияние приема пробиотических бактерий рода Lactobacillus и Bifidobacterium на состав микрофлоры кишечника у здоровых людей //
Техника и технология пищевых производств. – 2014. – № 1. – С. 126-130.
6. Янковский Д.С., Дымент Г.С. Бифидобактерии и лактобациллы как оптимальная основа
современных пробиотиков // Современная педиатрия. – 2006. – № 3 (12). – С. 1-10.
УДК 664.959.5
РАЗРАБОТКА БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОДУКТА
НА ОСНОВЕ МЕРЦЕНАРИИ СТИМПСОНА
О.В. Зимина, Л.В. Шульгина
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет
г. Владивосток, Россия
Одной из актуальных проблем в настоящее время является разработка новых продуктов питания, обладающих наряду с высокой пищевой ценностью функциональными
свойствами, а также хорошими органолептическими показателями. И в этом смысле
большие возможности открываются при создании эмульсионных продуктов питания на
базе сырья из гидробионтов. Белковые и полисахаридные компоненты гидробионтов обладают высокими эмульгирующими свойствами, что позволяет их использовать как основу для создания новых функциональных продуктов с высокой пищевой ценностью [1, 2].
Цель работы – обоснование и разработка технологии функционального продукта на
основе гидролизата из мерценарии Стимпсона.
Выбор мерценарии Стимпсона в качестве сырья для разработки эмульсионных продуктов обусловлен тем, что она характеризуются наличием большого количества полноценных белков и низким – жира, содержит углеводы, минеральные вещества, ценные
биологически активные соединения [3].
В качестве основного сырья была использована мерценария Стимпсона (химический состав и энергетическая ценность представлены в таблице 1).
Таблица 1 – Химический состав и энергетическая ценность ноги и мантии мерценарии
Cтимпсона
Образец
Нога
Мантия
белок
9,2 ± 0,1
9,7 ± 0,1
Содержание, %
углеводы
1,3 ± 0,3
1,0 ± 0,1
62
липиды
0,9 ± 0,1
0,8 ± 0,1
Энергетическая
ценность, ккал
46,0 – 51,3
46,3 – 51,7
Дополнительными материалами служили ферментный препарат «Протамекс», соль
пищевая, масло растительное подсолнечное рафинированное, эмульгатор-стабилизатор
MSC 6351, сухое обезжиренное молоко.
Подготовку всех компонентов осуществляли следующим образом. Приготовление
гидролизата из мерценарии Стимпсона осуществляли путем ферментативного гидролиза
из измельченных тканей с использованием ферментативного препарата Протамекс с протеолитической активностью 400 ПЕ/г. Рациональные условия ферментативного гидролиза
приведены в таблице 2. В процессе гидролиза происходило частичное расщепление белков и накопление белковых субъединиц с меньшей молекулярной массой, проявляющих
структурообразующие свойства, что обусловливало формирование необходимой структуры полученного гидролизата.
Таблица 2 – Рациональные параметры гидролиза субстрата из мерценарии Cтимпсона
с использованием препарата Протамекс
Параметр
Продолжительность, ч
Температура, °С
Количество протамекса, ПЕ/г сырья
Гидромодуль
Активность реакции среды, рН
Характеристика
1,5-2
38-40
0,5-1,0
1:1
6,8 ± 1,5
После прекращения ферментативного гидролиза смесь инактивировали прогреванием на водяной бане в течение 20 мин при температуре 70оС и затем охлаждали.
Известно, что подобное ферментативное воздействие на сырье увеличивает количество аминокислот и пептидов с низкой молекулярной массой, что повышает относительную биологическую ценность гидролизатов и конечных пищевых продуктов с их использованием.
Полученный гидролизат представлял собой белковую сметанообразную массу светло-кремового цвета, слабо выраженным моллюсковым запахом, приятным белковым вкусом.
Для выбора рациональных соотношений белковой ферментированной и масляной
частей создали модельные композиции с различным процентным соотношением указанных компонентов.
В качестве масляной основы был использован пряно-масляный экстракт (ПМЭ), обладающий выраженным антимикробным и антиоксидантным действием [4]. Получали
ПМЭ следующим образом. Пряность измельчали до порошкообразного состояния и вносили в емкость с нагретым до 100 оС растительным рафинированным маслом и перемешивали. Продолжительность экстрагирования пряностей составляла 24 ч. Полученную
пряно-масляную смесь отстаивали в течение 24 ч и отделяли масло от осадка.
Эмульгатор-стабилизатор MSC 6351 в количестве 0,5-1,0 % от общей массы белково-липидной смеси вводили в подогретый до 65-80 оС ПМЭ, тщательно перемешивали до
полного его растворения. При этом ПМЭ приобретал густую консистенцию.
В состав рецептуры продукта компоненты входили в следующих количествах, %:
пряно-масляный экстракт – 40, гидролизат из мерценарии – 55, сухое обезжиренное молоко – 3, соль пищевая – 1,2, эмульгатор-стабилизатор MSC 6351 – 0,8.
Затем все подготовленные компоненты: подсоленную белково-молочную смесь,
пряно-масляный экстракт с растворенным в нем эмульгатором-стабилизатором MSC
6351, тщательно перемешивали и гомогенизировали до получения однородной эмульсии.
Полученную эмульсию пастеризовали при температуре 80оС в течение 5 мин, затем ее
охлаждали до 10 оС. Белково-липидную смесь фасовали в банки стеклянные или из полимерных материалов вместимостью 50-250 см3, охлаждали и хранили при температуре от
минус 2 до 5 оС в условиях бытового холодильника в течение 4 мес. Исследования каче63
ства белково-липидного продукта показали, что в процессе хранения органолептические
и физико-химические показатели, а также показатели безопасности достоверно не изменялись.
Основные физические и химические показатели качества белково-липидного продукта на основе гидролизата из мерценарии Стимпсона приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Физико-химические показатели белково-липидного продукта
Показатели
Влага, %
Жир, %
Белок, %
Углеводы, %
Зола, %
Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг
Энергетическая ценность, ккал
Значения
50,9 ± 1,5
39,4 ± 0,3
4,8 ± 0,8
1,8 ± 0,5
1,2 ± 0,4
1,23
381 ± 7,1
Полученный данным способом белково-липидный продукт имел приятный белковосливочный вкус и запах, цвет от молочного до светло-кремового, гомогенную однородную и пластичную массу, легко намазывающуюся консистенцию.
Продукт безопасен, в процессе хранения при температуре от минус 2 до 5 оС в течение 4 мес сохранял свои первоначальные органолептические показатели, характеризовался устойчивостью к микробной и окислительной порче, стабильностью химического состава, структуры и консистенции.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлена возможность
использования гидролизата из мерценарии Стимпсона для производства функциональных
эмульсионных продуктов, которые отличаются высокой пищевой ценностью и хорошими
потребительскими свойствами.
Библиография
1. Куроптева Л.А., Панкратов В.В. Разработка продуктов здорового питания на основе
рыбной икры // Техника и технология пищевых производств. – 2012. – № 1. – С. 107-112.
2. Богданов В.Д., Сафронова Т.М. Структурообразователи и рыбные композиции. – М.:
ВНИРО, 1993. – 172 с.
3. Ковалев Н.Н., Купина Н.М., Есипенко Р.В. Исследование химического состава, пищевой
ценности и безопасности мерценарии Стимпсона // Рыбное хозяйство. – 2013. – № 4. – С. 132-136.
4. Пат. 2427277 РФ, А23D 9/00 Способ получения пищевого масла /Л.Ю. Лаженцева,
Э.Н. Ким, Л.В. Шульгина, Р.Ю. Шульгин: заявитель и патентообладатель Дальрыбвтуз. – Бюл.
№ 24, 2011. – 7 с.
УДК 664.8.039.7
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ШТАММА ЛАКТОБАКТЕРИЙ,
ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ ПРИРОДНОГО ИСТОЧНИКА
М.И. Зимина, О.О. Бабич, И.С. Милентьева
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
г. Кемерово, Россия
В настоящее время появляется все больше работ, посвященных изучению антимикробных свойств лактобактерий [1]. Известно, что лактобактерии могут ингибировать рост
многих пищевых патогенов, фитопатогенов и плесневых грибов [2]. Большинство авторов
описывают антагонистические свойства лактобактерий, выделенных из молочнокислых
продуктов [3]. Антимикробные свойства лактобактерий, выделенных из растений, часто не
64
принимаются во внимание и лишь незначительное количество исследований посвящено
изучению их свойств [4].
Целью исследований являлось выделение и идентификация штамма лактобактерий из
свежего перца для дальнейшего изучения антимикробных свойств выделенного штамма.
Объектом исследований являлся штамм микроорганизмов, выделенный из свежего
перца.
Для идентификации видовой принадлежности использовали морфологические характеристики, их исследование проводили путем микроскопирования. В ходе изучения
определяли диаметр колонии в миллиметрах, цвет, форму, консистенцию, структуру, поверхность, характер контура края.
В качестве питательной среды для изолирования чистых культур молочнокислых
бактерий из образцов растений было взято молоко с содержанием жира 0,5 %. Молоко
разливали в пробирки по 10 мл, которые закрывались ватными пробками и стерилизовались в автоклаве.
Для выделения культур бактерий из образца растительную ткань измельчали и
растирали в стерильных фарфоровых ступках, после чего производился засев пробирок со стерильным обезжиренным молоком растительной массой, подготовленной
описанным способом. Из каждого образца посев производился в 3 пробирки, которые
инкубировались в термостате при температуре 30, 37 и 45°С.
С целью получения чистой культуры бактерий, производились ежедневные перевивки до получения в пробирках со стерильным обезжиренным молоком ровного, плотного сгустка без разрывов и пузырьков газа. Окончательное выделение чистых культур
штаммов бактерий, сквашивающих лактозу, осуществляли путем рассева сгустка молока
на гидролизованное молоко в чашках Петри, с целью получения изолированных колоний,
которые отсевались на косой агар [5].
Изучение культуральных и морфологических свойств проводили на плотной среде –
агаре MРС, г/л: бактопептон – 10,0; мясной экстракт – 10,0; дрожжевой экстракт – 5,0; глюкоза – 20,0; твин – 1,0; аммоний лимоннокислый – 2,0; натрий уксуснокислый – 5,0; гидрофосфат натрия – 2,0; магний сернокислый 7-водный – 0,1; марганец сернокислый 5-водный –
0,05; агар – 20,0.
Для изучения биохимических свойств штамма использовали стандартизированные
тест-системы API 50 CHL с программным обеспечением идентификации Аpiweb производства ВioMerieux (Франция). Данная тест-система включает 50 биохимических тестов
по изучению углеводного обмена микроорганизмов и предназначена для идентификации
бацилл, энтеробактерий и вибрионов.
Культуру получили из природного источника. Для идентификации выделенного
штамма необходимо было изучить его морфологические, культуральные и физиолого–
биохимические свойства. При определении морфологических свойств выделенного
штамма изучали такие показатели, как размер, форма и расположение клеток, наличие
спор отношение к окраске по Граму. Культуральные признаки определяли характером
роста на питательных средах. Культуральные признаки постоянны для каждого вида бактерий и они являются важными диагностическими признаками. Полученные данные
представлены в таблице 1.
Для определения видовой принадлежности бактерий рода Lactobacillus провели
биохимические исследования с помощью тест-системы API 50. Результаты исследования
физиолого-биохимических свойств культур изучаемых штаммов бактерий приведены в
таблице 2.
В результате анализа фенотипических свойств установлено, что бактерии образуют
выпуклые, круглые, рельефные, шероховатые колонии неправильной формы с ровными
краями белого цвета. Консистенция колоний плотная, сухая с белым зернистым налетом,
легко снимается с агара. Грамположительные бактерии размером 5-10 мкм при выращи65
вании на питательной среде имеют вид палочек, иногда расположенных в цепочках. Палочки не подвижны. Культура не является спорообразующей.
Таблица 1 – Характеристика фенотипических свойств выделенного штамма
Размер
Форма
Характер контура края
Рельеф
Поверхность
Цвет
Структура
Консистенция
5-10 мкм
палочкообразная, неспорообразующие
край ровный, профиль колоний выпуклый
рельефные
шероховатые
поверхность белого цвета, непрозрачные
узорчатая, зернистая
консистенция колоний плотная с белым зернистым налетом, легко снимается с агара
Таблица 2 – Результаты биохимического тестирования микроорганизмов рода Lactobacillus
№
Название
Глицерол
Эритрит
D-арабиноза
L-арабиноза
Рибоза
D-ксилоза
L-ксилоза
Рибит
β-метил-ксилозид
Галактоза
D-глюкоза
D-фруктоза
D-маноза
L-сорбоза
Рамноза
Галактит
Инозитол
Манитол
Сорбитол
α-метил-D-манозид
α-метил-D- глюкозид
N-ацетилглюкозоамин
23 Амигдалин
24 Арбутин
25 Эскулин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Результаты
теста штамма
+
‒
‒
+
+
+
‒
‒
‒
+
+
+
+
‒
+
‒
‒
+
‒
‒
‒
+
№
Название
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
Салицин
Целлобиоза
Мальтоза
Лактоза
Мелибиоза
Сахароза
Трегалоза
Инулин
Мелицитоза
D-рафиноза
Крахмал
Гликоген
Ксилит
β-генцибиоза
D-тураноза
D-ликсоза
D-тагатоза
D-фукоза
L-фукоза
D-арабит
L-арабит
Глюконат
+
+
+
48
49
50
2-кето-глюконат
5-кето-глюконат
Контроль
Результаты
теста штамма
+
+
+
+
‒
+
+
‒
‒
‒
‒
‒
‒
+
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
+
‒
‒
‒
Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том что, микроорганизмы,
полученные из свежих овощей, близки по фенотипическим показателям к бактериям рода
Lactobacillus.
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что грамположительные палочки ферментируют: глицерол, L-арабинозу, рибозу, D-ксилозу, галактозу, Dглюкозу, D-фруктозу, D-маннозу, рамнозу, маннитол, N-ацетил-глюкозоамин, амигдалин,
арбутин (бета-D-глюкопиранозид), эскулин, салицин. Штамм бактерий обладает способ66
ностью вырабатывать целлобиозу (4-(β-глюкозидо)-глюкоза), мальтозу, сахарозу, лактозу,
трегалозу, β-генцибиозу, глюконат.
Данные биохимических характеристик соответствуют виду Lactobacillus pentosus
на 98%, а тест на вид Lactobacillus plantarum показал принадлежность к таксону данного
микроорганизма на 1,2%.
Библиография
1. Ngoune L.T., Mbawala А., MbofungС.М. Assessment of physiological properties of some lactic acid bacteria isolated from the intestine of chickens use as probiotics and antimicrobial agents against
enteropathogenic bacteria daoudou bakari // Innovative Romanian Food Biotechnology. – 2011. – Vol. 8.
– P. 33-40.
2. Abdelkader M., Nour-Eddine Chihib, Abdelkader Dilmi Bouras et al. Antibacterial Activity of
Some Lactic Acid Bacteria Isolated from an Algerian Dairy Product // Journal of Environmental and
Public Health. – 2009. – Р. 6.
3. Kučerová K., Chumchalová J., Míková K. et al. Screening of lactic acid bacteria for antimicrobial properties from mayonnaise-based products and raw materials // European Food Research and
Technology. – 2007. – Vol. 226. – P. 265-272.
4. Imene F., Afef Najjari, Yousra Turki et al. Diversity and Antimicrobial Properties of Lactic
Acid Bacteria Isolated from Rhizosphere of Olive Trees and Desert Truffles of Tunisia // BioMed Research International. – 2013. – Р. 14.
5. Йылдырым Е.А., 2009. Гетероферментативные молочнокислые бактерии и перспективы их использования в растениеводстве и кормопроизводстве. M.S. thesis, Всероссийский
научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург.
УДК 662.758.2
ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ СОЛОМЫ ПШЕНИЦЫ
ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА
Н.В. Зорина, С.Н. Евстафьев
Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск, Россия
Реакционная способность лигноцеллюлозы при ферментативном гидролизе, как
правило, незначительная, что объясняется протеканием его в гетерогенной среде, на поверхности субстрата, имеющего упорядоченную структуру. Кроме того, доступ ферментов к гликозидным связям целлюлозы затруднен лигнином и гемицеллюлозой, покрывающими микрофибриллы целлюлозы. Все это в комплексе обусловило необходимость
разработки методов предподготовки лигноцеллюлозы, в том числе, методов делигнификации, обеспечивающих повышение ее реакционной способности к ферментолизу.
Альтернативой традиционно использующимся методам удаления лигнина [1-3] является окислительная делигнификация [4], при осуществлении которой в качестве окислителей применяют кислород, пероксид водорода, озон, перуксусную кислоту и др. Окислительную делигнификацию лигноцеллюлозы проводят в щелочной или кислой среде [46], что существенно повышает затраты и экологическую опасность производства в то
время, как с высокой эффективностью продукты окисления могут быть удалены экстракцией в суб- или сверхкритических условиях.
Целью данной работы стало изучение влияния предварительного окисления соломы
пшеницы пероксидом водорода на выход и состав продуктов ее автогидролиза и этанолиза.
Окисление соломы выполняли пероксидом водорода при 100˚С в течение 2 ч на водяной бане с обратным холодильником при перемешивании. Использовали пероксид водорода с концентрацией 10, 20 и 30%. Окисленный остаток отфильтровывали, промывали
дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу до постоянной массы. Экстракцию окисленной соломы в суб- и сверхкритических условиях выполняли на лабораторной установке [7]. Жидкие продукты фракционировали с выделением гексанового экс67
тракта (ГЭ), этанол-лигнина (ЭЛ), водорастворимых соединений (ВР) и этанольного экстракта (ЭЭ) [8]. Предположительно ВР являются продуктами гидролиза полисахаридов, а
соединения, входящие в состав ГЭ, ЭЛ и ЭЭ, – продуктами деструкции лигнина.
Выход растворимых соединений при экстракции соломы водой при 100ºС составил
16%, а в результате окисления пероксидом водорода увеличился до 21%.Установлено, что
изменение концентрации пероксида водорода от 10 до 30% практически не влияет на выход растворимых соединений из соломы во время окисления, но существенно изменяет
степень конверсии и групповой состав жидких продуктов вовремя автогидролиза и этанолиза.
Степень конверсии окисленной соломы в процессе автогидролиза при 280ºС увеличивается с повышением концентрации пероксида водорода, максимальное значение получено после предварительного окисления 30% Н2О2. В жидких продукта автогидролиза неокисленной соломы преобладают продукты гидролиза полисахаридов (табл.). Несмотря
на то, что предварительное окисление 10 и 20% Н2О2 уменьшает содержание ВР в экстракте, их количество все равно остается в 2 раза больше, чем продуктов деструкции лигнина. В экстракте, полученном после предварительного окисления 30% Н2О2, соотношение продуктов деструкции лигнина и гидролиза полисахаридов становится практически
одинаковым с небольшим перевесом в сторону последних.
Больший выход продуктов деструкции лигнина был получен при этанолизе. Конверсия соломы в процессе экстракции сверхкритическим этанолом увеличивается после
проведения предварительного окисления, относительно исходной соломы. Вовремя этанолиза неокисленной соломы преобладающими становятся процессы делигнификации,
при этом выход продуктов деструкции лигина достигает 11,4%, а при автогидролизе в
этих же условиях только 5,1% на а.с.м. Проведение окисления перед этанолизом, позволяет увеличить выход продуктов делигнификации до 20,4% на а.с.м.
Несмотря на то, что проведение суб- и сверхкритической экстракции в зоне высоких
температур дает высокую степень конверсии биомассы, степень газообразования в этих
условиях может достигать от 25 до 46% на а.с.м., что говорит о большой потере растворившихся веществ. Проведение автогидролизапри 200°С позволило снизить газообразование и повысить выход жидких продуктов до 32,3% для исходной соломы и до 53,4%
для окисленной. В составе жидких продуктов автогидролиза исходной соломы на долю
ВР приходится 70% на экстракт. Предварительное окисление увеличивает степень конверсии биомассы, повышает долю ВР в жидких продуктах автогидролиза до 84% на экстракт, при этом газообразование составило 1,4% на а.с.м.
Таблица – Групповой состав жидких продуктов экстракта соломы пшеницы
Образец
соломы
Концен
трация
Н2О2, %
Исходный
Окисленный
Исходный
Окисленный
Окисленный
Окисленный
Исходный
Окисленный
30
10
20
30
30
Растворитель
вода
вода
вода
вода
вода
вода
этанол
этанол
Условия
Степень конверсии, %
на а.с.м.
200/30/60*
200/30/60
280/30/10
280/30/10
280/30/10
280/30/10
280/30/10
280/30/10
39,3
54,6
39,1
54,4
65,7
68,1
32,7
48,9
Групповой состав, на а.с.м.
ВР
27,2
46,1
12,6
10,6
9,1
10,2
9,4
4,4
ГЭ
0,2
0,6
0,2
1,3
0,2
3,0
0,6
1,2
ЭЛ
2,0
0,8
1,3
1,8
1,0
7,8
10,0
ЭЭ
4,9
4,5
4,1
2,3
2,6
4,4
3,0
9,2
*200/30/60 – температура 200˚С, давление 30 МПа, продолжительность 60 мин
В результате работы установлено, что использование предварительного окисления
повышает степень конверсии соломы в процессе автогидролиза при 200ºС на 15,3%, при
68
280ºС на 29,0%. Наибольший выход жидких продуктов получен при 200ºС. В составе
жидких продуктов автогидролиза преобладают продукты гидролиза полисахаридов, а в
жидких продуктах этанолиза – продукты деструкции лигнина. Показано, что для удаления проду ктов окислительной делигнификации могут быть использованы процессы автогидролиза и этанолиза. Наибольший эффект получен при использовании этанола в сверхкритических условиях.
Библиография
1. Боголицын К.Г., Резников В.М. Химия сульфитных методов делигнификации древесины.
– М.: Экология, 1994.
2. Никитин В.М. Теоретические основы делигнификации. – М.: Лесная промышленность,
1981. – Т.1. – 296 с.
3. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. Производство сульфитной целлюлозы. – М.: Лесная промышленность, 1976. – Т. 1. – 624 с.
4. Боголицын К.Г. Современные тенденции в химии и химической технологии растительного сырья // Журнал Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева. – 2004. – Т. 48, №. 6. – С. 105-123.
5. Резников В.М. Превращения лигнина при окислении пероксидом водорода и молекулярным кислородом // Химия древесины. – 1991. – Т. 2. – С. 3-11.
6. Оболенская А.В. Химия лигнина: учеб. пособие для студентов заоч. обучения. – СПб.,
1993.
7. Евстафьев С.Н., Фомина Е.C., Привалова Е.A. Этанолиз пшеничной соломы в условиях
до- и сверхкритической экстракции // Химия растительного сырья. – 2011. – № 4. – С. 15-18.
8. Зорина Н.В., Евстафьев С.Н. Предварительная обработка соломы пшеницы перекисью
водорода с последующим автогидролизом // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология.
– 2013. – №2 (5). – С. 33-36.
УДК 664.953
ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА БЕЛКОВО-ЖИРОВОЙ ЭМУЛЬСИИ
НА КАЧЕСТВО ПАСТООБРАЗНЫХ КОНСЕРВОВ
А.Ю. Иванов, А.Г. Бурханова,
Н.В. Колесникова, Ю.Ю. Забалуева, И.А. Вторушина
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Разработка и использование полифункциональных добавок, недостаточная обеспеченность населения белковой пищей в сочетании с сокращением запасов традиционных
объектов рыбного промысла обусловливают необходимость создания и внедрения безотходных и малоотходных технологий обработки рыбного сырья, повышение доли его пищевого использования. Анализ отечественной и зарубежной литературы указывает на
широкий спектр исследований, посвященных использованию различных добавок и пищевых отходов, получаемых при переработке гидробионтов в создании новых продуктов из
рыбы. Однако сведений о свойствах малоценного сырья, как молоки, и его использовании
при производстве пастообразных консервов весьма ограничены. В связи с этим вопросы,
связанные с изучением нового направления в использовании молоки лососевых, с целью
внедрения рациональных технологий, способствующих расширению ассортимента и повышению качества рыбной продукции, являются актуальными.
Цель работы – изучение влияния компонентного состава белково-жировой эмульсии
(БЖЭ) на качество пастообразных консервов с применением вторичного сырья лососевых
рыб.
Объектами исследований были фарш из некондиционных рыб лососевых (ГОСТ
1168-86 «Рыба мороженная»), молоки лососевых рыб мороженные по ТУ 15-01261-95,
масло растительное, сыворотка молочная творожная, стабилизатор Гелеон–179М, пред69
ставляющий смесь животного и растительного белков, стабилизатора Е-412 и мальтодекстрина, БЖЭ, пастообразные рыбные консервы. Подготовку проб к исследованиям проводили по общепринятым методикам. Массовые доли белков, жиров, минеральных веществ и воды осуществляли по стандартным методикам.
В Дальневосточном регионе к наиболее массовым промысловым объектам относятся тихоокеанские лососи. В общем объеме тихоокеанских лососей основное значение
имеет кета (Oncorhynchus keta), при переработке которой достаточно высок выход молоки
рыб [1].
В работе были проведены исследования по изучению возможности использования
молоки кеты тихоокеанской в составе многокомпонентной БЖЭ, предназначенной для
производства пастообразных продуктов.
Многокомпонентная эмульсия из вторичного сырья, получаемого при переработке
кеты тихоокеанской, в частности молок, выход которых составляет до 7% к массе рыбы,
составляла основу модельных систем пастообразных консервов.
Молоки лососевых являются ценным пищевым сырьем, так как характеризуются
высоким содержанием белков (17,8 %). Содержание минеральных веществ почти в два
раза больше, чем в мясе кеты, а по массовой доле жира молоки значительно уступают основному сырью.
При производстве пастообразных рыбных консервов с использованием БЖЭ многокомпонентного состава необходимо получить эластичную, достаточно вязкую и стабильную фаршевую систему, которая представляет собой заранее подготовленную смесь компонентов БЖЭ и мышечной ткани некондиционных рыб лососевых (с механическими повреждениями, с дефектами разделки, нестандартные по размерам и деформированные
куски). Для получения более стабильной структуры многокомпонентной эмульсии использовали комплексный стабилизатор «Гелеон–179М». Кроме того, в состав БЖЭ вводили молочную сыворотку. Известно, что творожная сыворотка имеет низкое значение
рН и значительное количество молочнокислых бактерий, которые, вероятно, вызывают
разволокнение и деструкцию грубых волокон. Кроме того, микроорганизмы сыворотки
способны подавлять развитие гнилостной микрофлоры, что очень важно при производстве пастообразных продуктов с использованием вторичного сырья, получаемого при разделке рыбы.
Исследования функционально-технологических свойств модельных эмульсионных
систем БЖЭ, показали, что эмульсии имели достаточно высокие влагосвязывающую и
влагоудерживающую способности. Важными показателями для эмульсионных систем являются стабильность и их устойчивость при тепловой обработке, которые обеспечиваются стабилизацией коллоидной системы за счет снижения межфазного поверхностного натяжения, а также эмульгирующая способность, значения которой достигают 100 % при
соотношении компонентов «белок : влага : жир» равных 1 : 4 : 4, что приближено к оптимальному 1 : 5 : (3-5). Оптимальный вариант рецептуры БЖЭ, который использовали в
производстве пастообразного продукта из гидробионтов, представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Рецептура белково-жировой эмульсии
Компоненты
Молоки лососевых рыб
Стабилизатор «Гелеон–179М»
Молочная сыворотка
Масло растительное
Количество, %
39,0
1,0
30,0
30,0
Современные принципы разработки рецептур пастообразных изделий основаны на
выборе определенных компонентов в таких соотношениях, которые обеспечивали бы
достижение требуемого качества готовой продукции: определенный количественный и
70
качественный состав пищевых веществ, формирование высоких органолептических показателей. При этом одновременно выбранные компоненты рецептуры должны удовлетворять другому не менее важному требованию – иметь приемлемые функциональнотехнологические свойства, максимальную совместимость с другими компонентами. Эти
требования должны обеспечить в процессе производства продукта формирование стабильных мясных эмульсий.
Известно, что использование БЖЭ позволяет произвести частичную замену основного сырья при производстве продуктов питания, повышая их пищевую ценность и потребительские свойства. В связи с этим на следующем этапе стояла задача разработать
рецептуры пастообразных рыбных консервов из филе кеты и эмульсии на основе молоки
кеты.
Для выполнения поставленной задачи были разработаны четыре варианта рецептур
фаршевых систем пастообразных консервов, в которых массовая доля мяса кеты изменялась от 50 до 20 % с интервалом 10%, а доля БЖЭ увеличивалась от 50 до 80% с таким же
интервалом. Результаты изучения динамики функционально-технологических свойств
фаршевых эмульсионных систем показали, что при составлении фарша наиболее целесообразным количеством внесения БЖЭ на основе молоки кеты является 70 % (табл. 2).
Таблица 2 – Рецептура пастообразных консервов из гидробионтов
Наименование сырья, пряностей
Количество
и материалов
Сырье и пряности, кг на 100 кг продукции
Филе лососевых рыб
30.0
Белково–жировая эмульсия
70.0
Соль поваренная пищевая
1.5
Лук репчатый обжаренный
10.0
Перец черный молотый
0.02
Фарш, разработанный по предлагаемой рецептуре, имел следующий химический состав: белок – 18,5 %, жир – 15 %, углеводы – 2,8 %. Содержание поваренной соли в пастообразных консервах составляет 1,5 %, а кислотность 0,45 %.
Результаты изучения консистенции готовых пастообразных консервов показывают,
что готовый продукт имеет эластичную и нежную консистенцию. Наиболее пластичным
был образец с 70%-ным внесением БЖЭ. Необходимо отметить, что при внесении 50 %
БЖЭ консистенция фарша была излишне плотной и резинистой, а при добавлении 80 %
эмульсии наблюдалась рыхлость и пористость консистенции продукта. Результатами органолептических исследований консистенции продукта было установлено, что рецептура
фаршевой смеси, включающая 70% многокомпонентной БЖЭ и 30% мяса кеты тихоокеанской, наиболее оптимальна. Введение мышечной ткани кеты совместно с многокомпонентной эмульсией способствует повышению биологической ценности консервированного продукта, так как установлено, что в молоках лососевых наблюдается дефицит таких
важных незаменимых аминокислот, как валин, лейцин, изолейцин, которые в достаточном количестве содержатся в мышечной ткани лососевых рыб.
Таким образом, полученные результаты показали, что использование БЖЭ многокомпонентного состава при производстве пастообразных консервов способствует созданию нового продукта с высокими потребительскими свойствами.
Библиография
1. Кизеветтер И.В. Технологическая и химическая характеристика промысловых рыб Тихоокеанского бассейна.– Владивосток: Дальиздат, 1971. – 437 с.
71
УДК 636.5.083
ОЦЕНКА КОНТАМИНИРОВАННОСТИ МИКОТОКСИНАМИ
КОРМОВЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПТИЦЫ
А.С. Ишимцева1,2, В.П. Саловарова1
ФГБОУ ВПО ИГУ , ФГБУ Иркутская межобластная ветеринарная лаборатория2
г. Иркутск, Россия
1
В настоящее время птицеводство РФ благодаря совершенствованию селекции и
племенного дела, расширенному использованию лучших мировых пород птицы, превратилось в динамично развивающуюся отрасль сельскохозяйственного производства. Вместе с тем повышение реализации биоресурсного потенциала цыплят-бройлеров сдерживается использованием кормов, имеющих высокую контаминацию микотоксинами – токсичными метаболитами плесневых грибов. Микотоксины наносят огромный экономический вред птицеводству во всем мире [2]. Наличие микотоксинов – основной индикатор
недоброкачественности кормовой базы и одна из проблем обеспечения безопасности продукции птицеводства [5, 13, 15]. Поедание таких кормов снижает на 15-50 % секрецию
пищеварительных ферментов, оказывает иммунно-депрессивное действие, приводит к
снижению продуктивности, увеличению падежа птицы и ухудшению санитарноэпидемиологических показателей производимой продукции [4].
Известно более 300 различных микотоксинов, потребление которых с кормами и
кормовым сырьем приводит к токсическому эффекту различной степени у птиц и млекопитающих. Токсическое действие микотоксинов может проявляться в форме обширного
воспаления слизистых пищеварительного тракта, в возникновении дистрофических поражений органов и тканей. Многие микотоксины обладают мутагенными, канцерогенными
свойствами [6, 8]. Особенностью микотоксинов является сложность постановки правильного диагноза при отравлении ими, так как симптомы носят неспецифический характер и
схожи с симптомами различных заболеваний, не связанных с отравлением. Очень трудно
добиться разрушения микотоксинов, потому что они обладают высокой устойчивостью к
высоким температурам и химическим веществам. Имеющиеся нейтрализаторы токсинов в
системе корм-сорбент не в состоянии в полной мере обеспечить полное освобождение от
токсинов корма. Кроме того, различные виды и концентрация микотоксинов варьируют
каждый год, что связано с годовыми изменениями погодных условий и другими экологическими факторами [3]. Наиболее важными с точки зрения негативного воздействия на
птицу являются микотоксины, продуцируемые грибами рода Fusarium, Aspergillus,
Penicillium. Сегодня в значительной степени токсигенными грибами заражено семенное и
фуражное зерно, комбикорма [4]. Микроскопические грибы способны вырабатывать несколько микотоксинов, и может иметь место эффект синергизма, когда низкие дозы разных микотоксинов при совместном действии оказывают значительно большее токсическое действие на здоровье птицы, чем по отдельности [14]. Поэтому необходимо искать
защиту не от одного, двух, а от целого ряда микотоксинов, число которых постоянно растет.
На территории РФ наиболее распространенными микотоксинами являются афлатоксины, охратоксин А, трихоцетеновые микотоксины (Т-2, НТ-2, ДОН, зеараленон). Некоторые токсины оказывают специфическое воздействие, в то время как другие — более
общее. Так трихоцетеновые микотоксины вызывают раздражение тканей, особенно это
наблюдается в полости рта, дерматиты и раздражение слизистой желудочно-кишечного
тракта (ЖКТ). Основной физиологической реакцией на трихотецены является пониженный аппетит, что позволило дать им название «токсины отказа от корма». Они являются
сильными иммуносупрессорами, влияющими на клеточный иммунный ответ за счет прямого действия на селезенку, лимфоидные ткани, тимус и слизистую кишечника. Исследо72
вания принципа действия микотоксина дезоксиниваленол (ДОН) показали, что, нарушая
кишечный эпителий, ДОН увеличивает концентрацию белков в тонкой кишке, создавая
условия для активного роста бактерий из рода клостридий, являющихся основными возбудителями некротического энтерита [5, 6]. Афлатоксины оказывают сильное токсическое воздействие на печень, вызывают печеночный некроз, снижают метаболизм минералов, угнетают иммунную систему. Охратоксин А оказывает нефротоксическое, тератогенное, иммунодепрессивное воздействие. Таким образом, микотоксикозы – это чрезвычайно значимая проблема, требующая систематического контроля над содержанием микотоксинов в кормах и своевременного устранения их негативного воздействия в целях
обеспечения безопасности.
В связи с этим цель настоящей работы заключалась в проведении исследований, посвященных изучению содержания микотоксинов в кормах для птицы и выявлению особенностей их воздействия на организм птицы.
Материалы и методы
На базе Иркутской межобластной ветеринарной лаборатории был проведен контроль за содержанием микотоксинов в фуражном зерне, кормах, используемых в промышленном птицеводстве Иркутской области, с использованием иммуноферментного
метода анализа, позволяющего точно идентифицировать индивидуальный состав микотоксинов. Определение микотоксинов проводилось в следующих образцах кормов: пшеница фуражная (ООО «Саянский бройлер», Иркутская область); комбикорм (ИП «Лебедева» г. Саянск, Иркутская область); шрот соевый (ООО «Саянский бройлер», Иркутская
область). Количественное определение Т-2-токсина, афлатоксина В1, афлатоксина В1,
охратоксина А, зеараленона, дезоксиниваленола (ДОН) в указанных образцах кормовых
средств проводили путем ИФА с использованием диагностических наборов реагентов согласно утвержденным Техническим регламентам Таможенного союза и нормативным документам Российской Федерации [1, 7, 9–12, 16]. Результаты исследований обрабатывали
при помощи пакета программного обеспечения Microsoft Excel 2010. Различия считали
статистически достоверными при Р 0,05.
Результаты исследований
Методом иммуноферментного анализа в исследуемых образцах кормов установлено содержание охратоксина А, афлатоксина В1, ДОН, Т-2 токсина, зеареленона.
Результаты по определению количества микотоксинов в кормах приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Содержание микотоксинов в кормах птицы
Микотоксины
Охратоксин А
Афлатоксин В1
ДОН
Т-2 токсин
Зеараленон
Комбикорм,
(ИП «Лебедева»
г. Саянск, Иркутская область),
мг/кг
0,006
0,008
1,7
0,08
0,9
Пшеница фуражная,
(ООО «Саянский
бройлер»,
Иркутская область),
мг/кг
0,005
0,006
1,08
0,1
0,22
Шрот соевый,
(ООО «Саянский
бройлер»,
Иркутская
область), мг/кг
0,003
0,005
0,6
0,1
0,18
Требования
НД ТР ТС
021/2011,
мг/кг
< 0,005
< 0,005
<1,0
<0,1
<0,2
Представленные данные свидетельствуют о том, что, комбикорм (ИП «Лебедева»
г. Саянск, Иркутская область) содержит недопустимые концентрации всех исследуемых
микотоксинов. В данном кормовом продукте отмечается превышение зеараленона, дезоксиниваленола. Наиболее высокие концентрации дезоксиниваленола 1,7 и 1,08 мг/кг соответственно характерны для комбикорма и пшеницы фуражной. Полученные данные на73
глядно демонстрируют, что в промышленном птицеводстве необходим систематический
контроль кормовых средств, и использование ИФА позволит обеспечить качественный
мониторинг кормов и кормового сырья.
Таким образом, проведенные исследования выявили пораженность кормов микотоксинами, что свидетельствует о необходимости реализации систематического контроля за
содержанием микотоксинов в кормах для птицы на территории Иркутской области с целью снижения уровня возникновения токсикозов, сопутствующих заболеваний птицы и
снабжения населения безопасными продуктами питания.
Библиография
1. ГОСТ Р 51944-2002 Мясо птицы. Методы определения органолептических показателей,
температуры и массы. – М.: Стандартинформ, 2008. – С.1-8.
2. Гулюшин С., Садовникова Н., Рябчик И. Микотоксикозы в современном птицеводстве //
Комбикорма. – 2009. – № 5. – С. 72-73.
3. Иванов А.В., Термасов М.Я., Папуниди К.Х. и др. Микотоксикозы животных (этиология,
диагностика, лечение, профилактика). – М.: Колос, 2008. – 140 с.
4. Иванов А.В., Фисинин В.И., Тремасов М.Я. и др. Микотоксикозы (биологические и
ветеринарные аспекты). – М: Колос, 2010. – 392 с.
5. Иванов А.В. Микотоксины (в пищевой сети). – М.: ФГБНУ Росинформагротех, 2012. –
136 с.
6. Ле Бра Э. Микотоксикозы: профилактика и лечение // Комбикорма. – 2008. – №3. –
С. 93-94.
7. Методика количественного экспресс-определения Т-2 токсина в зерновых культурах и
кормах с помощью тест-системы RIDASCREEN FAST T-2 toxin 02-08-14. – АР-Биофарм. –
Германия, 2010 – С.1-7.
8. Солдатенко Н.А. [и др.]. Микотоксины скрытая опасность в кормах // Современное
состояние и перспективы исследований по инфекционной и протозойной патологии, животных,
рыб и пчел. – М., 2008. – С. 356-361.
9. МУК по количественному экспресс-определению Охратоксина А в зерновых культурах и
кормах с помощью тест-системы RIDASCREEN FAST Ochratoxin A 07-07-30/08-01-10. – АРБиофарм. – Германия, 2010. – С.1-7.
10. МУК по количественному определению дезоксиниваленона (вомитоксина) в зерновых
культурах, солоде и кормах с помощью тест-системы RIDASCREEN FAST DON 07-07-25/07-1225. –АР-Биофарм. – Германия, 2010. – С.1-7.
11. МУК по количественному определению афлатоксина В1 в зерновых культурах, кормах и
орехах с помощью тест-системы RIDASCREEN FAST Aflatoxin В1 30/15 06-02-08/07-12-25.– АРБиофарм. – Германия, 2010. – С.1-7.
12. МУК
RIDASCREEN Zearalenon 09-10-15. Иммуноферментный анализ для
количественного определения зеараленона. – АР-Биофарм, Германия, 2010. – С. 1-11.
13. Фисинин В.И. Птицеводство в России в 2011 году: состояние и перспективы
инновационного развития до 2020 года // Материалы XVII Междунар. конф. «Инновационные
разработки и их освоение в промышленном птицеводстве». – Сергиев Пасад, 2012. – С. 7-17.
14. Хусяинов Р.Х., Радун Ф.Л. Микотоксикозы птиц // XII Междунар. московский конгресс
по болезням мелких домашних животных. – М., 2004. – С. 135-136.
15. Shephard G.S. Human health impacts and risk assessment of mycotoxins / G.S. Shephard//
Proceedings intemational workshop.Reduction of Mycotoxins in Production Chains of EU and Russia:
Modem investigations and Practical Features. – M., 2011. – P. 12-14.
16. RIDA SOFT Win. Программное обеспечение для иммуноферментного анализа.
Инструкция для пользователя. – Стайлаб, 2007. – С. 3-17.
74
БАЙКАЛЬСКИЙ БАЗОВЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ
КАК ОСНОВА СОЗДАНИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО МНОГОУРОВНЕВОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КЛАСТЕРА РОССИЯ – МОНГОЛИЯ
ПРИ ТОРГОВО-ПРОМЫШЛЕННОЙ ПАЛАТЕ РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ
В.А. Козин
Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения
Республики Бурятия, п. Селенгинск, Россия
Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения Республики Бурятия – это современное Российское образовательное учреждение, географически расположенное в непосредственной близости от оз. Байкал. Сохраняя лучшие традиции образовательного учреждения, педагогический коллектив колледжа ищет новые
формы и пути качественной подготовки специалистов. Колледж осуществляет довузовскую профессиональную подготовку повышенного уровня по трем специальностям: «Лабораторная диагностика», «Лечебное дело», «Сестринское дело», «Тибетская медицина».
Инновационная деятельность колледжа заключается в использовании современных
технологий в образовательном процессе, совершенствовании механизма адаптации колледжа к изменяющимся условиям Российского и международного рынков образовательных услуг.
В Концепции модернизации Российского образования отмечено, что ее результатом
должна стать структурная перестройка на основе региональных потребностей рынка труда, модернизация содержания программ довузовского профессионального медицинского
образования, создание системы объективного, независимого внешнего контроля качества
образования. Расширяется финансовая самостоятельность учебных заведений с одновременным повышением их ответственности за все составляющие качества учебного процесса и за его конечный результат.
Для того чтобы соответствовать требованиям постоянно и динамично изменяющихся условий социальной среды и глобализации рынков, Байкальский медицинский колледж
постоянно совершенствуется, внедряя новые, более гибкие подходы и технологии. Колледж активно включился в комплекс мероприятий, направленных на совершенствование
системы непрерывного профессионального образования, формирование ресурсных медицинских, эколого-туристических центров и образовательных кластеров по направлению
развития среднего профессионального медицинского образования. Созданный в 2007 г. на
базе колледжа многоуровневый образовательный кластер, с 2008 г. вышедший на международный уровень, осуществляет свою деятельность по смешанному варианту кластерного сценария, где параллельно сочетается горизонтальный и вертикальный подходы. Кластерная инновационная деятельность колледжа осуществляется в рамках образовательной
программы «детский сад – школа – колледж – вуз». Производственный кластер обусловлен тем, что колледж является подразделением Министерства здравоохранения Республики Бурятия, как основного заказчика по подготовке современных специалистов – медиков для практического здравоохранения, городских и сельских лечебных учреждений.
Для повышения конкурентоспособности кластера на рынке образовательных услуг возникла необходимость выхода на международную арену. Сегодня в рамках международного многоуровневого образовательного кластера Россия-Монголия осуществляется взаимодействие с 2 дошкольными учреждениями, 5 средними образовательными школами
Кабанского района, с Восточно-Ссибирским университетом технологий и управления г.
Улан-Удэ, двумя профтехучилищами Баянхонгорского и Булганского аймаков Монголии
на основе договоров, предметом которых является сотрудничество сторон по образова75
тельной, экологической и другим видам совместной деятельности. Формами реализации
договоров являются: создание единого социокультурного образовательного пространства,
проведение совместных семинаров, педагогических советов, заседаний, круглых столов,
форумов, реализация совместных проектов в сфере непрерывного профессионального медицинского образования, создание необходимых условий для проведения профессионального ориентирования, совместное использование учебно-материальной базы всех
участников кластера.
Стимулирование международных связей с органами Государственной власти, образовательными учреждениями Монголии стало важным направлением кластерной политики колледжа, которое заключается в разработке и реализации программ развития сотрудничества в сфере науки, образования и здравоохранения. С сентября 2008 г. в колледже в
соответствии с договором о сотрудничестве с администрацией Баянхонгорского аймака
реализуется Программа по подготовке специалистов для учреждений здравоохранения
Монголии. Подписанные с Монгольской стороной документы закрепили план совместных мероприятий по реализации двусторонних обязательств. В 2012-2014 гг. колледж
произвел выпуск 45 молодых монгольских специалистов с дипломами «Лабораторный
техник». В июле 2013 г. мы заключили долгосрочные договоры с образовательными, медицинскими учреждениями и администрациями еще трех аймаков Монголии –
Булганским, Убурхангайским, Селенгинским. Колледжем заключены договоры на прохождение всех видов медицинских практик монгольскими студентами с лечебными учреждениями четырех аймаков. Студенты из Монголии будут получать дополнительно образование по специальностям «Лечебное», «Сестринское дело», «Тибетская медицина»,
разработана совместная социальная программа по обучению студентов с врожденными
дефектами зрения, слуха.
С целью реализации потребности молодежи, в том числе из Монголии, в получении
высшего образования по специальности «инженер–биотехнолог» и «инженер–
медицинский техник», был заключен договор, начата подготовка выпускников колледжа
на кафедрах биотехнологии и медицинской техники Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления г. Улан-Удэ по заочной форме обучения с
третьего курса. Данное сотрудничество с университетом позволило получать высшее образование по специальности «Биотехнология» двум выпускникам колледжа – гражданам
Монголии; 10 выпускников колледжа из Монголии стали студентами университета в
этом году.
В рамках реализации Приоритетного национального проекта «Здоровье», расширяя
границы международного образовательного кластера, впервые в России в колледже открыта специальность «Сестринское дело» с углубленной подготовкой по направлению
«медицинская сестра со знанием основ традиционной (тибетской) медицины», что позволяет готовить специалистов, способных работать в сельской местности в качестве семейных медицинских сестер с использованием не только приемов европейской медицины, но и умений в области традиционной (тибетской) медицины. Студенты изучают основы тибетской философии, пульсовой диагностики, мануальной рефлексотерапии, фармакотерапии, диетотерапии, которые могут быть ими использованы при работе с населением в качестве семейных медицинских сестер, на территориальных участках или во врачебных амбулаториях.
С целью повышения качества подготовки в области тибетской медицины в рамках
договора о сотрудничестве осуществляется социальное партнерство с Центром восточной
медицины Министерства здравоохранения Республики Бурятия. Группа преподавателей
колледжа участвовала в работе международной конференции по проблемам и перспективам развития тибетской медицины, проведенной на базе Бурятского научного центра Российской академии наук и Всемирной ассоциацией врачей-тибетологов.
76
Конкретные достижения нашего колледжа в области международного сотрудничества были отмечены во время проведения таких знаковых мероприятий, как Байкальские
экономические и образовательные форумы в г. Улан-Удэ, международный объединенный
форум Торгово-промышленных палат России, Монголии, Китая.
В 2011 г. колледж принял участие в выставке «INTERNATIONAL EDUCATION
EXHIBITION 2011» в г.Улан-Батор и удостоен Почетного диплома. Практическим результатом деятельности колледжа по развитию международного сотрудничества в области науки, образования и здравоохранения с Монголией, Китаем стало вступление колледжа в 2010 г. в Торгово-промышленную палату Республики Бурятия, что позволило
расширить рамки международного взаимодействия, как на азиатском, так и на европейском уровнях. За качество подготовки специалистов, использование новых технологий,
предпринимательство и креативность Байкальский базовый медицинский колледж удостоен почетной награды «Европейский Гран-При за Качество», учрежденной по инициативе Швейцарского Агентства содействия промышленности и новым технологиям, объединенной Торгово-промышленной палаты Швейцария-СНГ и Фонда поддержки инвестиционных проектов в номинации «Лидер в медицине». В мае 2013 г. колледж удостоен почетной награды «Золотая медаль Ассоциации содействия национальной промышленности» в номинации «За развитие инновационных технологий в сфере медицины, здравоохранения и образования» г. Париж, Франция. В 2013 г. главой Кабанского района Бурятии, по ходатайству ТПП, колледжу выделен в собственность земельный участок площадью 1 га на берегу оз. Байкал в престижной экологической зоне.
Таким образом, международный многоуровневый образовательный кластер динамично совершенствуется, имеет конкретный потенциал развития всех его составляющих,
способствует поиску новых надежных деловых партнеров из Китая и Монголии. Имея
возможность обмениваться опытом, сотрудничать в научной и инновационной деятельности, мы хотим и дальше работать на международном рынке медицинских образовательных услуг, создавать совместные инвестиционные проекты с Китаем и Монголией по
экологическому, лечебному туризму на священном озере Байкал.
УДК 619:582.284
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕПАРАТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
НА ОСНОВЕ ГРИБОВ-КСИЛОТРОФОВ В ВЕТЕРИНАРНОЙ ПРАКТИКЕ
Е.О. Костромина, В.А. Чхенкели, Е.В. Белоусова, А.С. Борхоева
Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Иркутский государственный технический университет
г. Иркутск, Россия
Цель. Аналитический обзор зарубежных и отечественных исследований в области
разработки препаратов для борьбы с онкологическими заболеваниями животных с акцентом на препараты, получаемые на основе грибов-ксилотрофов с использованием методов
биотехнологии.
Задачи. Аналитический поиск инновационных разработок новых противоопухолевых препаратов для применения в ветеринарной практике на основе базидиальных грибов.
Материалы и методы. Ретроспективный поиск.
Результаты исследований. Онкологические заболевания мелких домашних животных (кошек, собак) достаточно нередки, особенно в крупных городах. Это обусловлено множеством причин, главные из которых – близкое внутривидовое скрещивание,
кормление и содержание, мало соответствующие физиологическим потребностям этих
видов животных, а также накопление канцерогенных веществ в воздухе, источниками ко77
торых являются выбросы отопительных систем и промышленных предприятий, выхлопные газы автомобилей, загрязнение воды и почвы токсикантами [3, 4].
В ветеринарии известных противоопухолевых препаратов не так много, так как
борьба с онкологическими заболеваниями животных стала актуальна сравнительно недавно (с начала 1960-х гг.) [3]. В связи с этим будет рассмотрено несколько препаратов,
которые применяются для лечения онкологических заболеваний животных. Чаще всего
на практике используют следующие препараты: лигфол, сарколитин К-9, теранекрон, фитоэлита® метастоп для собак и кошек.
Лигфол. В состав препарата входят гуминовые вещества, полученные при гидролизе природного (древесного) лигнина, натрия пирофосфат десятиводный, натрия хлорид
и деминерализованная вода. Выпускается препарат в ампулах и вводится внутримышечно
собакам и кошкам – 0,1 мл/кг веса животного. Лигфол предназначен для применения при
опухолевых заболеваниях различной этиологии у домашних животных. С целью улучшения результатов хирургического лечения опухолевых заболеваний собак и кошек. Препарат способствует повышению общей резистентности организма к неблагоприятным воздействиям и профилактике отрицательных последствий стресс-реакции у животных, стимуляции регенеративных процессов при ранах, травмах, ожогах и т.п. При применении
лигфола особенно хорошие показатели выздоровления наблюдались при опухолях молочной железы, при 87,5 % лечебного действия отмечена 100 %-ная выживаемость. Средний эффект обнаружен при пролиферативной мастопатии. Отсутствие лечебного действия или слабый эффект установлены при различных саркомах и при позднем обращении к
специалистам. Побочными действиями препарата является болезненность при введении,
беспокойство животного в течение нескольких минут [4].
Сарколитин К-9. В состав препарата входят: действующее вещество 0,5 % Аверсектина С1, этиловый спирт, полиэтиленоксид-400, бензиловый спирт, поливинилпирролидон и вода для инъекций. Выпускается препарат в стеклянных флаконах по 5 мл. Вводится подкожно в дозе 0,05 мл на 1 кг массы животного. Данный препарат повышает эффективность винкристина и циклофосфана, применяемых при химиотерапии трансмиссивной саркомы у собак, что выражается в снижении числа курсов и общей продолжительности лечения. Возможный механизм действия Аверсектина С1 заключается в усилении проникновения цитостатиков в злокачественные клетки. Сарколитин К-9 предупреждает миелотоксическое действие винкристина и циклофосфана, повышая переносимость
животными химиотерапии. Максимальный уровень Аверсектина С1 в крови собак после
подкожного введения Сарколитина К-9 на фоне химиотерапии винкристином с циклофосфаном отмечается через 24 ч после введения с последующим резким снижением содержания к 10 сут. Сарколитин К-9 по степени воздействия на организм относится к малоопасным веществам, в рекомендуемых дозах не оказывает сенсибилизирующего, эмбриотоксического, тератогенного и мутагенного действия. Побочных действий при применении препарата, как правило, не наблюдается. При передозировке Сарколитина К-9 у
собаки может наблюдаться отечность в месте введения лекарственного средства, нарушение координации, а также лежачее положение [4].
Теранекрон – препарат, созданный на основе яда паука тарантула, в концентрации
безопасной для млекопитающих. Выпускается в стеклянных флаконах по 50 мл. Применяют подкожно 5–10 мл 1 раз в сутки. Для воздействия на опухоли молочной железы у
собак препарат применяется по 1–6 мл подкожно с интервалом в 4–7 сут. Курс 3 инъекции. Теранекрон показывает высокую лечебную эффективность при некротических и
пролиферативных процессах. Одно из направлений применения Теранекрона в ветеринарии – это лечение панариция, ускорение заживления родовых путей после тяжелых родов,
некротических язв, некрозов мягких тканей и других воспалений. Теранекрон абсорбируется в воспалительных тканях, дифференцируя их от здоровых клеток, и подавляет воспаление. Уникальность препарата заключается в его эффективном противоопухолевом дей78
ствии при раке молочной железы у собак: в клинических опытах действие показано через
2–4 недели после начала курса лечения, рост опухоли молочной железы замедляется или
даже вовсе останавливается. Противопоказано применять Теранекрон с препаратами, содержащими в своем составе йод и камфору. Побочных явлений и осложнений при применении Теранекрона при соблюдении инструкции по применению не наблюдается, за исключением индивидуальной непереносимости. Кошкам препарат противопоказан [4].
Фитоэлита® метастоп для собак. Препарат Фитоэлита® Метастоп (Phytoаelita
Metastop) применяют в качестве антиоксидантного и антитоксического средства для детоксикации организма при новообразованиях у кошек и собак, а также в послеоперационный период в качестве адаптогенного, антиоксидантного и антитоксического средства.
Лекарственное средство выпускается в форме таблеток и содержит в своем составе биологически активные вещества из лекарственного сырья растительного происхождения
(экстракты, отвары и настои): грибов шиитаке, грибов Рейши, заростков брокколи, чаги,
травы душицы, травы хвоща полевого, травы репейничка аптечного, травы пастушьей
сумки, цветков бессмертника песчаного, травы подмаренника настоящего, травы чистотела, листьев крапивы, листьев березы, травы иван-чая узколистного, травы зверобоя, травы
эхинацеи пурпурной, корня окопника шероховатого, цветков лабазника вязолистного,
травы мелиссы лекарственной, корней лопуха, цветков клевера лугового (красного), корней и корневищ солодки, цветков ноготков, корневищ и корней кровохлебки – 3,5 % суммарно. Полисахариды, содержащиеся в грибе шиитаке, в том числе лентинан
(С6Н10О3)n, проявляют противоопухолевую и антиметастатическую активность. Канцеростатический эффект лентинана является в основном результатом активации выработки
перфорина. Полисахарид KS-2 так же обладает противоопухолевыми свойствами за счет
индукции интерферона и стимуляции Т-лимфоцитов. Полисахарид ланофил, содержащийся в грибе Рейши, предотвращает рост и метастазирование широкого круга опухолей
путем активизации макрофагов и Т-лимфоцитов, стимуляции выработки интерферона.
Птерины, содержащиеся в чаге, обладают цитостатическим действием, задерживают начальные стадии опухолевого процесса. Фитоэлита® Метастоп по степени воздействия на
организм относится к малоопасным веществам (4 класс опасности), не обладает кумулятивным, эмбриотоксическим и тератогенным действием. При соблюдении концентраций
и при правильном использовании побочных действий не наблюдается. Иногда после применения лекарственного средства у животных отмечается озноб, тремор. В редких случаях может повышаться температура. Эти реакции являются физиологически адекватной
реакцией организма на воздействие препарата. При повышении температуры дачу препарата следует прекратить. Противопоказаниями является повышенная индивидуальная непереносимость компонентов препарата [4].
Особое внимание хотелось бы уделить использованию препаратов на основе
гриба-ксилотрофа Trametes pubescences (Schumach.:Fr.) Pilat. Лечебные свойства высших
грибов известны с древних времен. В народной медицине их широко использовали
и используют для лечения многих болезней. Так, в Иркутском филиале Института
ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии на основе T. pubescens
ранее был разработан
ветеринарный препарат Леван-2, предназначенный для
профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний бактериальной этиологии
новорожденных телят, обладающий антимикробной активностью в отношении
референтных и клинических штаммов микроорганизмов родов Salmonella, Escherichia,
Enterobacter, Citrobacter, Proteus – представителей семейства Enterobacteriactae [2]. Был
также получен методом жидкофазной ферментации и новый ветеринарный препарат
Траметин, который эффективен при сальмонеллезной инфекции [1]. Существенным
преимуществом этих препаратов является
высокая лечебно-профилактическая и
экономическая эффективность, отсутствие токсичности и значительного побочного
действия.
79
Биологическая активность высших грибов обусловлена наличием ряда
компонентов, среди которых наибольшее значение имеют: полисахариды, терпеноиды,
иммуномодулирующие
протеины
(лектины),
а
также
антибактериальные,
гипохолестеринемические, гиполипидемические и антитромбические вещества. В состав
грибов входят белки, углеводы, липиды, минеральные вещества (макроэлементы: калий,
кальций, микроэлементы: железо, медь, бор и кобальт и ультрамикроэлементы:
алюминий, фосфор, фтор, марганец и титан) и витамины (группы В (В1, В2, В3, В5, В9) и в
меньшей степени витамин С, провитамин А и Д [5].
Можно предположить, что использование препарата траметин в борьбе с
онкологическими заболеваниями мелких домашних животных будет иметь
положительный результат, поскольку известен его состав и лечебные свойства. Это
связано с тем, что хорошо известно, что он обладает выраженным противоопухолевым
эффектом, а также иммуномодулирующей, антимикробной и антиоксидантной
активностью.
Выводы. В результате проведенного ретроспективного поиска исследований, посвященных разработке новых противоопухолевых препаратов, можно сделать вывод о
том, что онкологических заболеваний у животных также много, как и у человека, а эффективных и безопасных препаратов для борьбы с этой патологией недостаточно. Весьма
перспективным направлением разработки препаратов нового поколения следует считать
использование биотехнологических методов для получения лекарственных средств с использованием грибов-ксилотрофов, в том числе и рода Trametes.
Библиография
1. Чхенкели В.А., Калинович А.Е. Антимикробная активность препарата траметин в отношении изолятов энтерогеморрагической кишечной палочки серотипа О157:Н7 // Вестник ИрГСХА. – 2013. – № 57. – С. 84-88.
2. Чхенкели В.А., Никифорова Т.И., Скворцова Р.Г. Антимикробное действие дереворазрушающего гриба Coriolus pubescens (Shum.: Fr.) Quel. // Микология и фитопатология. – 1998. – Т.
32, № 1. – С. 69-71.
3. Kostromina E.O., Chkhenkeli V.A. Perspectives of using preparations on the basis of mushrooms-ksilotrofov in oncology // European Science and technology: Mat. of the VII Intemational research and practice conf. Vol. I, Munich, April 23th, 2014 / publishing office Vela Verlag Waldkraiburg.
– Munich, Germany, 2014. – P. 566.
4. Препараты для лечения онкологических заболеваний [Электронный ресурс]. – URL:
http://www.vetlek.ru/shop/?gid=26213. (6.09.2014).
5. Применение грибных препаратов в ветеринарии для профилактики заболеваний домашних животных [Электронный ресурс]. – URL: http://www.фунго.рф/o-kompanii/lekarstvennye-gribyv-veterinarii/. (6.09.2014).
УДК 663.952.7
КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ СУХИХ ЧАЙНЫХ НАПИТКОВ
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА
Т.И. Котова, А.Г. Хантургаев, В.А. Хантургаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Сухие чайные напитки, полученные из цельных сушеных листьев растений, имеют
низкие органолептические показатели. Это обусловлено в том числе и тем, что в неповрежденных листьях катехины и фенол-оксидаза пространственно разделены и не взаимодействуют. Поэтому для улучшения органолептических и качественных характеристик
получаемых чайных напитков была применена классическая технология получения чая, в
80
соответствии с которой свежие листья растений подвергали предварительному подвяливанию, затем ферментации и сушке. Ферментация, являясь биохимическим процессом,
сопровождающимся разложением органических веществ под действием ферментов и
окислением и восстановлением флавоноидов, позволяет не только улучшить органолептические показатели сухих чайных напитков, но и проявить разнообразные виды биологической активности.
Так как в Байкальском регионе произрастает значительное количество уникальных
видов растительного сырья для получения сухих чайных напитков, целью наших исследований стало исследование качественных характеристик ферментированных сухих чайных напитков на основе растительного сырья Байкальского региона.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
– выбор сырья для производства сухих чайных напитков и выявление оптимального
компонентного состава сухих чайных напитков;
– подбор технологии и оптимальных параметров получения сухих чайных напитков;
– получение многокомпонентных сухих чайных напитков;
– определение качественных характеристик (органолептических, физикохимических, микробиологических показателей и показателей безопасности) полученных
сухих чайных напитков.
Материалы и методы
Экспериментальные исследования проводились в научно-исследовательской лаборатории кафедры «Биомедицинская техника, процессы и аппараты пищевых производств» и производственных цехах малого инновационного предприятия «БайкалЭкоПродукт» Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления.
Для получения сухих чайных напитков из всего многообразия растительного сырья,
произрастающего в Байкальском регионе, были выбраны следующие виды сырья урожая
2013-2014 гг. в качестве основы – иван-чай (кипрей узколистый), в качестве добавок – облепиха, клюква, брусника; листья облепихи, клюквы, брусники. Сырье, применяемое для
получения сухих чайных напитков, соответствовало требованиям действующей нормативной документации, гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых
продуктов и требованиям, установленным нормативными правовыми актами Российской
Федерации, и сопровождалось документацией, удостоверяющей его безопасность и качество.
Результаты исследований
Соотношение компонентов подбиралось опытным путем и в результате проведенных опытных испытаний были определены оптимальные соотношения, которые позволили разработать рецептуры новых сухих чайных напитков.
Названия сухих чайных напитков формировались в зависимости от вида применяемого растительного сырья. Так как основным компонентом чайных напитков является
иван-чай (кипрей узколистный), а древнерусское название чайного напитка на основе
иван-чая носило название «Копорский», был получен ассортимент сухих чайных напитков с названиями «Копорский с облепихой», «Копорский с клюквой», «Копорский с
брусникой».
Органолептические показатели полученных сухих чайных напитков приведены в
таблице 1.
В результате проведенных исследований получен продукт с высокими органолептическими показателями – ярким цветом, натуральными вкусом и запахом, свойственными
для иван-чая и вида используемого растительного сырья с легким «ягодно-травяным»
ароматом.
Также нами были определены микробиологические, физико-химические показатели
и показатели безопасности разработанных сухих чайных напитков. Результаты сравнили с
81
требованиями Технического регламента Таможенного союза, вступившего в силу с
01.07.2013 (табл. 2, 3).
Таблица 1 – Органолептические показатели сухих и готовых чайных напитков
Наименование
чайного напитка
Копорский
с облепихой
Копорский
с клюквой
Копорский
с брусникой
аромат и вкус
Приятный аромат,
полный с терпкостью вкус, характерный виду применяемых плодов и
ягод
Показатели
настой
цвет
разваренного
листа
Прозрачный, свет- Однородный
ло-зеленый с от- с
зеленоватенком, характер- тым оттенком
ным виду применяемых плодов и
ягод
внешний вид чая
Недостаточно
ровный,
скрученный, с целыми
сушеными
листьями и ягодами
Таблица 2 – Физико-химические и микробиологические показатели
Наименование показателей
Норма
Значение
показателя
Массовая доля водорастворимых экстрактивных веществ, %,
не менее
Массовая доля влаги, %, не более
Массовая доля металломагнитной примеси, %, не более
Массовая доля общей золы, %
Массовая доля водорастворимой золы, %, не менее
Плесени, КОЕ/г, не более
30,0
58
12,0
0,0005
4,0-8,0
40
103
9,5
отсутствуют
4,8
46
менее 10
Таблица 3 – Показатели безопасности
Наименование показателя
Допустимые уровни,
мг/кг, не более
Значение
показателя
10
1,0
0,1
1,0
0,5
0,047
менее 0,002
0,01
0,005
не обнаружен
Токсичные элементы:
свинец
кадмий
ртуть
мышьяк
Микотоксины:
афлатоксин В1
Исследование физико-химических, микробиологических показателей, а также показателей безопасности свидетельствует о том, что полученные сухие чайные напитки полностью удовлетворяют гигиеническим требованиям безопасности пищевых продуктов и
требованиям, установленным нормативными правовыми актами Российской Федерации.
Проведенные исследования по получению сухих чайных напитков и высокие качественные характеристики конечного продукта позволили разработать технологию получения сухих чайных напитков, предусматривающую подвяливание свежих листьев иванчая в течение 1,5 ч в ИК-сушилке. Подвяленные листья перетирают на вальцовой машине
до появления сока, скручивают, подвергают ферментации в ферментере при температуре
23-25оС в течение 6-8 ч до появления приятного фруктово-травяного аромата, удаляют
излишнюю влагу на гидравлическом прессе и сушат при температуре 70-80оС в ИКсушилке в течение 3-3,5 ч до влажности не более 12%. Затем осуществляют смешивание
сушеных ферментированных листьев кипрея узколистного (иван-чая), сушеных плодов и
листьев в экспериментально установленных соотношениях, фасовку и упаковку.
82
Выводы
В результате проведенных экспериментальных исследований:
– произведен подбор сырья для производства сухих чайных напитков;
– выявлены оптимальные компонентные состава сухих чайных напитков, обеспечивающие тонизирующий и общеукрепляющий эффекты, обусловленные видами применяемого растительного сырья Байкальского региона;
– произведен подбор технологии и оптимальных параметров получения сухих чайных напитков;
– получены многокомпонентные сухие чайные напитки – «Копорский с облепихой»,
«Копорский с клюквой», «Копорский с брусникой»;
– определены органолептические, физико-химические, микробиологические показатели и показатели безопасности, свидетельствующие о высоком качестве полученных сухих чайных напитков и соответствии указанных напитков международным требованиям,
предъявляемым к пищевым продуктам в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
На полученный продукт разработан СТО 38628474-001-2013, оформлена заявка на
патент.
УДК: 663.874.637.53
СУХОЙ БЕЛКОВЫЙ ПРОДУК ИЗ КРОВИ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ
О.В. Кригер, А.П. Лапин
ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»
г. Кемерово, Россия
В условиях ограниченности ресурсных возможностей особенно актуальным является использование вторичного сырья. В ряде отраслей промышленности большое внимание уделяется созданию высокобелковых продуктов с длительными сроками хранения
[1, 2].
Кровь сельскохозяйственных животных (боенская кровь) – наиболее распространенное вторичное сырье мясоперерабатывающей отрасли. В настоящий момент существует множество способов переработки крови убойных животных [3, 4].
Высушивание крови и кровепродуктов обеспечивает их длительное сохранение в
условиях нерегулируемой температуры и существенно облегчает их транспортирование.
Применение сублимации в технологии получения сухих продуктов из крови является
неотъемлемой и важной технологической операцией. Подбор необходимых параметров
сушки позволит получить качественный готовый продукт, способный долго храниться и
обладающий хорошими технологическими показателями.
Для получения качественного результата при использовании сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных требуется, главным образом, снизить ее энергозатраты, что очень актуально при использовании жидкого азота в качестве агента
предварительного замораживания.
Целью настоящей работы является исследование процесса замораживания крови
сельскохозяйственных животных жидким азотом. Изучено влияние расхода азота на скорость охлаждения при различных способах замораживания крови жидким азотом.
Замораживание в жидком азоте осуществляли последовательным сливанием сначала крови, затем азота в металлический поддон. Высушивание продукта производили на
сублимационной установке «ИНЕЙ-6М».
Сублимационная установка имеет две сушильные камеры, каждая из которых способна вмещать в себя восемь поддонов для продукта. Сверху сушильные камеры закрываются крышками из оргстекла. Для уплотнения системы имеются крепления для кры83
шек. Холодильная машина располагается в специальном коробе. Скорость охлаждения
является важной характеристикой работы холодильной камеры. Она показывает, как изменится температура охлаждаемой среды за единицу времени: υ = ∆t / τ.
Рассмотрено два способа замораживания жидким азотом: способ погружения и способ орошения. На рисунках 1, 2 представлены результаты исследований зависимости
скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи азота для крови
свиней и крупного рогатого скота (КРС).
Рисунок 1 – Зависимость скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи
азота (свиная кровь): 1 – орошение; 2 – погружение
Рисунок 2 – Зависимость скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи
азота (кровь КРС): 1 – орошение; 2 – погружение
Анализируя представленные графики можно выделить следующие зависимости изменения кривых, которые характерны для обоих видов животных.
Обе кривые (орошение и погружение) характеризуются тремя периодами с двумя узловыми точками. Первый период соответствует диапазону значений расхода азота 0,00–
200,00 мл/кг, при этом скорость охлаждения изменяется всего лишь с 0,00 до 1,00 °С/мин,
то есть данный период характеризуется малым приростом значений скорости охлаждения
при постоянном увеличении расхода азота.
Второй период находится в диапазоне значений расхода азота 200,00–600,00 мл/кг,
скорость охлаждения при этом изменяется от 1,00 до 8,00°С/мин. Этот период характеризуется высоким приростом значений скорости охлаждения при постоянном увеличении
84
расхода азота. Затем начинается третий период, которому характерна падающая скорость
охлаждения. Также можно констатировать, что при использовании в качестве способа замораживания орошения расход азота меньше. Кроме того, для каждого вида крови животного характерны свои особенности изменения кривых скорости охлаждения.
Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что при замораживании свиной крови жидким азотом расход азота при максимальной скорости охлаждения (10 °С/мин) для способа орошения – 890 мл/кг, для погружения – 1 050 мл/кг.
При замораживании крови КРС жидким азотом при максимальной скорости охлаждения
(10 °С/мин) расход азота для способа орошения – 850 мл/кг, для погружения – 1 020 мл/кг.
Эти показатели необходимо учитывать при разработке технологии производства сухого
продукта из крови.
Библиография
1. Титов Е.И., Леонова В.Н., Апраксина С.К. и др. Влияние белково-жировой композиции
на свойства фаршевых мясных систем // Мясные технологии. – 2014. – № 4 (136). – С. 69-72.
2. Титов Е.И. Сырьевое обеспечение малых мясоперерабатывающих предприятий // Мясная
индустрия. – 2012. – № 11. – С. 42.
3. Гинзбург А.С. Сушка пищевых продуктов. – М.: Пищепромиздат, 1961. – 648 с.
4. Антипова JI.В., Глотова И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. – М.: Колос, 2001. – 570 с.
УДК 663.1; 628.1
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПЕРЕРАБОТКИ БАРДЫ
В СУХИЕ КОРМОВЫЕ ДРОЖЖИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ
В.Л. Кудряшов, Н.С. Погоржельская, Н.В. Маликова
ГНУ ВНИИ пищевой биотехнологии Россельхозакадемии, г. Москва, Россия
На спиртзаводах РФ образуется до 10 млн т/г нативной (цельной) зерновой барды (в
среднем 360–720 м3/сут·завод) с низким сроком хранения (1–2 сут), обусловленным низким содержанием сухих веществ (СВ) = 6–8%. БПК барды порядка 50 000 мг\л.
В мире широко распространены так называемые классические линии производства
сухой барды под маркой DDGS (Distillers Dried Grai with Solubles), состоящие из центрифуг, вакуум-выпарок и сушилок (линии ЦВС). Содержание протеина в DDGS в зависимости от перерабатываемого сырья составляет 30–35 %.
Недостатки линии ЦВС подробно описаны в статье [1].
По технологии ВНИИПБТ нативная барда или ее фильтрат перерабатываются в РФ
также и выращиванием штамма Candida tropicalis СК-4 с последующим выделением на
сепараторах и сушкой в сухие кормовые дрожжи (СКД), содержащие уже до 45% белка.
Так как усвояемость протеина DDGS составляет всего 51–55%, в то время как СКД у
КРС – 85%, а свиней – до 89%, то биотехологический способ предпочтительнее.
Кроме того, СКД более востребованы на рынке (особенно у птицеводов), содержат
витамины группы В и эргостерин (провитамин D), цена их в 2 раза выше, а сама линия позволяет одновременно утилизировать сивушное масло и головную фракцию.
Недостатками существующих линий СКД являются использование контактных теплообменников для охлаждения барды перед подачей в дрожжегенераторы (что приводит к
потерям тепла), а также необходимость частой механической чистки термолизаторов
(обычно вручную) из-за постоянного прикипания (пригорания) к ним белков. Кроме того,
при термолизе наряду с разрушением клеток наблюдается частичная снижающая усвояемость денатурация белка и инактивация собственных ферментов дрожжей.
85
Основной же недостаток линий ЦВС и СКД – высокие энергозатраты, уменьшение
которых и является основной целью описываемой разработки.
В лаборатории мембранных технологий (ЛМТ) ВНИИПБТ за счет использования
мембранных установок (МУ) созданы принципиально новые линии производства как сухой барды и СКД [1; 2], так и двухпродуктовый способ, рассчитанный на одновременное
их производство в оптимальном соотношении [3]. В них используются мембранные процессы (МП): ультрафильтрация (УФ), нанофильтрация (НФ) и обратный осмос (ОО).
Здесь описан и представлен на рисунке 1 усовершенствованный в последнее время
биотехнологический комплекс производства СКД и комбикормов, который имеет следующие преимущества: отсутствие вторичной барды; повышенный на 5–10% выход и содержание белка в СКД; пониженные в 1,5–2 раза теплоэнергозатраты.
С целью повышения экономической эффективности из новой схемы исключена распылительная сушилка, а вместо нее используются менее энергоемкие контактные (роторно-дисковые, роторно-трубчатые или барабанные с внутренним обогревом), позволяющие
сушить глубокосконцентрированные дрожжи, причем без ретура.
Глубокое же концентрирование дрожжей обеспечивается за счет использования
вместо сепараторов мембранных установок (МУ), степень концентрирования в которых
значительно выше. Отсюда количество испаренной в сушилке влаги сокращается на 75 %.
Уменьшает теплозатраты также и подача в сушилку горячей дисперсной фазы барды (дробины) сразу после центрифуги и использование испарительного теплообменника.
Новая схема позволяет производить как СКД, так и на их основе готовые комбикорма путем введения в смеситель поз. 4 активного ила, витаминов, микроэлементов и других
необходимых премиксов в сухом или высококонцентрированном жидком виде, за счет
чего повысить сыпучесть продукта подаваемого в сушилку поз. 7.
Рисунок 1 – Блок-схема усовершенствованного биотехнологического комплекса производства
СКД и комбикормов с применением мембранных установок:
1 – шнековый пресс (виброфильтр, скоростной отстойник, центрифуга); 2 и 7 – контактные
сушилки; 3 – дрожжегенератор; 4 – смеситель-гранулятор; 5 и 6 – мембранные УФи НФ- установки; 8 – теплообменник испарительного типа
Доказано, что в качестве поз. 1 целесообразно использовать шнековый пресс, который по сравнению с центрифугой дешевле, потребляет меньше электроэнергии, а главное
86
отжимает дробину до меньшей влажности. Качество же отделения взвешенных веществ
для данной схемы (в отличие от линии ЦВС) не имеет большого значения.
Пермеат (фильтрат, прошедший через мембрану) с МУ поз. 6 или поз. 5 может возвращаться в спиртовое производство. При этом вязкость сусла и бражки (в отличие от
классической линии с возвратом 30-40% фугата) не увеличивается в связи с полным отсутствием в пермеате взвешенных веществ. Повышение же за счет рецикла доли растворенных СВ, позволяет увеличить выход дрожжей до 10 и спирта – до 1%.
При возврате в спиртовое производство пермеата с МУ поз. 6 (НФ-пермеата) или с
поз. 5 (УФ-пермеата) в соответствии с принципом Ле-Шателье при брожении уменьшается синтез летучей органики, сивушного масла и др. примесей, что подтверждается в статье
[2].
Схема позволяет исключить отдельную стадию термолиза, а проводить его непосредственно в МУ поз. 5, подняв в ней температуру до 70–80 ºС, причем без затрат тепла –
только за счет перехода гидродинамической энергии ее циркуляционных насосов в тепловую. При этом исключается пригорание дрожжей и денатурация белков.
В схеме в качестве поз. 5 может использоваться и вакуум-выпарка, тогда мембранная установка поз. 6 используется для очистки конденсата.
Разработаны также способы модернизации существующих схем производства СКД,
включающих сепараторы – за счет замены двух или одной ступени сепарирования на
МУ, а также для доочистки на мембранах только вторичной барды.
Разработана также усовершенствованная схема производства СКД, выращиваемых
на цельной барде, не предусматривающая предварительное концентрирование дрожжей на
сепараторах перед сушкой. Для этих спиртзаводов также рекомендуется установить МУ
для предварительного (порядка 2,0-2,5 раз) концентрирования нативных дрожжей перед
сушкой, что также приводит к экономии энергозатрат в 2,0 -2,5 раза.
В процессе НИР доказана также целесообразность дополнительной очистки на мембранах фугата барды перед выращиванием кормовых дрожжей. При этом наибольшее
увеличение количества дрожжевых клеток (более чем в 2,5 раза по сравнению с фугатом)
наблюдается при выращивании их на пермеатах, полученных на отечественных полимерных мембранах марок УПМ-50; УПМ-100 и УПМ-200 [3].
С учетом этого создана упрощенная схема производства высококонцентрированных
жидких или пастообразных кормовых дрожжей, представленная на рисунке 2.
Рисунок 2 – Упрощенная схема производства ультраконцентрата дрожжей:
1 – шнекогвый пресс; 2 и 3 – мембранные установки; 4 – дрожжегенератор
Применение в этой схеме МУ позволяет получать прозрачные без взвешенных веществ субстраты, что обеспечивает повышение растворимости кислорода, интенсифика87
цию массообмена между клеткой и субстратом, а следовательно, ускорение роста и повышение выхода.
Для увеличения кормовой и биологической ценности СКД совместно или раздельно
с Candida tropicalis СК-4 целесообразно выращивать, концентрировать и сушить:
– дрожжи, синтезирующие β-каратин (Rhadotorula, Sporobolomyces, Rhodosporidium
или Sporidiololus);
– коринеформные бактерии Cellulomonas, эффективно утилизирующие целлюлозу;
– штаммы (Coryn. glutamicum, Brev. flavum, C.utilis и др.) синтезирующие незаменимые в комбикормах аминокислоты: лизин, L-треонин, L-триптофан, L-глутаминовую кислоту
Достоинством линии СКД по сравнению с линией ЦВС является возможность эксплуатации при временных остановках спиртзавода за счет использования вместо барды
другого местного вторичного сырья и отходов, например: мелассы, гидролизованных опилок и соломы, торфа, осахаренного сусла, молочной сыворотки, клеточного сока и мезги
картофеля, коричневого сока растений, отходов переработки плодов, овощей, кукурузы,
винограда, хлопка и др.
Схема позволяет утилизировать и активный ил со станций биоочистки стоков путем
его смешивания с дрожжами. Активный ил содержит до 40% белка и 10-15 мг/кг а.с.в.
ценнейшего витамина В12. При этом доочистку УФ- или НФ-пермеатов рекомендуется
осуществлять отдельно от хозяйственно-бытовых стоков на отдельных биостанциях контейнерного типа, так как только при этом условии можно получить соответствующее разрешение на использование ила в кормах.
Сотрудники ЛМТ совместно с соисполнителями могут внедрить описанные здесь
схемы.
Библиография
1. Кудряшов В.Л. [ и др.]. Экономичный трехпродуктовый способ переработки барды в кормовые и пищевые добавки // Ликероводочное производство и виноделие. – 2011. – № 10. – С. 1619.
2. Кудряшов В.Л., Павлова Е.С., Маликова Н.В. Переработка барды в СКД с применением
мембранных процессов. – Там же. – 2013. – № 3-4 (158). – С. 18-21.
3. Кудряшов В.Л., Павлова Е.С. Экономичный двухпродуктовый способ переработки и использования барды для жидкого кормлени. – Там же. – 2011. – № 1. – С. 13-16.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ
С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ПРОДУКТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
М.А. Кушевская, Т.Н. Садовая, И.С. Милентьева, О.О. Бабич
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности,
г. Кемерово, Россия
Молоко и молочные продукты являются незаменимыми в рационе человека. Поэтому во многих странах с высоким уровнем экономического развития разработке технологий новых видов молока и молочных продуктов придается исключительное значение. Из
всех молочных продуктов существенной ресурсоемкостью производства отличаются сыры. Пищевая ценность сыров обусловлена высоким содержанием молочных белков, значительная часть которых находится в растворимой форме (особенно в зрелых и мягких
сырах), жира, наличием биологически активных пептидов, незаменимых аминокислот, витаминов, летучих жирных кислот, кальциевых, фосфорных и других минеральных солей.
Сыры относятся к категории продуктов, интересующих все социокультурные, этнические и возрастные группы потребителей. Современная технология сыроделия представляет собой совокупность высокотехнологичных процессов переработки молока и требует
особых знаний ученых различных специальностей и научной методологии в области биохимии, биотехнологии, процессов и аппаратов пищевых производств, а также различных
88
смежных областей. Накопленные знания раскрывают все более эффективные способы
управления и интенсификации технологических процессов в сыроделии.
Как показывает практика, мировой рынок сыров характеризуется серьезным ростом.
Основное производство сыра концентрируется в Европе и Северной Америке, в этих же
регионах наблюдается самое высокое потребление данного продукта. США и Европа являются ведущими производителями сыра и останутся ими еще долгое время. Экспорт из
стран Европейского союза составляет примерно 40% мирового торгового оборота.
По данным компании Euromonitor International, к 2010 г. продажи сыра в российской
рознице в стоимостном выражении выросли почти до 100 млрд. руб. Такой существенный
рост продаж способствует дальнейшему развитию рынка, которое отмечается в течение
последних лет.
Российский рынок сыра довольно сильно фрагментирован и включает в себя большое количество мелких производителей, имеющих ограниченное региональное влияние.
Большинство таких региональных компаний в основном производят нефасованный сыр,
продаваемый на развес, а также осуществляют поставки продукции в ограниченное число
торговых точек, расположенных в определенном регионе. Изменчивость рынка молочных
продуктов сегодня характерна и для сегмента сыра одновременно с очень заметными колебаниями цен. Перечисленные факторы могут учитываться при разработке новых видов
сыров и корректировке существующих технологий, что позволяет в некоторой степени
снизить влияние сезонных изменений качества молока на стабильность производства, повышение выхода и расширения ассортимента сыров.
Сыры являются хорошей средой для развития аэробных бактерий, широко распространенных в окружающей среде, в том числе технически вредных и патогенных микроорганизмов, поэтому на незащищенных от воздуха поверхностях сыров начинается бурный рост аэробной и факультативно анаэробной микрофлоры. В связи с вышеизложенным
одной из важнейших задач в производстве сыров с аэробным созреванием, в частности
сыров, созревающих за счет развития плесневых грибов Penicillium, является создание условий для роста необходимой и подавления развития вредной микрофлоры.
Анализ классических вариантов технологического процесса получения сыров, созревающих с использованием плесневых грибов, позволил выделить в нем основные этапы,
связанные с регулированием активности молочнокислого процесса при формировании
продукта: нормализацию молока, пастеризацию, водного раствора хлорида кальция, ферментного препарата (и плесени – первый вариант), свертывание смеси, самопрессование,
формование, посолку, обсушку, (нанесение плесени – второй вариант), созревание и упаковку. С учетом технологических особенностей можно выделить основные варианты выработки сыров с плесневыми грибами: сыры, созревающие под действием плесневых грибов, размножающихся на поверхности сыра и сыры, созревающие с плесневыми грибами,
размножающимися по всей массе сыра.
В сыроделии пастеризация является действенным средством уничтожения патогенных бактерий и вредных для сыра микроорганизмов. Уничтожая технически вредную
микрофлору молока и заменяя ее бактериальной закваской чистых культур бактерий в необходимом соотношении, появляется возможность получения соответствующего вида сыра.
Влияние режимов тепловой обработки на бактериальную обсемененность молока,
используемого в экспериментах, собранного в условиях производственного комплекса
ООО «Калория» представлено в таблице 1.
Сырое молоко содержало (2,00±0,14)×106 бактерий в 1 см3. В молоке, пастеризованном при 75°С с выдержкой 20 с, их содержание снизилось до 7,87 тысяч в 1 см 3. Дальнейшее повышение температуры способствовало снижению численности микрофлоры (80°С
– 4,92 тыс. в 1 см3, 85°С – 2,72 тыс. в 1 см3 и 90°С – 0,79 тыс. в 1 см3). Таким образом, эффективность пастеризации при температуре 75°С составила 99,61%, при 80°С – 99,75%,
85°С – 99,86% и 90°С – 99,96%.
89
Таблица 1 – Влияние режимов тепловой обработки на бактериальную обсемененность молока
Температура
обработки, °С
Сырое молоко
75,0±0,5
80,0±0,5
85,0±0,5
90,0±0,5
Количество микроорганизмов после
обработки, КОЕ/см3
(2,00±0,14)×106
(7,87±0,54)×103
(4,92±0,34)×103
(2,72±0,19)×103
(0,79±0,05)×103
Доля выживших
бактерий, %
100,00
0,39
0,25
0,14
0,04
Известно, что основной недостаток пастеризации молока при повышенных температурах заключается в снижении скорости синерезиса. При выработке отечественных сыров молоко пастеризуют в зависимости от вида сыра при температуре 75-85°С с выдержкой 20-25 с. Более жесткие режимы пастеризации не применяют из-за опасности появления горького вкуса. Кроме того, жесткие режимы пастеризации оказывают значительное
влияние на состав и свойства молока. Наиболее подвержены изменениям сывороточные
белки, соли, витамины и ферменты. Степень их изменения зависит от температуры и продолжительности процесса. Следствием теплового воздействия является изменение технологических свойств молока, которые необходимо учитывать при выработке сыров. В связи
с этим изучено влияние пастеризации на физико-химические свойства (табл. 2).
Таблица 2– Влияние температуры пастеризации на титруемую и активную кислотность молока
Температура
обработки, °С
Сырое молоко
75,0±0,5
80,0±0,5
85,0±0,5
90,0±0,5
Титруемая кислотность, °Т
Активная кислотность, рН
18,8±0,2
18,0±0,1
17,6±0,1
17,2±0,2
15,6±0,1
6,44±0,03
6,42±0,02
6,40±0,02
6,36±0,01
6,30±0,02
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что с повышением
температуры пастеризации титруемая кислотность молока понижалась. При изменении
температуры от 75 до 90°С титруемая кислотность в среднем снизилась на 3°Т (с 18,8 до
15,6). Это связано с некоторыми необратимыми процессами, происходящими в молоке
под влиянием повышенных температур. При нагревании из молока выделяется углекислый газ, что снижает его титруемую кислотность. Часть растворимых кислых солей (лимоннокислый кальций, молочнокислый кальций и другие) переходят в нерастворимое состояние. Величина активной кислотности молока под влиянием тепловой обработки понижалась (с 6,44 до 6,30). Это связано с выделением свободных анионов водорода при переходе гидрофосфатов кальция в фосфаты кальция и ряда других причин.
В целом полученные результаты позволили установить диапазон температур, при
которых целесообразно вести процесс технологической обработки молочного сырья при
выработке сыров, созревающих при участии плесневых грибов Penicillium.
Библиография
1. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. – М.: ГИОРД, 2003. – 320 с.
2. Данкверт С.А., Дунин И.М. Современное состояние и перспективы развития молочного
комплекса России // Молочная промышленность. – 2003. – № 1. – С. 10-11.
3. Еникеев А.Ф., Какимов А.К., Темиргалиева А.С. Пути совершенствования переработки
молочной сыворотки // Молочная промышленность. – 2006. – №2. – С. 41-42.
4. Неберт В.К., Силаева В.И. Изучить характер развития молочнокислого брожения при выработке сыров и установить его влияние на состав и качество готового продукта // Отчет о научноисследовательской работе. – Углич, 1980. – 86 с.
УДК 544.236
90
ГУАНИДИНСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ:
СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
С.Н. Лебедева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Гуанидинсодержащие соединения широко распространены в природе и находят
применение в качестве физиологически активных веществ: лекарств, антисептиков, фунгицидов, пестицидов. К ним относятся, например, аминокислота аргинин, фолиевая кислота, многочисленные белки и нуклеиновые кислоты. Гуанидиновая группировка служит
активным началом многих лекарственных веществ (сульгин, исмелин, фарингосепт, аспирин) и антибиотиков (стрептомицин и другие).
Высокую биоцидную активность гуанидиновым соединениям придает несущий положительный заряд катион гуанидиния, обеспечивающий электрическое взаимодействие с
микробной клеткой.
В отличие от четвертичных аммониевых соединений, где положительный заряд локализован на одном атоме азота, в катионе гуанидиния заряд распределен между тремя
атомами азота. Такое строение реакционного центра обеспечивает необходимый баланс
между эффективностью биоцидного действия антисептика в отношении микроорганизмов
и токсичностью в отношении теплокровных животных и человека.
Макромолекулярная природа полигуанидинов обеспечивает пролонгированное антимикробное действие препарата: в отличие от низкомолекулярных соединений, антимикробное действие которых сохраняется всего несколько часов (в лучшем случае несколько
суток), полимер образует на поверхности биоцидную пленку, которая обеспечивает длительную (несколько месяцев) защиту обработанной поверхности от появления на ней
микроорганизмов. Обнаружено, что полимерная пленка сохраняется на обработанной поверхности в течение нескольких месяцев и даже через 6 месяцев сохраняет биоцидную
активность.
Комплекс свойств полигуанидинов позволяет использовать их не только в качестве
антисептических средств в медицинской практике, но также в качестве биоцидных добавок в различные материалы (цемент, резину, ткани, бумажную массу, краски и др.), а также вспомогательных материалов в различных технологических процессах.
Целью настоящей работы явилось рассмотрение структуры, свойств и областей
применения полигуанидинов, а также определение токсичности некоторых их производных на гидробионтах методом биотестирования.
Материалы и методы исследований
Наибольшее значение среди биоцидных препаратов имеют хлоргексидин (ХГД), полигексаметиленбигуанидин (ПГМБГ) и полигексаметиленгуанидин (ПГМГ).
В рамках договора о научно-производственном сотрудничестве между «Лабораторией химии синтетических и природных полимеров» Байкальского института природопользования СО РАН и кафедрой «Биоорганическая и пищевая химия» Института пищевой
инженерии и биотехнологии ВСГУТУ на первом этапе нами проведены исследования по
определению токсичности четырех производных ПГМГ: 1) ПГМГ-гидрохлорид (ПГМГгх – гидрогель); 2) ПГМГ–N-фенилзамещенный (гидрогель); 3) ПГМГ - низкомолекулярный (водорастворимый полимер) и 4) ПГМГ–среднемолекулярный (водорастворимый полимер) на следующих тест-объектах – одноклеточных пресноводных водорослях
Scenedesmus quadricauda, инфузориях Tetrachymena pyriformis и простейших ракообразных – дафниях Daphnia magna. [1, 2, 3]. Диапазон исследуемых концентраций: 500; 100;
91
10; 1,0; 0,1; 0,01; 0,001 и 0,0001мг/л в динамике (водоросли – 0, 3 и 7 сут; инфузории – 0, 1
и 4 сут; дафнии – 0, 1, 2, 3 и 4 сут).
На втором этапе были проведены исследования по определению токсичности 10 водорастворимых полимеров: №1 (ГМДА:ЭДА:ГГХ/0,25:0,75:1); №2 (ГМДА: ЭДА: ГГХ/
0,5:0,5:1); №3 (ГМДА: ЭДА: ГГХ/ 0,75:0,25:1); №4 (ОМДА: ЭДА: ГГХ/ 0,25:0,75:1); №5
(ОМДА: ЭДА: ГГХ/ 0,5:0,5:1); №6 (ГМДА: ЭДА: ГГХ /0,75:0,25:1); №7 (ОМДА: ГМДА:
ГГХ /0,25:0,75:1); №8 (ОМДА: ГМДА: ГГХ /0,5:0,5:1); №9 (ГМДА: ГГХ/ 1:1); №10 (ЭДА:
ГГХ/ 1:1) на следующих тест-объектах – одноклеточных пресноводных водорослей
Scenedesmus quadricauda, инфузориях Paramecium caudatum в диапазоне концентраций,
указанных в первом варианте исследований. (ЭДА – этилендиамин, ГМДА – гексаметилендиамин, ОМДА – октаметилендиамин, ГГХ – гуанидин гидрохлорид).
Результаты исследований и их обсуждение
Структура гуанидина и полигексаметиленгуанидина. Гуанидин представляет собой
реакционно-способное малостабильное основание, которое при протонировании образует
стабильный катион гуанидиния, в котором положительный заряд равномерно распределен
между тремя атомами азота:
Главными представителями полигуанидинов являются высокомолекулярные соли
ПГМГ общей формулы:
где А – кислотный остаток минеральной или органической кислоты, n =30-90.
Активность и токсичность полигуанидинов. Как следует из анализа многочисленных литературных данных, среди антимикробных препаратов особый интерес в связи с
широким спектром действия представляют полимерные производные гуанидинов. Одна из
характерных особенностей производных гуанидина – бактерицидная и фунгицидная активность их водных и спиртовых растворов – сохраняется при включении его в состав полимеров и полимерных композиций. Анализ патентной литературы свидетельствует, что
около 70% патентов касаются новых препаратов на их основе и около 30% посвящены совершенствованию технологии [4].
Наибольшее значение среди биоцидных препаратов имеют хлоргексидин (ХГД), полигексаметиленбигуанидин (ПГМБГ) и полигексаметиленгуанидин (ПГМГ). Ведущими
токсикологическими центрами России проведены обширные исследования токсичности и
опасности представителей различных полиалкиленгуанидинов (ПАГов), главными представителями которых и являются высокомолекулярные соли ПГМГ. Одним из наиболее
перспективных препаратов является ПГМГ-хлорид, который эффективен по отношению к
сообществу из 45 микроорганизмов. Расшифрован механизм биоцидного действия ПАГов.
Также указано, что ПАГи обладают низкой токсичностью для человека и животных.
Среднесмертельная доза при поступлении в организм через кожу составляет 1000015000 мг/кг, через желудок – 815-3200 мг/кг. По результатам этих исследований препараты отнесены к IV классу малоопасных соединений при поступлении через кожу и к
92
III классу умеренно опасных соединений при поступлении в желудок (в соответствии с
ГОСТ 12.1.007).
Основные преимущества полигуанидинов и области их применения. На основе полигуанидинов созданы различные производные, основными свойствами которых являются:
сочетание широкого спектра действия в отношении микроорганизмов; низкая токсичностью для человека и животных; пролонгированное биоцидное действие; экологическая
безопасность; удобное для применения физическое состояние; высокая сорбционная емкость.
Области применения полигуанидинов: дезинфекция помещений; биоцидные лакокрасочные материалы; медицина и косметология; пищевая промышленность; сельское хозяйство; очистка и обеззараживание воды и другие.
Применение ПГМГ в медицине и косметологии. В медицине широко используют
низкомолекулярный аналог ПГМГхл-хлоргексидинбиглюконат в виде 0,05%-ного раствора в качестве антисептика для наружного применения, а также компонентов лекарственных средств.
Способность ПГМГ образовывать прочные комплексы с солями тяжелых металлов
была использована для создания антисептических медицинских препаратов, способных
выводить из организма ионы тяжелых металлов (медь, цинк, никель, ртуть, кобальт, свинец, марганец).
Разработана рецептура глазных капель на основе таурин-полисепт. Она представляет
интерес для создания лекарственного препарата, который, возможно найдет широкое
применение в офтальмологической практике.
В настоящее время полигуанидины используют на практике главным образом в качестве действующего вещества дезинфекционных средств и биоцидной добавки в косметические средства. ПГМГ являются превосходными антисептическими средствами при
борьбе со смешанной инфекцией. Необходимо добавить, что в настоящее время разработан ряд косметических средств, содержащий полигуанидины, выпускаемых в форме геля,
пены, крема или мази, и предназначенных для ухода за кожей лица, рук, ног и других частей тела. Введение в состав парфюмерных жидкостей и косметических средств (духов,
шампуней, лосьонов, губной помады) солей полигуанидинов с физиологически активными кислотами (аскорбиновой, салициловой, янтарной, олеиновой) обеспечивает их устойчивость к микробному и грибковому заражению, расслоению, окислению, а также придает
им лечебное действие: антисептическое, смягчающее.
Пищевая промышленность. Пищевые продукты служат благоприятной средой для
развития микроорганизмов. В производственных помещениях с повышенной влажностью
микроорганизмы образуют биопленки на поверхности продуктов, производственного оборудования, строительных конструкций. Биопленки характеризуются повышенной устойчивостью к действию дезинфектантов.
Дезинфицирующие средства на основе ПГМГ образуют на обработанных поверхностях полимерные пленки с широким спектром пролонгированного биоцидного действия,
препятствующие формированию опасных биопленок. Препараты ПГМГ обладают чрезвычайно высокой активностью в отношении спор плесеней и дрожжей.
Для дезинфекции на предприятиях пищевой промышленности рекомендованы препараты БИОР-1 – 20%-ный раствор ПГМГхл в воде и «Полисепт-ОП» (Полисепт очищенный пищевой), качество которого соответствует требованиям Минздрава России к полимерным материалам, предназначенным для использования в контакте с продуктами питания.
Хранение сельхозпродукции. Значительная часть урожая сельскохозяйственной продукции теряется при хранении и транспортировке.
Обработка овощей, фруктов и зерна в овощехранилищах дезинфицирующими растворами ПГМГ позволяет сократить их поражение вирусными, бактериальными и грибко93
выми заболеваниями и существенно снизить потери урожая. При обработке овощей и
фруктов раствором ПГМГ на их поверхности образуется тонкая биоцидная полимерная
пленка, которая при соблюдении установленных доз безвредна для человека и легко смывается водой.
В ЦНИИ агротехнического обслуживания сельского хозяйства был разработан препарат «Полимет», представляющий собой соль ПГМГ с 2-хлорэтилфосфоновой кислотой,
объединяющий бактерицидные и фунгицидные свойства. Он является универсальным
средством для защиты овощей при хранении.
Определение токсичности некоторых полигуанидинов на гидробионтах методом
биотестирования. Как было отмечено выше в материалах и методах исследований, в рамках договора о научно-производственном сотрудничестве между «Лабораторией химии
синтетических и природных полимеров» Байкальского института природопользования СО
РАН и кафедрой «Биоорганическая и пищевая химия» Института пищевой инженерии и
биотехнологии ВСГУТУ были проведены исследования токсичности некоторых полигуанидинов в 2 этапа.
Полученные данные по результатам первого этапа исследований представлены в
таблице 1.
Таблица 1 – Влияние гидрогелей и водорастворимых полимеров на основе гуанидингидрохлорида
на гидробионты
Препарат
1. ПГМГ–
гидрохлорид
2. ПГМГ–Nфенилзамещенный
3. ПГМГ–
низкомолекулярный
4. ПГМГ–
среднемолекулярный
Объект
исследования
водоросли
инфузории
простейшие
ракообразные
водоросли
инфузории
простейшие
ракообразные
водоросли
инфузории
простейшие
ракообразные
водоросли
инфузории
простейшие
ракообразные
острая
токсичность
1,0
0,1
1,0
Концентрация препарата, мг/л
недействухроническая
недействующая
токсичность
ющая
концентрация
концентрация
0,01
0,01
0,0001
0,001
0,01
0,0001
0,001
-
1,0
0,1
1,0
0,001
0,0001
0,001
0,01
0,001
-
0,0001
0,0001
-
0,1
0,1
1,0
0,0001
0,0001
0,0001
0,01
0,1
-
0,0001
0,0001
-
0,1
1,0
1,0
0,0001
0,01
0,001
0,01
0,1
-
0,0001
0,001
-
Из данных таблицы 1 следует, что наибольшей чувствительностью к действию изучаемых препаратов обладают одноклеточные водоросли (недействующая доза в хронических экспериментах для всех препаратов составляет 0,0001мг/л, токсичная – 0,01мг/л). В
острых и хронических экспериментах большая токсичность отмечена у водорастворимых
полимеров ПГПГ–низкомолекулярный и ПГМГ–среднемолекулярный, по сравнению с
гидрогелями. Из водорастворимых полимеров меньшая токсичность характерна для
ПГМГ–среднемолекулярного.
Полученные экспериментальные данные согласуются с имеющимися литературными [4]. Так ПДК ПГМГ-фосфата для воды рыбохозяйственных водоемов утверждена на
уровне 0,01 мг/л, а ПДК в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового
водопользования – 0,1 мг/л по общесанитарному признаку вредности.
94
Таблица 2 – Влияние водорастворимых полимеров на основе гуанидин гидрохлорида
на гидробионты
№
препарата
Объект
исследования
1
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
водоросли
инфузории
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Концентрация препарата, мг/мл
острая токсичность
хроническая
токсичность
не установлена
100,0
100,0
10,0
10,0
10,0
100,0
0,001
100,0
10,0
1,0
0,01
100,0
10,0
1,0
1,0
100
1,0
1,0
1,0
10,0
1,0
1,0
0,1
10,0
1,0
1,0
0,01
10,0
0,01
0,1
0,01
100,0
0,01
10,0
0,01
10,0
0,1
10,0
1,0
По имеющимся литературным данным, при переходе от низкомолекулярных к высокомолекулярным гуанидинсодержащим препаратам возрастает их стабильность и снижается токсичность.
В таблице 2 представлены суммарные данные 2-го этапа исследований по влиянию
водорастворимых полимеров на основе гуанидин гидрохлорида на гидробионты.
Из данных таблицы 2 следует, что наибольшей чувствительностью к действию изучаемых препаратов обладали инфузории. Как острая, так и хроническая токсичность у них
на 1-2 порядка выше. Среди препаратов в группах 1-3 наименьшая острая и хроническая
токсичность отмечены у препарата 1. Среди препаратов в группах 4-6 наименьшая острая
и хроническая токсичность отмечены у препарата 4. У препарата 7 токсичность ниже, чем
у 8-го; у препарата 9 – ниже, чем у 10-го.
Различная чувствительность биологических объектов к воздействию антимикробных
средств обусловлена, прежде всего, строением клеточной стенки и цитоплазматической
мембраны, поскольку именно они являются первым барьером на пути взаимодействия
биологического объекта с веществом. Клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана
обеспечивают осмотический барьер и проникновение веществ в клетку.
Исследования по определению токсичности различных производных на основе полигуанидинов будут продолжены. Они позволят выявить соединения, обладающие высоким антимикробным действием и низкой токсичностью с последующим использованием в
пищевой промышленности.
Библиография
1. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. РЭФИА, НИА-Природа. – М., 2002.
95
2. ФР.1.39.2007.03223.Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв,
осадков сточных вод и отходов по изменению численности клеток водорослей.
3. ФР.1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв,
осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний.
4. Воинцева И.И., Гембицкий П.А. Полигуанидины – дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы. – М.: Изд-во «ЛКМ-пресс», 2009.
УДК 637.521.47:637.54
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ
С.Ю. Лескова, Н.И. Гомбожапова, Е.С. Ардуева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Сегодня современные перерабатывающие производства испытывают недостаток отечественного сырья для производства необходимого ассортимента продукции высокого качества, в
том числе в сегменте полуфабрикатов быстрого приготовления и высокой степени готовности
в условиях возрастающего спроса. Мясо птицы – важная составляющая здорового питания,
признанный фаворит среди мясных блюд. Производство мяса птицы в мире возросло более
чем в три раза. Высокие темпы роста производства и потребления мяса птицы объясняются
рядом взаимосвязанных факторов. Основными из них являются: более низкие затраты ресурсов по сравнению с производством других видов мяса и в связи с этим меньшая цена на продукцию из мяса птицы; диетические качества мяса птицы, активная реклама в пропаганде этого вида мяса как продукта «здорового питания»; отсутствие каких-либо религиозных или
культурных ограничений у населения по использованию мяса птицы и др. [1].
Кроме того, наблюдается значительный рост объема продаж как замороженных, так и
охлажденных полуфабрикатов среди других продуктов питания. По прогнозам специалистов, четверть покупаемых населением продуктов питания приходится именно на этот вид
изделий. Это обусловлено в первую очередь большим разнообразием и вкусовыми качествами полуфабрикатов, предлагаемых производителями. Полуфабрикаты доступны широкой группе потребителей, хотя и не являются дешевым продуктом. Кроме того, компактность, универсальность, а также быстрота приготовления – это основополагающие факторы, отводящие этим продуктам отдельную нишу на рынке продуктов питания.
Несмотря на дополнительные затраты на производство, эти полуфабрикаты выделяются
из ряда традиционных птицепродуктов с высоким потребительским спросом.
Известно, что мясо птицы, прежде всего механической обвалки, хуже связывает воду
и жир, чем говядина и свинина. Для создания монолитной структуры продуктов предусмотрено использовать эмульсии, в которые рационально включать кожу птицы [2].
Для повышения качества рубленых полуфабрикатов из мяса птицы, создания монолитной структуры нами использовалась БЖЭ сложного состава, рецептура которой включала соевый белковый изолят, куриную шкурку, растительное масло и воду.
Известно, что применение БЖЭ в рецептурах рубленых полуфабрикатов оказывает
значительное влияние на функционально-технологические свойства (ФТС) фарша и выход
готового продукта. В связи с этим дальнейшие исследования были направлены на изучение изменений ВСС, ВУС, ЖУС и УФ в зависимости от количества вносимой БЖЭ.
Контролем служил фарш полуфабрикатов «Шницель деревенский» (ТУ 9214-40323476484-01). При составлении фарша опытных образцов полуфабрикатов БЖЭ вносили в
количестве от 13 до 30 % к массе основного сырья взамен жирового компонента.
Внесение БЖЭ влечет за собой изменение соотношений всех составных частей фарша. В опытных образцах коэффициент «жир:белок» приближается к оптимальному уровню (1:1) при внесении в рецептуру полуфабрикатов 23% БЖЭ. Содержание и соотноше96
ние белка и жира в фарше коррелирует с его ВСС, ВУС и ЖУС, которые достигают наибольших значений при замене основного сырья от 18 до 23% на БЖЭ.
Соотношение белок:влага является решающим фактором для обеспечения стабильности фарша и формирования его структурно-механических свойств. Во всех опытных
образцах оно приближается к оптимальному значению – 5,0. Экспериментально установлено, что внесение в фарш полуфабрикатов 23% БЖЭ способствует формированию более
пластичной консистенции и повышает УФ на 11% по сравнению с контролем. Внесение
более 23 % БЖЭ ухудшает органолептические свойства готового продукта.
Технология производства рубленых полуфабрикатов наряду с традиционными процессами, дополнительно включает в себя операции по приготовлению БЖЭ. Приготовленную БЖЭ вводят на стадии приготовления фарша. Остальные технологические операции производства рубленых полуфабрикатов и их последовательность осуществляются по
традиционной технологии (рис.).
Приготовление
БЖЭ
с использованием
куриной шкурки
Размораживание тушек
при t 5–15°С до температуры в толще
мышц 2–5 °С
Подготовка потрошенных тушек
(опалка, снятие кожи,
устранение дефектов технологической
обработки, мойка и стекание воды)
Подготовка
пряностей
(измельчение,
просеивание,
составление смеси
пряностей
и перемешивание)
Обвалка тушек вручную
или механически
Измельчение (на волчке с отверстиями
в решетке диаметром
2-3 мм)
Приготовление фарша
Формование и фасование
Охлаждение (при 0–1 °С или -0,5–4 °С до температуры
в толще продукта 0–4 °С)
Замораживание (при -18– -35 °С), реализация
Рисунок
97
Библиография
1. Гущин В.В. Рост производства продуктов из мяса птицы – требование времени // Мясные
технологии. – 2008.– №5. – С. 8.
2. Гущин В.В., Кулишев Б.В., Маковеев И.И. и др. Технология полуфабрикатов из мяса птицы. – М.: Колос, 2002. – 200 с.
УДК 631.8
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ УДОБРЕНИЙ
И УДОБРИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
М.Г. Меркушева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия
Главные направления современной биотехнологии в сфере производства продуктов
питания – повышение урожайности культур и продуктивности животных; существенное
улучшение питательных качеств продукции; расширение возможностей применения комплексных методов борьбы с болезнями растений и животных, создание удобрений и
удобрительных композиций с применением микроорганизмов, обладающих повышенной
биологической активностью, улучшающих и увеличивающих плодородие почв.
Западное Забайкалье (Республика Бурятия) располагает большими запасами фосфоритов, апатитов, цеолитов и других полезных ископаемых (Меркушева и др., 2009; Убугунов и др., 2012). В то же время применение фосфорных удобрений из-за их высокой
стоимости в республике весьма ограничено. Отсутствие восполнения выноса с урожаями
сельскохозяйственных культур основных макроэлементов приводит к масштабной питательной деградации почв (Кудеяров, 2004). Такое же негативное воздействие оказывает
на плодородие каштановых почв широкое развитие дефляции, снижающей содержание
гумуса, усвояемых макроэлементов и ухудшающей биологическую активность (Намжилов, 2003; Merkusheva, 2012).
Поэтому целью данных исследований было создание биологически активных фосфорных и органо-минеральных удобрений на основе местных месторождений фосфоритов, бурых углей и цеолитов методами биотехнологии. Решение проблемы рационального
использования фосфоритов как с экологических, так и агрохимических позиций обусловливает необходимость поиска и реализации приемов или способов повышения коэффициента полезного действия удобрений.
При этом должны соблюдаться следующие условия:
1. Производство удобрений не должно усложнять технологический процесс и требовать использования дорогих и дефицитных реагентов.
2. Основные составляющие компоненты удобрений должны находиться на территории (района, области, региона) потребителя, что резко снижает транспортные расходы,
удешевляет их производство.
3. Вновь созданные удобрения и удобрительные композиции из природного минерального и органического сырья должны соответствовать агрохимическим свойствам
наиболее распространенного в регионе типа почв, используемых в земледелии.
В настоящее время имеется много разработок по созданию удобрений на основе молотых фосфоритов разных месторождений России и других стран. Однако наличие в этих
разработках растворителей–кислот неприемлемо для использования их по двум основным
причинам: отсутствие собственной химической промышленности и, самое главное, жесткие экологические требования к добыче и переработке фосфоритов, так как местоположения месторождений входят в строго охраняемую бассейновую зону озер Хубсугул и Байкал.
98
Поэтому наиболее подходящими способами повышения агрохимической эффективности фосфоритов могут быть те приемы, которые соответствуют почвенноклиматическим условиям, химическому составу фосфоритов и тем задачам, которые нацелены на сохранение плодородия почв, повышения продуктивности зерновых, овощных
культур и картофеля; а также сенокосов и пастбищ. Всем этим требованиям отвечают
разработки ученых Бурятского научного центра СО РАН совместно с сотрудниками
ВСГУТУ (Меркушева и др., 2005а). Обоснованием выбора является наличие в Республике
Бурятия больших запасов бурых углей, фосфоритов, разработаны способы получения
биологических удобрений из местных штаммов азотфиксирующих и фосфорразлагающих
бактерий.
Существенным фактором, влияющим на трансформацию соединений фосфатов, является наличие в почве фосфатмобилизующих микроорганизмов. Каштановые почвы богаты этой группой микроорганизмов, участвующими в растворении трехкальциевого
фосфата и в расщеплении органофосфатов. Основную роль в мобилизации минеральных
фосфатов выполняют бактерии, в расщеплении органофосфатов, наряду с бактериями,
активизируется участие актиномицетов. Численность и активность фосфатмобилизующих
микроорганизмов в профиле каштановых почв согласуется с распределением минеральных и органических форм фосфора. Преобладание минеральных форм фосфатов над органическими обусловливает обильное развитие микроорганизмов, растворяющих трехкальциевый фосфат: причем в нижних горизонтах, где фосфор представлен только в минеральной форме, заметно увеличивается относительное содержание активных форм (рис.
1).
среда Менкиной
400
35
350
30
300
25
250
20
среда Федорова 200
15
10
5
0
среда Федорова
150
Численность,
тыс/г почвы
Численность, тыс/г почвы
40
15
400
300
200
100
0
30
100
50
0
45
60
15
Срок компостирования, сут
15
45
60
60
Срок компостирования,Срок
суткомпостирования, сут
30
30
45
Контроль
Фосфорные бактерии – ФМБ
Фосфоритная мука
Фосфоритная мука + ФМБ
Суперфосфат
Суперфосфат + ФМБ
Рисунок 1 – Численность фосфатмобилизующих бактерий (Вас. megatherium phosphaticus)
в каштановой почве при использовании разных видов удобрений
Примечание. Среда Менкиной – органофосфаты, среда Федорова – трудноразлагаемые минеральные фосфаты
Фосфорные бактерии обладают широким спектром гидролитической активности, что
предопределяет перспективы их использования в качестве агента, повышающего биологическую активность почвы. Они продуцируют ряд физиологически активных веществ – витамины, метаболиты, обладающие антагонистическим действием к фитопатогенной мик99
рофлоре (Дунайцев и др., 2008). Эффект применения фосфатмобилизующих микроорганизмов в большей степени зависит от активности, чем от численности.
Использование биологически активного фосфатцеолитного удобрения на малоплодородной каштановой почве увеличило численность микроорганизмов и повысило ее
фосфатазную активность (рис. 2), при этом существенно возросло накопление в почве
нитратного азота, подвижного фосфора и незначительно – обменного калия (Меркушева и
др., 2005б).
Удобрительная композиция, состоящая из природного фосфорита, окисленного бурого угля и фосфатмобилизующих бактерий, позволяет улучшить фосфатный режим почв
и повысить продуктивность кормовых культур (Меркушева и др., 2008).
Таким образом, биотехнологические методы создания удобрений из минеральных и
органических компонентов природного характера показали свою эффективность, малую
затратность, что позволяет их рекомендовать для широкого внедрения в производство.
Фосфатаза, мг Р2О5 на 1 г почвы
Численность, тыс/г почвы
50
50
40
30
40
30
20
10
Контроль
Фосфорные бактерии – ФМБ
0
15
30
45
Фосфоритная мука
60
Фосфоритная мука + ФМБ
20
Суперфосфат
Срок компостирования, сут
10
0
15
Суперфосфат + ФМБ
Рисунок 2 – Динамика фосфатазной активности в каштановой почве
в зависимости от вида удобрений
30
45
60
Срок компостирования, сут
Библиография
1. Дунайцев И.А., Коломбет Л.В., Жиглецова С.К. и др. Фосфатмобилизующие микроорганизмы – антагонисты фитопатогенов // Микология и фитопатология. – 2008. – Т. 42, № 3. – С. 264–
269.
2. Кудеяров В.Н., Семенов В.М. Оценка современного вклада удобрений в агрогеохимический цикл азота, фосфора и калия // Почвоведение. – 2004. – № 12. – С. 1440-1446.
3. Меркушева М.Г., Инешина Е.Г., Болонева Л.Н. и др. Микробиологические методы повышения эффективности удобрений на основе природного сырья // Комплексные удобрения из природного и техногенного сырья Забайкалья. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2002. – С. 85–96.
4. Пат. РФ. № 2255926. 2005а. Способ биологической активации природных цеолитов /
М.Г. Меркушева, Е.Г. Инешина, В.Ж. Цыренов и др.
5. Пат. РФ. № 2323918. 2008. Биологически активное органоминеральное удобрение пролонгированного действия / М.Г. Меркушева, Н.М. Кожевникова, Л.Л. Убугунов.
6. Пат. РФ. № 2255922. 2005б. Способ получения биологически активного фосфорцеолитового удобрения пролонгирующего действия / М.Г. Меркушева, Ц.Д. Мангатаев, Е.Г. Инешина и
др.
7. Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л., Болонева Л.Н. и др. Фосфатмобилизующие микроорганизмы как биологические активаторы удобрений из агроруд // Плодородие. – 2008. – № 1. – С. 2324.
8. Меркушева М.Г., Убугунов Л. Л., Кожевникова Н. М. и др. Агрохимическое минеральное
сырье: Р, К, S и микроэлементы. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2009. – 592 с.
100
9. Намжилов Н.Б. Влияние дефляции на изменение микробиологических показателей каштановых почв Байкальского региона // Почвоведение. – 2003. – № 7. – С. 862–866.
10. Убугунов Л.Л., Меркушева М.Г., Кожевникова Н.М. Агрохимическое минеральное сырье: природные цеолиты. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2012. – 418 с.
11. Merkusheva M.G. The Humus State and Structure of Microbial Cenoses in Deflated Chestnut
Soils of Barguzin Depression (Western Transbaikal) // Arid Ecosystems. – 2012. – Vol. 2, N. 2. – P. 98–
104.
УДК 636.2.083.37
БИОНАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, СНИЖАЮЩИЕ СЕБЕСТОИМОСТЬ
ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
А.В. Муруев, Д.Т. Буянтуева, А.Ю. Имеев
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова
г. Улан-Удэ, Россия
Животноводство в Республике Бурятия является традиционной отраслью АПК. В
связи с переходом на рыночные условия животноводство Республики Бурятия переживает
глубокий экономический кризис из-за низкой реализационной цены и высокой себестоимости производимой животноводческой продукции.
Для успешной реализации данной актуальной проблемы, существующие и разработанные традиционные методы производства продукции животноводства, безусловно, еще
не утратили своей актуальности и значения и еще некоторое время будут доминировать и
определять темпы производства животноводческой продукции. Но, вместе с тем, в настоящее время во многих развитых странах наблюдается бурный рост интереса к производству животноводческой и другой сельскохозяйственной продукции методами «Высоких технологий», а именно Биотехнологий и Бионанотехнологий, так как данные отрасли
науки определяют научно-технический прогресс любой страны, обеспечивая оборонную и
продовольственную безопасность и заметно улучшают качество жизни ее населения.
В связи с вышеизложенным, по мнению ведущих ученых и на взгляд авторов, в этих
жестких рыночных условиях особое значение и актуальность приобретает рациональное и
максимальное использование генетических и биохимических свойств (ресурсов) самих
животных, заложенных в их генотипе.
Поэтому была поставлена цель – разработать эффективные бионанотехнологические
методы стимуляции прироста живой массы телят и поросят на ранней стадии постнатального их онтогенеза, так как именно в этот период процессы роста и развития организма
животных являются доминирующими.
Материал и методы исследования
При разработке данного бионанотехнологического метода стимуляции прироста живой массы телят и поросят исходили из теоретических данных эндокринологов о том, что
в системной регуляции ростовых процессов в организме позвоночных и человека главенствующая роль принадлежит соматотропному гормону (СТГ), который в норме синтезируется и выделяется в кровь и лимфу новорожденных животных гипофизом. Одной из
главных функций этого гипофизарного гормона является стимулирующее влияние на линейный рост, общие размеры тела, массу отдельных органов и тканей.
Для индуцирования синтеза СТГ гипофизом новорожденных животных экзогенно
вводили им синтетический аналог рилизинг-гормона (Сурфагон) в дозах: телятам – 5 мкг
на 40 кг живой массы; поросятам – 5 мкг на голову.
101
Концентрацию СТГ в крови животных определяли иммуноферментным методом
(ИФА) в лаборатории клинической иммунологии Республиканской клинической больницы им. Семашко.
Результаты исследований
Результаты проведенных исследований показали, что уже через 3 ч после введения
данного препарата телятам происходит незначительное повышение концентрации СТГ в
крови подопытных животных (от 0,12 до 0,13 ММЕ/л). В дальнейшие периоды исследований (через 86 ч) наблюдается заметная тенденция к повышению синтеза концентрации
данного гормона (от 0,13 ММЕ/л до 0,48 ММЕ/л).
Параллельно с гормональными исследованиями мы производили взвешивание телят
в 3- и 9-месячном возрасте, результаты которого показали, что уже через месяц после введения данного препарата живая масса подопытных телят по сравнению с контрольной
группой была значительно выше. В опытной группе в возрасте 3 месяца она составила
83,4±5,1 кг, а в контрольной – 74±7,1 кг, при этом среднесуточный прирост живой массы
составил 830±150,6 и 760±268,7 г соответственно, что на 70 г выше по сравнению с телятами контрольной группы, в 9-месячном возрасте 151±7,78 и 139±8,6 кг соответственно.
Следующий этап экспериментальных исследований по разработке бионанотехнологического метода повышения прироста живой массы новорожденных животных включал
в себя изучение действия синтетического аналога нейросекрета гипоталамуса на организм
поросят в период раннего постнатального онтогенеза. С этой целью были набраны 2 группы поросят (опытная и контрольная, n=10) в возрасте 1 месяц. Поросятам опытной группы
вводили синтетический аналог рилизинг-гормона в дозе 1 мл на животное. Контрольной
группе поросят препарат не вводился, за ними велось клиническое наблюдение, как и за
поросятами опытной группы. Затем были взяты пробы крови у поросят обеих групп для
получения достоверных результатов и определения концентрации СТГ. Соматотропный
гормон в крови животных исследовали иммуноферментным методом, результаты которого показали, что концентрация исследуемого СТГ имеет тенденцию к повышению в крови
животных опытной группы уже через 24 ч после введения синтетического аналога рилизинг-гормона (от 0,710 до 1,151 нг/мл).
На следующем этапе исследований производилось взвешивание поросят обеих групп
до и после введения синтетического аналога нейросекрета гипоталамуса с целью достоверного убеждения положительного действия СТГ на прирост живой массы поросят. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 1.
Из таблицы 1 видно, что средняя живая масса поросят до введения синтетического
аналога рилизинг-гормона была одинаковой и составила в возрасте 1 месяц 4,1 кг. Но, как
видно из таблицы, уже через полмесяца после введения данного препарата живая масса
поросят опытной группы была выше по сравнению с контролем. Так, в возрасте 1,5 мес
она составила 6,86±0,51 кг, а в контрольной – 6,0±0,62 кг. Также с целью изучения взаимосвязи между индуцированным синтезом соматотропного гормона в крови поросят
опытной группы и показателями прироста их живой массы, была изучена корреляционная
связь между данными показателями путем вычисления коэффициента корреляции. Результаты показали, что коэффициент корреляции равен +0,82, что указывает на наличие
высокой степени взаимосвязи между переменными, т.е. за изменением уровня концентрации СТГ в крови подопытных животных следует соответствующее изменение показателей
живой массы животных.
102
Таблица 1 – Показатели живой массы поросят до и после введения синтетического аналога
рилизинг-гормона, (X±SX, n=10)
Возраст
животных
Показатели
1 мес
живая масса
животных
1,5 мес
живая масса
животных
X±SX (кг)
Сv, %
X±SX (кг)
Сv, %
Группа животных
опытная
контрольная
4,1±0,28
4,1±0,49
21,7
38,3
6,86±0,51
6,0±0,62
23,5
32,5
На следующем этапе проведенных исследований производилось взвешивание животных обеих групп через каждые 15 дней с целью получения достоверных результатов
показателей прироста живой массы поросят опытной группы. Результаты проведенных
исследований показали, что живая масса поросят опытной группы в течение всего периода
наблюдений была достоверно выше по сравнению с показателями контрольной группы.
Так, в возрасте 2 мес она составила у животных опытной группы 9,8±0,76 кг, что на 2,3 кг
больше в среднем по группе, чем у поросят контрольной группы (7,5±1,1 кг). В дальнейшие периоды исследований живая масса животных опытной группы также была выше по
сравнению с показателями контрольной группы: так, в возрасте 2,5 мес – 13,7±1,17 кг в
опытной группе и 10,2±1,29 кг – в контрольной группе; в 3-месячном возрасте – 20,4±1,8 и
15,3±1,77 кг соответственно. В возрасте 3,5 мес. средняя живая масса поросят опытной
группы составила 26,2±1,71 кг, а контрольной группы животных – 19,3±1,93 кг, разница
между данными показателями составила 6,9 кг (35,8%).
Для более глубокого представления об интенсивности роста животных опытной
группы, взаимосвязи между величиной растущей массы и скоростью роста вычислялась
абсолютная скорость роста по возрастным периодам. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Абсолютный прирост поросят по периодам исследований (кг), n=10
Периоды
исследований, мес
0-1,5
1,5-3,5
3,5-7,5
Опытная
группа
5,86
20,34
95,25
Периоды
исследований, мес
0-1,5
1,5-3,5
3,5-11
Контрольная
группа
5,0
14,3
99,9
Рассматривая и анализируя динамику изменения абсолютного прироста животных
опытной и контрольной групп по возрастным периодам, можно отметить, что в период
до 1,5 мес разница между исследуемыми показателями составила 17,2%; с 1,5- до
3,5-месячного возраста – 42,2%; в периоде 3,5-7,5 мес в опытной группе абсолютная скорость роста составила 95,25 кг, тогда как в контрольной группе в периоде 3,5-11 мес она
оставила 99,9 кг. Исходя из полученных данных следует, что скорость абсолютного прироста поросят опытной группы была значительно выше, так как в возрасте 7,5 месяцев
средняя живая масса составила 115,59±2,68 кг, тогда как живая масса поросят контрольной группы в возрасте 11 мес составила всего 114,2±2,81 кг.
Очевидно, скорость роста телят и поросят опытной группы обусловлена мощным
биологическим действием соматотропного гормона, который действует на процессы роста
и развития животных опосредованно, путем гипертрофии внутренних паренхиматозных
органов, а гипертрофия внутренних паренхиматозных органов всегда сопровождается повышением обмена веществ в организме животных, что приводит к усилению процессов
роста и развития животных.
103
Таким образом, разработанный нами биотехнологический метод является достаточно эффективным для стимуляции синтеза соматотропного гормона и прироста живой массы телят и поросят на ранней стадии постнатального их онтогенеза.
Выводы
Разработанные авторами бионанотехнологические методы наращивания производства продукции животноводства обладают, считаем, инновационной технологией, обеспечивают ресурсо- и энергосбережение данных отраслей, так как внедрение их в производство
позволит максимально использовать генетический и биохимический потенциал организма
животных для производства животноводческой продукции, повысить рентабельность и
снизить себестоимость производимой продукции.
Кроме того, по материалам проведенных исследований получен патент на изобретение РФ № 2496448 «Биотехнологический способ стимуляции прироста живой массы поросят на ранней стадии постнатального онтогенеза» от 27.10.2013 г. (заявка № 2012123564
от 06.06.2012 г.).
Библиография
1. Завертяев Б.П. Биотехнология в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота. –
Л.: Агропромиздат, Ленинградское отделение, 1989. – С. 265.
2. Муруев А.В., Жапов Ж.Н. Резервы повышения производства продукции животноводства
// Ветеринария. Зоотехния: тез. докл. и каталог междунар. специализированного конгрессавыставки «Актуальные проблемы ветеринарии». – СПб., 2005. – С. 132-133.
УДК 619:614.31:637
ЗНАЧЕНИЕ ВЕТЕРИНАРНОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ВЫСОКОГО САНИТАРНОГО КАЧЕСТВА
Г.Б. Муруев, Д.В. Янжиева
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р.Филиппова
г. Улан-Удэ, Россия
Введение
В современных условиях значительно возрастает актуальность опасных болезней
сельскохозяйственных животных, имеющих важную эпизоотологическую, эпидемиологическую и экономическую значимость.
В Российской Федерации в 2010 г. принята «Доктрина продовольственной безопасности», в которой указывается, что обеспечение населения страны безопасной сельскохозяйственной продукцией, рыбной и иной продукцией из водных биоресурсов и продовольствием является стратегической целью.
Поэтому при получении качественных продуктов большое значение должно придаваться созданию благополучия животноводства по опасным инфекционным и другим болезням сельскохозяйственных животных.
Целью данного исследования являлось проведение мониторинга эпизоотической ситуации по актуальным инфекционным болезням сельскохозяйственных животных.
Задача исследования – определить возможные биологические риски обеспечения
продовольственной безопасности в Республике Бурятия.
Материал и методы исследований
Материалом для исследований служили данные об эпизоотической ситуации по особо опасным болезням, результаты эпизоотологического анализа вспышек болезней в Республике Бурятия и в сопредельных регионах.
Методы исследований – сравнительно-исторический, сравнительно-географический,
эпизоотологический анализ.
104
Результаты исследований и обсуждение
В настоящее время эпизоотическая обстановка по особо опасным, зооантропонозным и экзотическим болезням животных в мире, в том числе и в центрально-азиатском
регионе, является достаточно напряженной. На земном шаре с разной степенью интенсивности и широты географической распространенности регистрируются все 15 особо опасных болезней группы А [1]. Эти болезни характеризуются тем, что быстрое распространение их приводит к значительному, а в отдельных случаях к катастрофическому социальноэкономическому и экологическому ущербу и имеет негативные последствия для общественного здравоохранения, международной торговли животными и продуктами животноводства. Активизация международной торговли, туризма, межгосударственные перемещения различных грузов, животных, ухудшение эпизоотической ситуации в мире, недостаточность противоэпизоотических мероприятий в новых условиях хозяйствования повышают риск появления вспышек высококонтагиозных вирусных, бактериальных и природно-очаговых инфекций, формирование антропоургических и синантропных очагов болезней [3]. Из них наиболее актуальные и представляющие опасность для традиционного
и номадного животноводства, других отраслей нашего региона болезни – это ящур парнокопытных, сибирская язва, морбилливирусные болезни жвачных, оспа овец и коз, катаральная лихорадка овец, классическая и африканская чума свиней, грипп птиц и др.
Так, одной из опасных для животноводства республики болезней является ящур парнокопытных. Тенденция к глобальному распространению, высокая контагиозность болезни, широкий спектр восприимчивых животных, множество иммунологических типов и
подтипов возбудителя, разнообразие путей выделения и распространения, способность
длительное время сохраняться как во внешней среде, так и в организме обусловливают
ряд сложных проблем ветеринарно-санитарного и экономического порядка, которые могут нарушить безопасность животноводства. Возбудитель ящура довольно устойчив как
во внешней среде, так и в продуктах питания. Так, например, в молоке при комнатной
температуре вирус может сохраняться до 25-30 ч, в холодильнике (+4˚С) до 9-12 дней, в
колбасных изделиях – до 50 дней. Молоко, молочные, мясные и другие продукты могут
быть причиной не только ящура, но и других заболеваний человека (туберкулез, сальмонеллез, бруцеллез, сибирская язва и другие).
Эпизоотическая ситуация Республики Бурятия находится в зависимости от эпизоотического состояния в центрально-азиатском регионе, в частности, соседних стран (Монголия, Китай). Поэтому высока вероятность заноса в республику опасных инфекций из
неблагополучных стран, в частности, таких болезней как катаральная лихорадка овец
(блютанг), бруцеллез, висна-маэди и др. По проведенному ветеринарно-географическому
районированию наша республика в связи с территориальной близостью к эпизоотически
опасным территориям входит в зону наиболее высокого риска возникновения чумы крупного и мелкого рогатого скота, оспы овец и коз, сапа лошадей. Эпидемиологическая опасность таких болезней несомненна, так как ряд из них являются особо опасными для людей, могут привести к развитию хронических, неизлечимых болезней (бруцеллез, сап и
др.).
Республика Бурятия относится к стационарно неблагополучным регионам страны по
сибирской язве. По данным Кадастра неблагополучных пунктов по опасным зооантропонозам в республике зарегистрированы неблагополучные пункты на сельских территориях
большинства административных районов [2]. Несомненно, такие пункты представляют
огромную опасность для современного животноводства сельских территорий, эпидемиологическую опасность для населения. Только в условиях ветеринарного благополучия по
сибирской язве возможно получение безопасной животноводческой продукции.
Классическая и африканская чума свиней не являются опасными для людей. Однако
опасны последствия вспышки, например, африканской чумы свиней. Они могут быть ка105
тастрофическими для страны, субъектов, агробизнеса с экономической точки зрения, так
как возникают существенные ограничения производства и реализации продукции.
Поскольку мясо и мясные продукты, а также молоко и молочные продукты в питании человека занимают особое место, обеспечение населения доброкачественными и
безопасными в ветеринарно-санитарном отношении продуктами имеет большое значение.
Учитывая это, должно обеспечиваться ветеринарно-санитарное благополучие животноводства по особо опасным, зооантропонозным, эмерджентным и экзотическим инфекционным болезням.
Таким образом, инфекционные болезни животных в случае их возникновения, несомненно, будут влиять на здоровье и безопасность людей через опасные для них продукты
питания, снижать тем самым качество жизнедеятельности.
Поэтому для устойчивого развития животноводства и производства продуктов высокого санитарного качества необходимо не допускать проникновения опасных инфекций
на территорию Республики Бурятия, Байкальского региона, проведение превентивных мер
по профилактике заболеваний, т.е. упреждение болезней. В связи с этим, считаем чрезвычайно важным осуществление постоянного мониторинга и контроля эпизоотической ситуации в районах республики, соседних регионах, на приграничных и сопредельных с
республикой территориях, разработку краткосрочных и долговременных прогнозов чрезвычайных эпизоотических ситуаций.
Библиография
1. Книзе А.В., Снетков К.А., Гузалова А.Г. Эпизоотическая ситуация по особо опасным болезням животных в 2005-2010 гг. // Задачи вет. науки в реализации доктрины продовольственной
безопасности РФ: материалы междунар. науч.-практ. конф. ГНУ ВНИИВВиМ РАСХН. – Покров,
2011. – С. 8-12.
2. Муруева Г.Б., Смолин В.В. Кадастр неблагополучных пунктов по опасным зооантропонозам в Республике Бурятия. – Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2000. – 17 с.
3. Таршис М.Г., Черкасский Б.Л. Болезни животных, опасные для человека. – М.: Колос,
1997. – С. 15.
УДК 637.5.02
О СПОСОБЕ ТЕНДЕРИЗАЦИИ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
З.М. Намсараева, Н.И. Хамнаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Производство продуктов питания с достаточным количеством функциональных ингредиентов – актуальная задача в современных условиях, так как рацион питания человека
– это основной фактор формирования его здоровья. Особую роль при этом играют функциональные ингредиенты, оказывая регулирующее действие на организм в целом или на
его системы и органы. Введение их в соусы – одно из перспективных направлений расширения ассортимента функциональных продуктов питания [3].
Компонентом к мясу, который бы содержал биоактивные соединения, могут стать
соусы. Многокомпонентная система соуса включает витамины, каротиноиды, токоферолы, пищевые волокна. Соусы могут придать совершенно разный вкус одним и тем же продуктам, из которых можно приготовить пищевые продукты в условиях предприятий питания.
При подборе основного сырья для производства соуса к мясному продукту руководствовались опытом стран востока, где применяют большое количество разнообразных
соусов для получения первых и вторых горячих блюд.
Например, в японской кухне овощи, фрукты, мясо и морепродукты предварительно
замачивают в соусах и рассолах с целью улучшения структуры исходного сырья. Такой
106
технологический прием очень привлекателен с точки зрения физиологии питания.
Задача исследований заключалась в разработке химического способа тендеризации
мясного сырья под воздействием натуральных источников пищевых кислот – облепихового сока и сыворотки творожной. Облепиховый сок и сыворотка творожная являются ценными пищевыми продуктами, получаемыми при переработке облепихи и молока [4]. Они
содержат богатый комплекс биологически активных веществ, в том числе и органические
кислоты.
Из литературных данных известно, что соединительно-тканные белки набухают при
низких значениях рН. Значение рН облепихового сока – 2,95–3,2, сыворотки – 3,8, что соответствует оптимальным значениям, рекомендованным при использовании пищевых кислот для тендеризации мяса [1].
Для решения поставленной задачи образцы мяса массой 10-15 г выдерживали в натуральном облепиховом соке, сыворотке творожной и в разных соотношениях облепихового сока и сыворотки (1:1, 1:2, 2:1, 1:3) при комнатной температуре в течение суток. Через определенные интервалы времени определяли степень набухания (СН) и влагосвязывающую способность (ВCC) мяса.
Полученные результаты представлены в таблице.
Таблица – Функционально-технологические свойства мяса при химической тендеризации
Показатели
Степень набухания, %, через 3 ч
Степень набухания, %, через 6 ч
Степень набухания, %, через 24 ч
Влагосвязывающая способность, %, через 3 ч
Влагосвязывающая способность, %, через 6 ч
Влагосвязывающая способность, %, через 24 ч
Соотношение облепихового сока и сыворотки
1:1
1:2
2:1
1:3
13,6
11,5
20,0
4,2
15,2
16,4
23,8
3,1
37,3
36,4
48,3
23,3
41,3
40,4
48,1
42,8
47,4
46,4
48,5
47
43,9
44,9
46,4
42
Влагосвязывающая способность у всех образцов максимальна через 6 ч, после чего
снижается, но незначительно. Наибольшей влагосвязывающей способностью обладают
образцы, выдержанные в смеси облепихового сока и сыворотки в соотношении 2:1 в течение всего времени тендеризации. Наибольшие значения степени набухания обнаружены у
образцов мяса, выдержанных в композиции облепихового сока и сыворотки творожной в
соотношении 2:1 в течение всего времени исследования. Учитывая ранее полученные
данные по усилию резания мяса, наиболее значимые изменения этих показателей проходят в первые 6 ч [2].
При выборе длительности тендеризации следует учитывать, что большая степень
набухания мяса может при дальнейшей его тепловой обработке привести к нежелательному разволокнению.
Таким образом, по результатам проведенных исследований нами была выбрана композиция из облепихового сока и сыворотки творожной в соотношении 2:1 для тендеризации мясного сырья, продолжительность выдержки 6 ч при температуре 18-20°С. Вкус мяса, выдержанного в такой композиции, слегка кислый.
Облепиховый сок и сыворотка содержат функциональные ингредиенты, поэтому
следует применять технологии, которые могут вовлечь их в производство новых изделий.
Исследованиями выявлена эффективность их использования для тендеризации мяса.
Библиография
1. Дрынова Н.Л., Мглинец А.И., Лычников Д.С. Исследование развариваемости и термодеформационных характеристик коллагенсодержащего сырья при воздействии кислот // Современные достижения биотехнологии: материалы всерос. конф. – Ставрополь, 1996.
107
2. Намсараева З.М. Разработка технологии готового быстрозамороженного мясопродукта,
обогащенного функциональными ингредиентами: автореф. ... канд. техн. наук. – Улан-Удэ: Изд-во
ВСГТУ, 2007.
3. Хамнаева Н.И., Пинтаева Э.Э. Проблемы и перспективы создания живых компонентов,
реализуемых в условиях предприятий питания // Материалы межрег. науч.-практ. конф. «Общество, туризм, сервис: опыт, проблемы и перспективы». – Петропавловск-Камчатский, 2011. – С. 140145.
4. Khamnaeva N.I., OlmoevaV.D. About method of increasing biochemical activity of
lactosefermentative yeast // International journal of applied and fundamental research. – 2011. – N 1. – Р.
110-111.
ЛЕЧЕБНЫЕ СВОЙСТВА ФЛОРЫ БАЙКАЛА
Н.И. Наумов
Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения
Республики Бурятия, п. Селенгинск, Россия
Озеро Байкал – одно из тех уникальных мест, которое привлекает и долгое время
удерживает пристальное внимание ботаников со всех уголков страны. Растительный мир
озера Байкал и прилегающая к нему территория очень уникальна по своему составу. Здесь
можно увидеть необычные растения, которые до сегодняшних дней так и не изучены учеными. Именно это придает озеру загадочности и очарования. Ботаников со всего мира
привлекает к себе необыкновенная, редкая флора оз. Байкал. Зарегистрированы и описаны
более одной тысячи растений, которые находятся на территории озера, многие виды которых занесены в Красную книгу России, так как они исчезли с других уголков нашей страны и растут только здесь. Сочетание разнообразных видов растений Байкала поистине поражает своей уникальностью. Растительный мир озера имеет огромное значение для всей
планеты, так как зачастую включает в себя те растения, которые утрачены на других территориях, но по-прежнему представляют большую ценность для эволюции планеты. В настоящее время здесь выделено более тысячи видов лекарственных растений. Древние кедровые леса, рододендрон даурский, эдельвейс, золотой корень или родиола розовая, наперстянка, брусника, черемша, чабрец, шлемник байкальский – вот далеко не полный перечень растений Байкальской территории, из которых производят многие виды лекарственных препаратов. Запасы растительного сырья могут не только обеспечить внутренние
потребности аптечной сети, но и служить сырьем для фармацевтических производств.
Многие лекарственные растения Байкальского региона являются источником добывания такой группы физиологически активных лекарственных средств, как алкалоиды, а
также сырьем для полусинтеза многих лекарственных препаратов. Нет сомнения, что синтетические лекарственные препараты во многих случаях оказываются высокоэффективными при лечении ряда заболеваний, однако и лекарственные растения и препараты из
них также могут быть весьма полезными, а в ряде случаев не находят себе конкурентов
среди синтетических лекарственных препаратов. Примером может служить большая
группа сердечно-сосудистых лекарственных средств, представленных в основном лекарственными средствами растительного происхождения. Пока не удалось синтезировать такое средство, которое бы явилось полноценным заменителем наперстянки, о препаратах
которой в последнее время говорят, что это витамины сердца. Препараты наперстянки не
только вызывают благоприятный эффект при лечении тяжелых заболеваний сердечнососудистой системы, но и при длительном применении в малых дозах способствуют нормальной работе сердца.
К успешно конкурирующим с синтетическими лекарственными препаратами следует
отнести и растения, произрастающие в Байкальском регионе, содержащие фенольные
соединения и их гликозиды. Это толокнянка, брусника, родиола розовая. В последнее
108
время выделилась большая группа растений, содержащих в своем составе флавоноиды:
боярышник (различные виды), пустырник сердечный, бессмертник песчаный, пижма
обыкновенная, горец (перечный, почечуйный, птичий), шлемник байкальский, хвощ полевой, сушеница топяная. Большой интерес составляет и группа растений, богатых танинами или дубильными веществами: бадан толстолистный, кровохлебка лекарственная, лапчатка прямостоячая, черемуха обыкновенная, черника, ольха (серая и клейкая), также обладающие широким спектром терапевтического действия. В ряду лекарственных можно
выделить растения и сырье, содержащие карденолиды и буфадиенолиды (сердечные гликозиды): наперстянка, адонис весенний, ландыш майский, желтушник раскидистый, морозник красноватый. Надо заметить, что большинство витаминов содержится также в лекарственных, точнее витаминных растениях, из которых их и добывают, а именно: шиповник, черника, брусника, боярышник (различные виды). Эти и другие лекарственные растения флоры Байкала нужны человеку как источник весьма важных биологически активных
веществ: витаминов, микроэлементов, органических кислот, ферментов, пектиновых веществ.
Байкальская тайга хранит огромные богатства полезных растений, которые еще очень
плохо используются. Исследования студентов Байкальского базового медицинского колледжа,
проведенные в Кабанском районе Бурятии, показали, что в рационе местных жителей нет салатов из дикорастущих растений, свежих и сухих зеленых приправ, не используются в полной
мере семена тмина и корни лесного пастернака, плоды шиповника и рябины, витаминные настои из хвои сосны и лиственницы. Объясняется это чаще всего недостаточной осведомленностью и недооценкой значимости полезных и лечебных свойств дикоросов Байкала. Между тем
многие культурные и дикорастущие растения обладают не только лечебными, но и диетическими свойствами. Одни растения улучшают кроветворение, другие снимают спазм сердечных сосудов, понижают или повышают кровяное давление, нормализуют сердечную
деятельность, улучшают пищеварение, предупреждают образование камней в почках и
желчном пузыре, оказывают тонизирующее воздействие на организм. Многим известно о
лечебном действии калины, шиповника, мяты, душицы, календулы, девясила и других
растений. А ведь эти растения являются в то же время пищевыми и пряновкусовыми. Они
могли бы при правильном применении значительно обогатить наш рацион питания, сделать его более разнообразным, вкусным и полезным.
Таким образом, лекарственные растения, произрастающие на территории Байкальского региона, применяются для лечения различных заболеваний и в современной научной медицине Республики Бурятия составляют значительную часть всех применяемых лечебных средств. Лекарственные растения Байкала обогащают медицину все новыми видами растений. Да это и не удивительно, если учесть многовековой опыт бурятского народа
в использовании фитотерапии. Поэтому-то лечебные свойства флоры Байкала пользуются
пристальным вниманием ученых–лекарственников, фармакологов и врачей. С 2014 г. Байкальский базовый медицинский колледж получил лицензию на право подготовки средних
медицинских работников по специальности «Фармация» и будет обучать студентов изготавливать лекарства, проверять их качество методами внутриаптечного контроля, отпускать лекарственные средства, проводить санитарно-просветительную и информационную
работу среди населения о лекарственных препаратах и лекарственных растениях Байкальского региона.
1.
2.
3.
4.
Библиография
Алексеева А. Лекарственные растения Бурятии. – Улан-Удэ, 2004.
Кощеев А., Каретников П. Зеленая кладовая Сибири. – Улан-Удэ, 2003.
Телятьев В. Лекарственные растения Восточной Сибири. – Иркутск, 1971.
wwwgarin.com.ru
109
УДК 579.22:579.852.11
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СИЛИКАТНЫХ БАКТЕРИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МЕТАЛЛОВ
Б.Д. Норбоева, С.В. Гомбоева, В.Ж.Цыренов
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В настоящее время практически не изучены функциональные взаимоотношения в
системе «почва–микроорганизмы–растение» на техногенно-нарушенных землях, когда
структурные компоненты системы (растения, микроорганизмы) находятся в экстремальных условиях существования, так как произошло нарушение их естественного местообитания. Изучение этих взаимоотношений является фундаментальной основой для понимания процессов восстановления экосистем и создания новых технологий биорекультивации
[1].
Целью исследований стало изучение структуры микробных комплексов почвогрунтов, выявление функциональных отношений в системе «почва–микроорганизмы–
растение» на примере почв, содержащих тяжелые металлы в сельскохозяйственных культурах.
Исследование проводилось по следующей схеме:
– выделение адаптированных к абиотическим факторам микроорганизмов;
– определение активности ферментов;
– исследование влияния микроорганизмов на интенсивность роста тест-объекта.
В состав природного микробного комплекса входят разные виды микроорганизмов в
том числе Bacillus mucilaginosus siliceus, обладающие высокой степенью устойчивости к
воздействию неблагоприятных экологических факторов среды обитания: низкое содержание органических соединений в почвогрунтах, недостаточная обеспеченность подвижными формами азота [2].
Бактерии данного вида были выделены из почв районов республики, проведен их
таксономический анализ на основе фенотипических признаков и молекулярногенетических методов исследования. И для дальнейшего исследования использовалась
идентифицированная чистая культура [3].
Ферментами исследования стали каталаза, уреаза, пероксидаза, дегидрогеназа, составляющие основную часть ферментов, отвечающих за первоначальную биотрансформацию элементов почвы [4].
Результаты исследования показали, что во всех образцах установлено наличие каталазы. Наибольшая активность фермента была у силикатных бактерий, адаптированных к
абиотическим факторам, затем в пробе с бактериями, не подвергавшимися дополнительному воздействию тяжелых металлов. Наибольший интерес для почвенной микробиологии представляют так называемые потенциально токсичные и относительно легкодоступные элементы – Cd, Си, Zn [3].
Тест на уреазу. Наиболее насыщенную окраску имеет образец с чистой культурой
силикатных бактерий. Затем активность фермента наблюдается у образцов 3 и 1, это посев
с контроля – контроль и силикатные бактерии + ТМ. Окраска не изменилась у посева с
ТМ.
Тест на пероксидазу. Пероксидазы наряду с полифенол оксидазами учувствуют в
реакции конденсации веществ, при образовании молекулы гуминовых кислот. Поскольку
эти ферменты учувствуют в гумусообразвании и в окислительно-восстановительных процессах в почве, определение их активности является важным.
Из полученных результатов видно, что активность пероксидазы больше в образце с
силикатными бактериями, адаптироваными к ТМ, чем в контрольном образце.
110
Действие дегидрогеназы – показатель биологической активности почвы. В обоих
образцах активность дегидрагеназы одинакова.
Изменение химической формы ксенобиотика при биотрансформации приводит и к
изменению его биологической активности. В большинстве случаев биотрансформация
приводит к уменьшению токсичности любого ксенобиотика. Для определения возможности уменьшения токсичности тяжелых металлов на почву были проведены опыты с помощью метода проростков. Для этого использовали почву одного вида, для удаления посторонней микрофлоры почву стерилизовали при 0,5 атм 30 мин. Почва была поделена на образцы.
В результате исследования был сделан вывод, что наибольший эффект рекультивации почвы достигается при применении микроорганизмов, адаптированных к воздействию ТМ, здесь наблюдался максимальный рост объектов.
Подводя итог по полученным результатам исследования, можно сделать вывод об
увеличение ферментативной активности у адаптированных микроорганизмов, что приводит к снижению токсичного воздействия тяжелых металлов на систему «почва–
микроорганизм–растение».
Библиография
1. Микробные продуценты стимуляторов роста растений и их практическое использование:
обзор // Прикл. биохимия. Микробиология. – 2006. – № 2. – С. 133-143.
2. Норбоева Б.Д., Гомбоева СВ., Цыренов В.Ж. Исследование ферментативной активности
при совместном культивирование силикатных и фосфатмобилизирующих бактерий / Материалы
юбилейной науч.-практ. конф. Секция «Биотехнология». – Вып. 18. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ,
2012.
3. Токсикологическая химия / под ред. Т.В. Плетеневой. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006.
4. Норбоева Б.Д., Гомбоева СВ., Цыренов В.Ж. Рекультивация почв биологическими системами // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы
II Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. – С. 122124.
УДК 632.937.288.14
КСИЛОТРОФНЫЕ БАЗИДИОМИЦЕТЫ И АСКОМИЦЕТЫ CORDYCEPS (FR.) LINK –
ИСТОЧНИКИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ЛЮДЕЙ
Б.Н. Огарков, Г.Р. Огаркова, Л.В. Самусенок
Научно-исследовательский институт биологии
Иркутского государственного университета, г. Иркутск, Россия
Высшие грибы – не только ценный пищевой продукт, велико их значение как продуцентов биологически активных веществ, тонизирующих и укрепляющих средств. Еще в
глубокой древности как лекарственное средство грибы использовались в народной медицине Китая и Японии, несколько позднее – в странах Европы. Есть несколько видов грибов, которые чаще всего используются как в странах Востока, так и в странах Европы. Это
прежде всего шиитаке (Lentinus edodes (Berk.) Sing), трутовик лакированный (Ganoderma
lucidum (Leyuss) P.Karst), трутовик разноцветный (Trametes versicolor (L.: Fr.) Pil.), кордицепс китайский (Cordyceps sinensis (Berk)Sacc.), кордицепс военный (C. militaris (Fr.)
Link.), иудино ухо (Auricularia auricula (Hook) Underw), трутовик разветвленный (Grifola
frondosa (Dicks. Fr.) S.F.Gray).
Чаще всего используются около двух десятков видов грибов в форме чая, спиртовых
и водных экстрактов или выделенных чистых веществ типа полисахаридов, пептидов,
гликозидов, антибиотиков. Препараты из макромицетов обладают противовоспалитель111
ными, антиоксидантными, противоопухолевыми свойствами. Они способны нормализовать кровяное давление, холестерин и сахар крови. Усиливают иммунитет и повышают
тонус печени и почек. Несомненным лидером среди лекарственных грибов являются
L. edodes, G. lucidum и C. sinensis, обладающие лекарственными свойствами полифункционального характера.
Нами в технологических культурах изучаются 7 видов микро- и макромицетов как
продуценты ряда биологически активных веществ таких, как меланин, который по разработанной технологии получаем в форме пигмента определенной чистоты, и спиртовых и
водных экстрактов из грибов с высоким содержанием полисахаридов, пептидов, жирных
ненасыщенных кислот и других веществ.
Наибольший интерес в XXI в. представляет противораковая и противовирусная активность гриба шиитаке. Японскими учеными из плодового тела шиитаке был выделен
бета-глюкан. При разработке защиты от лучевого поражения бета-глюкан шиитакелентинан зарекомендовал себя как эффективное средство от радиоактивного заражения.
Лечение прежде облученных мышей лентинаном обеспечивало им полную защиту от увеличения количества белых клеток крови. Таким образом, лентинан – весьма перспективное лекарственное средство. В настоящее время изучаются и другие биологически активные вещества, выделенные не только из плодовых тел, но также из спор, мицелия и из
среды культивирования и продуктов жизнедеятельности шиитаке. Как показали исследования, лентинан и ЛЕМ (экстракт мицелия гриба) обладают способностью замедлять и ограничивать рост некоторых раковых опухолей, особенно в сочетании с химиотерапией.
Лечебный эффект достигается не за счет непосредственного воздействия на опухоль, а за
счет усиления функций иммунной системы. Лентинан и ЛЕМ стимулируют одну из форм
лейкоцитов – Т-лимфоциты. Они играют основную роль в уничтожении проникающих в
организм болезнетворных микробов и сдерживании роста раковых клеток. В Японии и
Китае экстракты грибов шиитаке широко используются при лечении раковых заболеваний. Они являются не только эффективным противоопухолевым средством, но и способны также снижать негативное воздействие на хромосомы других противораковых препаратов (Suzuki et al, 1990).
Интересными являются наши исследования по созданию комбинированных грибных
препаратов, которые имеют то или иное ярко выраженное свойство, например, антиоксидантную активность. Меланин, полученный из Aspergillus carbonarius (Bainer) Trom), и
спиртовый экстракт из G. lucidum обладают высокой антиоксидантной активностью.
Основу грибного препарата составляют биологически активные вещества трутовика
лакированного G. lucidum и Aspergillus carbonarius. Главными элементами трутовика лакированного являются стероидные соединения, флавоноиды, сапонины, аминокислоты,
алколоиды, полисахариды, водорастворимые белки и микроэлементы. Микромицет
A. carbonarius отобран из природных источников (пораженные грибом насекомые) как
продуцент меланина (Огарков, Огаркова, Самусенок, 2005).
По фармакологическому действию ганодерма многофункциональна – препарат повышает сопротивляемость организма к различным заболеваниям, оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему (ЦНС), снимает боль, оказывает противокашлиевое и отхаркивающее действие, способствует расслаблению гладкой мускулатуры
в бронхах и кишечнике, усиливает работу сердца, снижает уровень холестерина в крови,
нормализует артериальное давление, повышает неспецифический иммунитет, улучшает
функцию печени. Обладает тонизирующими свойствами, значительно активизирует
функцию Т-лимфоцитов, увеличивает количество лейкоцитов в периферической крови,
обладает интерфероноподобным и антиоксидантным действиями.
В качестве активного вещества G. lucidum использован 40 %-ный спиртовый экстракт размолотой сухой пленки гриба, выращенной на жидкой питательной среде, и сухого мицелия с зерновой среды.
112
Меланины – собирательное название для группы высокомолекулярных черных и коричневых пигментов. Они образуются при окислительной полимеризации фенолов в живой клетке. Меланины – единственные природные полимеры с сильно развитой системой
полисопряжения. Ее характерная особенность: специфическая реакционная способность,
обусловленная действием многочисленных парамагнитных центров. Он приостанавливает
старение организма, активизирует иммунитет, защищает от ультрафиолетового излучения.
Меланин является самым сильным естественным антиоксидантом, известным в природе.
Меланин – многофункциональный препарат, имеющий выраженную антиоксидантную, радиопротекторную, генопротекторную и ксенобиотическую активность. Для медицинских целей используют как водорастворимую, так и нерастворимую форму меланина.
Нами используется водорастворимый растительный меланин (получен патент
№ 2000116048/13 от 19.06.2000) и нерастворимый грибной меланин (патент
№ 94030551/13 от 20.10.1996).
Известный микробиолог С.П. Лях 40 лет посвятила изучению микробных меланинов
и их лечебных свойств. Вместе с соавторами были защищены несколько патентов, касающиеся как продуцента меланина Nadsoniella nigra var. hesuelica 365 и 1-365, так и широкого спектра его действия и применения. Ими же обнаружено уникальное явление, названное МЕЛАН-эффектом. Оказалось, что меланин является источником мощного энергоинформационного поля, которое интенсивно воздействует контактно и бесконтактно (через
воздушную и водную среды, через стекло, металлы, кристаллы, пластик и др. материалы)
на биологические объекты. При воздействии на человека наиболее значимый результат
проявляется при воздействии на биологически активные точки. Это явление стало основой
лечебного метода – меланорефлексотерапии (Лях и др., 2007).
Разработанные нами технологические регламенты и технические условия позволили
запустить пилотную установку на предприятии ООО «Стерх-Агро» г. Усолье-Сибирское
по выпуску водорастворимого меланина из лузги гречихи и нерастворимого из биомассы
гриба A.carbonarius.
Водорастворимый меланин постоянно находит применение как полифункциональный препарат для лечения различных заболеваний. Предстоят предклинические и клинические исследования. Препарат сертифицирован как БАД (свидетельство государственной
регистрации № RU 77.99.11003 Е 000659.08.10).
Нерастворимый меланин из грибной биомассы используется для создания лечебных
дисков. На первом этапе, в 1996 г. был создан диск ЛФОВ (летучие фитоорганические
вещества). В основу его создания легла высокая сорбционная емкость меланина, когда на
меланине, скрепленном смолами хвойных деревьев, были сорбированы растительные
эфирные масла. Диск ЛФОВ это средство долговременного, субпорогового воздействия на
организм человека за счет ароматерапевтического действия, оказывающего влияние на
восстановление и развитие механизмов саморегуляции.
После открытия С.П. Лях МЕЛАН-эффекта (дистанционного воздействия меланина)
диск был подкорректирован, и создан УЛ (универсальный лекарь). Диск находит большой
спрос у спортсменов и людей умственного труда.
Научное описание грибов рода Cordyceps было составлено ранее других грибов – в
начале ХVIII столетия. Различные анаморфы рода Cordyceps (типа Cephalosporium, Isaria,
Hirsutella и т.п.) нашли практическое применение для подавления численности популяций
насекомых в естественных биоценозах и в условиях закрытого грунта.
C. sinensis и его анаморфа Cephalosporium militare представляют большой интерес в
фармакологическом отношении. В древней китайской и тибетской медицине C. sinensis
считался одним из ценнейших лекарственных средств для лечения почек, легких, одышки,
хронических бронхитов.
113
Не менее ценен и другой кордицепс – C. militaris, из которого получен антибиотик
кордицепин, подавляющий злокачественные новообразования, усиливающий иммунитет
человека.
Современная китайская медицина на основе кордицепсов разработала различные лекарственные препараты, один из которых «Линчжи-кордицепс» обладает общеукрепляющими, тонизирующими свойствами, улучшает работу мозга.
Нами на основе грибов родов Beauveria, Cephalosporium, Isaria разработано несколько биологических препаратов для борьбы с нестадными саранчовыми, тепличной
белокрылкой и тлями. Грибы рода Cordyceps представлены двумя видами C.militaris, которые выделены из сибирского шелкопряда и волнянки ивовой, и C. acicularis, изолированный из большого соснового долгоносика.
Если грибы рода Cordyceps представляют большой интерес в фармакологическом
плане, то насколько анаформы будут отвечать требованиям лекарственных грибов? Наиболее интересны в этом отношении анаморфы C. militaris – микромицет Cephalosporium
militare и C. lecanii (= Verticillium militare, V.lecanii).
В результате проведенных исследований по определению класса опасности для человека препарата «Кордицен» в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 с изменениями № 1,2,
установлено, что исследуемое вещество относится к малоопасным веществам (4 класс), в
нативном виде не обладает раздражающим действием на кожные покровы и слизистые
глаз, не вызывает сенсибилизирующего действия.
Безопасность анаморф Cordyceps для млекопитающих открывает возможность их
использования не только как препаратов для защиты растений от вредных насекомых, но
и как препаратов фармакологического направления.
Трамета бабочковидная (T. versicolor) среди лекарственных грибов выделяется как
продуцент различных антибиотиков и других биологически активных веществ. Гриб является продуцентом протогликанакрестина, а также полисахаридпептида, которые используются как иммуномодуляторы и противоопухолевые препараты при лечении различных
форм рака. Из различных штаммов кориола разноцветного в Японии получают препарат
«крестин», в Китае – ПСП.
В условиях Восточной Сибири T. versicolor довольно часто встречается на плодовых
деревьях – яблоне, груше, сливе, абрикосе. Гриб быстро заселяет трещины и срезы на месте сучков (Огарков, Огаркова, Самусенок, 2012).
Мицелиальная культура из тканевых изолятов получена на питательных средах: сусло-агаре, среде Чапека с дрожжами, отварах корнеплодов и зерновых культур. Настой из
плодовых тел, а также культуральная жидкость мицелиальной культуры T. versicolor способны сдерживать рост ряда фитопатогенных грибов из родов Sclerotinia Fuck,
Helminthosporium L.exFr., Fusarium L.exFr. Планируется создание технического антибиотика для борьбы с этими возбудителями.
Макромицет Lycoperdon perlatum заинтересовал нас оригинальным способом получения лекарственного средства из плодовых тел, описанным в книге «Лекарственные растения в монгольской медицине». Плодовые тела сжигали в герметически закрытом сосуде
до образования густой черной массы, которая использовалась для лечения ран, ожогов,
кровеносных сосудов. Полученная таким образом биомасса содержит меланин, который
можно затем получить в чистом виде путем щелочного гидролиза с последующим осаждением меланина в кислой среде и очисткой. По реакционной активности меланин из
L. perlatum приближается к меланину из A. carbonarius (Хайдав, 1985).
Библиография
1. Suzuki М., Higuchi S., Таk Y. et а1. Activity of Lentinan and Interleukin 2 // J. of
Immunopharm. – 1990. –Vol. 12, N 6. – Р. 634-62З.
114
2. Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Биотехнологии на основе грибов: монография. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2005. – 234 с.
3. Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Лекарственные грибы из экосистем Южного
Байкала. – Иркутск: ООО Изд-во «Время странствий», 2012. – 149 с.
4. Лях С.П., Булгак М.Л., Исаев А.Г. Астромеланин. – М., 200. – 167 с.
5. Хайдав Ц., Алтанчимэг Б., Варламова Т.С. Лекарственные растения в Монгольской медицине (Историко-медицинские исследования). 2 изд., перераб. и доп. / ред. У. Лигаа. – Улан-Батор:
Госиздательство, 1985. – 390 с.
УДК 637.514.2:637.661
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОБАВКИ «БИОМИКС А»
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВАРЕНЫХ КОЛБАС
С.Н. Павлова, Т.Ц. Федорова, Е.Ю. Лащилова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Сегодня рынок колбасных изделий остается крупнейшим среди рынков продовольственных товаров. В России он имеет весьма устойчивые традиции, и его состояние оказывает существенное влияние на другие рынки продуктов питания. Несмотря на незначительный рост производства для производителей колбасных изделий характерен высокий
уровень конкуренции. В этом направлении работают все группы производителей, начиная
от мелких и средних, заканчивая лидерами отрасли. Колбасные изделия для россиян до
сих пор являются неотъемлемым и любимым продуктом питания, неким «барометром»
благополучия [1].
Поэтому основной задачей производителей колбасных изделий в условиях жесткой
конкуренции является сохранение конкурентных преимуществ и качественных показателей готовых продуктов (вкус, аромат, цвет) основной и наиболее востребованной группы
колбасных изделий – эмульгированных, в частности, вареных колбас.
Вареные изделия занимают значительное место в ассортименте продуктов, выпускаемых мясоперерабатывающими предприятиями. В последние годы в производстве все
чаще используются вторичные ресурсы мясного сырья, более дешевые сорта мяса, а также растительные и животные белки. Возникло новое поколение пищевых продуктов – это
комбинированные изделия, в которых сочетаются белки животного и растительного происхождения. В рецептурах используют различные добавки, которые способны корректировать функциональные свойства сырья и влиять на вкусовые характеристики готовых
продуктов. Среди них имеются заменители животного белка, добавки, улучшающие вкусо-ароматические свойства, увеличивающие водосвязывающую способность, красители.
Чаще всего используют добавки, увеличивающие выход колбасных изделий на единицу
мясного сырья. Современный рынок пищевых добавок представлен широким спектром
ингредиентов – это фосфаты, каррагинаны, белки животного и растительного происхождения, антиоксиданты, усилители вкуса и другие, которые помогают специалистам мясной
отрасли решать многие технологические задачи. Использование ингредиентов в производстве мясных изделий, позволяет создавать современные технологии, разрабатывать новые
рецептуры продуктов, что, в свою очередь, способствует расширению ассортимента мясных изделий, улучшению их качества, повышению рентабельности их производства. Добавки необходимы также для сохранения биологической и пищевой ценности, оптимизации условий обработки, хранения и транспортировки. Например, пищевые добавки для
колбасного производства помогают сделать товар более привлекательным, влияя на консистенцию и аромат конечного продукта, предотвращая изменения в цвете и значительно
увеличивая сроки хранения. Важно отметить, что пищевые добавки в мясной промышлен115
ности не только улучшают свойства и качество товаров, но и выгодно влияют на формирование стоимости конечного продукта.
Поэтому целью эксперимента стало изучение влияния белкового препарата «Биомикс А» на качество вареных колбас.
«Биомикс А» – животный белок, производимый из плазмы крови. Белковый препарат имеет ряд преимуществ по сравнению с другими белками животного и растительного
происхождения. Благодаря тому, что белки плазмы крови являются полноценными, легкоперевариваемыми белками, обладают высокой пищевой ценностью и полностью усваиваются организмом, актуально их использование при производстве колбасных изделий с
высокими заменами мясного сырья. Он обладает высокими функциональными свойствами. При использовании «Биомикс А» уменьшается риск образования бульонно-жировых
отеков при приготовлении продукции. Учитывая хорошую растворимость, он может использоваться как компонент при составлении рассолов для инъецктирования деликатесной продукции или добавляться в массажер. «Биомикс А» обладает высокими водосвязывающими, эмульгирующими и связующими свойствами. Особенно эффективно применение данной белковой добавки при переработке низкосортного или жирного мясного сырья, сырья длительного хранения, мяса с пороком PSE, мяса механической дообвалки
(ММД) с повышенным содержанием легкоплавкого жира. Препарат хорошо удерживает
жир, придает продукту плотную структуру, «мясную» сочность. В отличие от соевых белковых препаратов и соединительнотканных животных белков, эмульсии с плазмой крови
стабильны при хранении, при вторичной термообработке и при «замораживаниидефростации». Важное преимущество по сравнению с другими белковыми препаратами
заключается в том, что плазма крови разрешена к применению в колбасных изделиях, выпускаемых по ГОСТ. По органолептическим показателям этот продукт полностью соответствует характеристикам, предъявляемым светлому пищевому альбумину.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) разработка рецептуры на основе белков животного происхождения;
2) изучение функционально-технологических свойств;
3) разработка рецептуры варёной колбасы «Докторская улучшенная»;
4) определение функционально-технологических свойств фаршевых систем вареной
колбасы;
5) разработка технологии производства вареной колбасы «Докторская улучшенная».
Экспериментальная часть проводилась в условиях исследовательской лаборатории
кафедры «Технология мясных и консервированных продуктов» Восточно-Сибирского государственного университета технологии и управления. Объектом исследований являлась
колбаса вареная. В качестве контроля была принята колбаса вареная «Докторская» в\с, в
опытные образцы (колбаса вареная «Докторская улучшенная») вносили препарат «Биомикс А» на 3% заменяя основное сырье (свинина жилованная полужирная).
Изучение химического состава фаршевых систем вареных колбас показало, что использование «Биомикса А» вместо свинины жилованной полужирной способствует
уменьшению массовой доли жира на 1,4% по сравнению с контролем и увеличению доли
белка на 2,2%. Большое влияние белковый препарат оказывает на влагосвязывающую
способность фарша, повышая ее в опытных образцах на 5%. Повышение стабильности
фаршевой системы способствует снижению потерь при тепловой обработке почти в два
раза и увеличению выхода готового продукта.
Таким образом, с применением белка из плазмы крови может производиться большое количество вареных колбас с прекрасными функциональными качествами, такими
как хорошее связывание воды и хорошие эмульгирующие способности при нагревании.
116
Библиография
1. Коро Н. Краткий обзор московского рынка мясоколбасной продукции (Russian Food Market – 2004. – N 3 (55)) // Все о мясе. – 2012. – №5, октябрь. – С. 23.
УДК 579.68
ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА УТИЛИЗАЦИЯ СПАВ
И СПАВ-СОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ КУЛЬТУРАМИ
BACILLUS LICHENIFORMIS И ALCALIGENES FAECALIS
Р.А. Ревякин, Дм.В. Шалбуев, Е.В. Чепрасова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В настоящее время проблема загрязнения водного бассейна антропогенными сбросами во всем мире стоит на первом месте. Для Республики Бурятия эта проблема является
наиболее важной, так как на ее территории находится мировое наследие – оз. Байкал.
Уменьшение концентрации синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в
р. Селенге является одной из важных проблем современности. СПАВ относятся к веществам первой категории опасности. Поступая в водные объекты, они изменяют кислородный
режим вод, вызывая гибель гидробионтов.
Наиболее перспективный для очистки сточных вод от СПАВ – биотехнологический
метод, основанный на способности СПАВ-толерантных микроорганизмов вовлекать данные детергенты в конструктивный и энергетический обмен, что позволяет значительно
уменьшить уровень техногенного воздействия на окружающую среду.
Цель работы – разработать биотехнологический способ очистки сточных вод, содержащих СПАВ.
В качестве СПАВ-толерантных микроорганизмов использовали штаммы бактерий,
ранее выделенных из сточных вод после эмульсионного обезжиривания, – Bacillus
licheniformis и Alcaligenes faecalis.
Для достижения поставленной цели были разработаны условия утилизации СПАВ и
СПАВ-содержащих веществ культурами Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis.
Объектом исследования являлись СПАВ и СПАВ-содержащие вещества различной
химической природы: «Гамма–3», «Эффект-М», «Руно», «Эластин», «Жировая эмульсия»,
«Ланэм» и штаммы микроорганизмов: Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis.
На первом этапе исследования был определен класс СПАВ [1]. На основании проведенных исследований вещества «Руно», «Эластин», «Жировая эмульсия», «Ланэм» были
отнесены к анионактивным веществам, а детергенты «Гамма–3», «Эффект–М» – к неионогенным.
Для изучения механизма деструкции СПАВ прокариотическими организмами были
приготовлены бактериальные суспензии с культурами Bacillus licheniformis и Alcaligenes
faecalis.
Деструктивную активность выделенных культур определяли следующим образом. В
колбу Эрленмейера емкостью 250 см3 помещали 100 см3 жидкой стерильной синтетической среды, содержащей 1 г/дм3 соответствующего СПАВ, и заражали изолированными
культурами. Для удовлетворения потребности микроорганизмов в макро- и микроэлементах, без которых клетка расти не может, в синтетическую среду вводили соли следующего
состава (г/дм3): NaH2PO4-1,0; NH4NO3-1,0; NaCl-0,5; MgCl2-0,1. Источником углерода в
конструктивном и энергетическом обмене являлся исследуемый СПАВ. Для получения
плотной синтетической среды к приготовленному составу добавляли агар-агар в количестве 2,0-2,5% от объема жидкой среды. Культивирование проводили в течение 120 ч при
температуре 370,50С. Контроль деструктивной активности микроорганизмов осуществляли путем подсчета выросших колоний и концентрации СПАВ до и после культивирования.
117
Эффективность очистки, %
Анализируя данные, полученные в результате эксперимента можно отметить, что в
конструктивно-энергетический обмен вовлекаются все типы СПАВ и СПАВ-содержащие
вещества. Максимальная степень утилизации детергентов наблюдалась для составов, содержащих в качестве источника углерода следующие СПАВ – «Гамма-3»,«Эффект–М» и
«Эластин», и составляла 25-40%. Минимальная степень деструкции (менее 20%) была характерна для следующих веществ – «Руно», «Жировая эмульсия» и «Ланэм».
На основании вышеизложенного, для дальнейших исследований были выбраны три
типа СПАВ: «Гамма–3», «Эффект–М» (неионогенные) и «Эластин» (анионактивный), так
как эти вещества максимально вовлекались микроорганизмами в конструктивный и энергетический обмены. Параметры культивирования были аналогичными.
Показатели рН, цветность, концентрация СПАВ, поверхностное натяжение снимали
через каждые 24 ч культивирования в течение 96 ч. Результаты исследования представлены на рисунке.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Гамма- 3
Эффект –М
Эластин
Тип СПАВ
Bacillus licheniformis
Alcaligenes faecalis
Bacillus licheniformis + Alcaligenes faecalis
Рисунок – Влияние состава микробиоценоза на эффективность утилизации СПАВ
в процессе культивирования (в течение 96 ч)
На основании полученных данных можно сделать вывод, что биоценоз исследуемых
культур (Bacillus licheniformis + Alcaligenes faecalis) позволяет достичь высокую степень
утилизации СПАВ. Эффект очистки достигал 70%. По результатам проведенного исследования было установлено, что в случае использования моносреды, содержащей один вид
микроорганизмов, степень утилизации СПАВ снижался до 42%.
Таким образом, на основании вышеизложенного можно констатировать, что в процессе выполнения исследования определены условия вовлечения СПАВ различной химической природы в конструктивный и энергетический обмены исследуемыми культурами.
Библиография
1. Элиасов Б.Л. Химия и физика высокомолекулярных соединений, определение ПАВ в
сточных водах для специальности 280701. – Улан-Удэ: Изд-во ВСТИ, 1994. – 21 с.
2. Шалбуев Дм.В. Практикум по оценке качества сточных вод на кожевенно-меховых предприятиях. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 76 с.
118
УДК543.068.7÷582.29
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЯДА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ЛИШАЙНИКАХ РОДА CLADONIA
А.В. Степанова, В.В. Аньшакова, К.Н. Наумова, А.Ш. Смагулова, С.М. Тимофеев
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия
Лишайники рода Cladonia – лекарственное сырье, используемое в народной медицине для лечения многих заболеваний. В слоевищах лишайников содержатся биологически
активные вещества (БАВ) различных групп: углеводы (70-80%) в виде лишайникового
крахмала лихенина [1]; дубильные вещества (1-2%); лишайниковые кислоты (2-3%); микроэлементы. Содержание в слоевище лишайников БАВ обусловливает довольно широкое
их использование в официальной и народной медицине для лечения болезней желудочнокишечного тракта, органов дыхания, инфекционных заболеваний кожи, эндокринных нарушений, также применение их в качестве иммуномодулирующих, противоопухолевых,
гепатопротекторных и детоксикационных препаратов [2-4].
В связи с тем, что лишайниковые вещества обладают широким спектром лекарственных свойств, включая противомикробные, противомикотические, противовирусные,
противовоспалительные, обезболивающие, жаропонижающие, антипролиферативные и
цитотоксические, их терапевтический потенциал еще недостаточно изучен, что сдерживает широкое производство на их основе фармацевтических препаратов и применение в медицине. Цель данной работы – определение некоторых биологически активных веществ в
лишайниках для оценки качества как лекарственного растительного сырья.
Объектом исследования служили лишайники рода Cladonia, произрастающие в
Центральной Якутии. Предварительно был составлен список определяемых соединений
для оценки содержания физиологически активных компонентов: арбутин, галловая кислота, коричная кислота, хлорогеновая кислота, кверцетин, рутин, урсоловая кислота,
байкалин, байкалеин, кемпферол, лютеолин, скутелларин, дельфинидин, апигенин, изорамнетин, гиперозид. Среди этих веществ имеются флавоноиды, органические кислоты,
полифенольные соединения и т.п.
Методы исследования
Для каждого из перечисленных соединений была проведена оптимизация условий
масс-спектрометрического определения для режима тандемного масс-детектирования в
режиме регистрации отрицательных ионов. Были подобраны ионные переходы, потенциал
декластеризации и энергия соударений в камере столкновений. Также получены спектры
хроматограмм в УФ-диапазоне (230–400 нм).
В качестве неподвижной фазы при анализе проб использовали колонку с обращенофазовым сорбентом AcclaimRSLC, длиной 150 мм, внутренним диаметром 2,1 мм, размером зерна сорбента 3 мкм, фирмы «Thermo». При хроматографическом разделении использовали программу градиентного элюирования (табл. 1).
Таблица 1 –Условия хроматографическогоразделения определяемых веществ
(элюент А – 0.5 % раствор муравьиной кислоты в воде, элюент Б–ацетонитрил)
Объем вводимой пробы
Температура термостата колонки
Скорость подачи элюента
Начальный состав подвижной
фазы программа элюирования
0,020 мл
25 °С
0,400 мл/мин
0.00–3.00 мин – 5 % элюента Б; 3.01– 10.00 мин
– 5–90 % Б; 10.01–14.00 мин – 90 % Б; 14.01–
15.00 мин – 90–5%Б; 15.01–22.00 мин – 5 % Б
119
Пробоподготовка заключалась в приготовлении трех различных экстрактов тремя
растворителями – метиловым спиртом, этилацетатом и дихлорметаном. Полученные экстракты высушивали в вакуумном роторном испарителе и снова растворяли в 2 мл метилового спирта. Затем экстракты отфильтровали, разбавляя в 10 раз водой.
Кроме того, определяли летучие компоненты исследуемого образца методом газовой
хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.
В работе использовали газовый хроматомасс-спектрометр GCMS-2010 Ultra фирмы
Shimadzu (Япония). Разделение проводили на колонке ZB-5 MS 30м × 0,25 мм, с использованием градиентного режима нагрева: 0-2 мин – 40°С, 2–28 мин 40–300°С, 28-34 мин –
300°С. Сканирование проводили в диапазоне m/z 15–400 Да. Температура инжектора –
250°С, температура источника ионизации –250°С, температура интерфейса –250°С, напряжение на детекторе –400 еВ. Ввод пробы осуществляли в двух режимах: ввод 0,5 мл
нагретого (80°С, 10 мин) пара над образцом порошка растительного происхождения с добавкой 1 мл метанола и 1 мкл жидких экстрактов CH2Cl2, EtOAc и MeOH из этого порошка, разбавленных в 100 раз в CH2Cl2.
Результаты и обсуждение
В ходе предварительных экспериментов в образце были обнаружены следующие соединения, которые представлены в таблице 2.
Также в экстрактах присутствовала коричная кислота в следовых количествах. Не
найдены арбутин, байкалин, байкалеин, кемпферол, скутелларин, дельфинидин, апигенин,
изорамнетин, вогонин, рутин. Однако сопоставление УФ и МС/МС спектров позволяют
судить о том, что в данном образце содержатся дополнительные неидентифицированные
соединения. Их идентификация требует дополнительных исследований.
Таблица 2 – Химические вещества, обнаруженные в экстрактах
MeOH
экстр.
EtOAc
экстр.
СН2Сl2
экстр.
Содержание в колбе, мкг
Лютеолин
Галловая
Урсоловая
кислота
кислота
Гиперозид
Кверцетин
Хлорогеновая
кислота
0,15
0,06
0,02
16
108
0,04
0,04
0,04
0,01
12
9
0
<ПО
<ПО
<ПО
<ПО
<ПО
<ПО
Наибольшее извлечение целевых компонентов показал вариант экстракции с
использованием метанола (рис.).
В экстракте EtOAc было обнаружено сравнительно меньшее число летучих компонентов (около 20). Из них характерными для исследуемого образца являются предельные
кислоты и их эфиры.
Экстракция CH2Cl2 и MeOH позволяет выделить намного больше (около 100) летучих компонентов из исследуемого объекта.
Основными компонентами CH2Cl2 и MeOH экстрактов являются предельные углеводороды и спирты. Кроме того, в CH2Cl2 обнаружен ароматический спирт – 2,4диизобутил-фенола.
120
Урсоловая кислота
Галловая кислота
Хлорогеновая кислота
Кверцетин
Лютеолин
Гиперозид
Рисунок – ХроматограммыМеОН экстракта с извлечением ионных переходов
обнаруженных соединений
Выводы
Химические ГХ-МС профили исследованных экстрактов типичны для растительных
объектов, однако следует отметить отсутствие летучих производных фурана, что косвенно
свидетельствует об отсутствии в образце больших количеств моно- и дизамещенных сахаридными остатками органических компонентов.
Исследованный образец растительного сырья не содержит больших количеств среднелетучих органических соединений сложной структуры, таких как, например, незамещенные сапонины и сесквитерпены. Перспективы исследования химического состава образца принадлежат методам жидкостной хроматографии, позволяющей идентифицировать
и определять нелетучие физиологически активные компоненты.
Методом ВЭЖХ-МС в образцах экстрактов обнаружили галловую кислоту, коричную кислоту, хлорогеновую кислоту, кверцетин, рутин, урсоловую кислоту, лютеолин и
гиперозид. Однако сопоставление УФ и МС/МС спектров позволяют судить о том, что в
данном растении содержатся дополнительные неидентифицированные соединения. Их
идентификация требует дополнительных исследований.
Библиография
1. Оводов Ю.С. Полисахариды грибов, мхов и лишайников, структура и физиологическая активность // Проблемы химии древесины и лесохимии: тр. науч. центра УрО РАН. – 1997. – № 156.
– С. 21-30.
2. Аньшакова В.В. Механохимическая технология получения биокомплексов на основе лишайникового сырья // Биофармацевтический журнал. – 2011. – Т. 3, № 5. – С. 33-42.
121
3. Чуркина Е.В., Кершенгольц Б.М., Шаройко В.В. Эффект препарата «Ягель» из слоевищ
лишайника рода Cladonia на секрецию инсулина // Дальневосточный медицинский журнал. – 2011.
– № 2. – С. 67-70.
4. Соловьева М.И., Кузьмина С.С. Динамика накопления некоторых биологически активных
веществ в лишайниках в зависимости от сезона года // Вестник ЯГУ. – 2008. – Т. 5, № 4. – С. 141143.
УДК574.64+54.062
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЦЕОЛИТЫ В ОЧИСТКЕ И ДЕТОКСИКАЦИИ
МОДЕЛЬНОГО НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
1
А.С. Коновалов,2А.С. Бархатова,3 Г.А. Тетерина, 3 В.П. Саловарова,
1
М.В. Бутырин, 1 А.В. Дагуров
1
Центр агрохимической службы «Иркутский», п. Дзержинск, Россия
2
Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск, Россия
3
Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия
В современном мире нефть и ее производные используются во многих областях человеческой деятельности. Проблема загрязнения водных ресурсов нефтепродуктами в настоящее время принимает все большие масштабы. Нефтепродуктыспособны проникать в
водные организмы и далее, по трофическим цепям, попадать в продукты питания человека
и животных, что наносит непоправимый вред здоровью. С каждым годом объем нефти и
нефтепродуктов, попадающих в водную среду, увеличивается. В связи с этим остро встает
вопрос устранения, детоксикации и минимизации нефтяных отходов, требующий незамедлительного точного анализа и решения[1].
Одним из способов, применяемых для детоксикации и ремедиации сред при нефтезагрязненииявляется использование природных сорбентов. Перспективным является использование в качестве сорбирующего материала природного цеолита. Цеолит – это природный пористый минерал, известный своей способностьюпоглощать и связывать различные вещества, в том числе за счет катионообменных свойств. Так же известно, что при нагревании цеолита, его сорбционные свойства увеличиваются. Это позволяет собрать
большее количество загрязняющих веществ из водной среды [2, 4].
Таким образом, цель данной работы – рассмотреть возможность модификации природных цеолитов и использования ихв процессах детоксикации и минимизации нефтезагрязнения.
В соответствии с целью исследования была поставлена задача оценить степень сорбции и детоксикации эмульсии нефтепродуктов при использовании цеолита, активированного по предложенному авторами способу.
Материалы и методы
В качестве модельного загрязнителябралиэмульсию гексадекана в концентрациях 10,
5 и 2 мг/см3.В работе использовали цеолит Сокирницкого месторождения, Закарпатская
область, Украина (ООО «Этнаком»).
1. Цеолит необработанный – природный цеолит без физической и химической обработки.
2. Цеолит без глинистой фракции – природный цеолит, промытый горячей дистиллированной водой (60-70°C) для удаления глинистой фракции.
3. Цеолит декатионированный – природный цеолит промывается горячей водой (60–
70°C) для удаления глинистой фракции, прокаливается в муфельной печи при температуре 400–450°C, вымачивается 24 ч в азотной кислоте (60 г/дм3) в соотношении цеолит:HNO3 → 1:10.
122
Все варианты эксперимента проводили в трехповторностях. Измерение концентрации гексадекана в водной эмульсии осуществлялиметодом ИК-спектрометрии при помощи ИК-Фурье спектрометра «Nicolet iS10» (США) [3]. Результаты измерений обрабатывались с использованием стандартных статистических методов обработки экспериментальных данных.
Результаты исследований
Результаты проведенных опытов показаны на рисунке.
Концентрация гексадекана,
мг/см3
2,5
2
Цеолит без обработки
1,5
Цеолит без глин.
фракции
1
Цеолит
декатионированный
0,5
0
10
5
2
Исходная концентрация гексадекана, мг/см3
Рисунок – Концентрации гексадекана в растворе после прохождения через сорбенты
(в мг/см3)
Как показано на рисунке, при исходной концентрации гексадекана 10 мг/см3 наибольшую эффективность показал цеолит декатионированный – снижение содержания гексадекана в водной эмульсии составило 92,9%. Наименьшее снижение содержания гексадекана наблюдалось при использовании цеолита без глинистой фракции – 78,7%. Цеолит без
обработки сорбировал 88,5% гексадекана.
При работе с эмульсией гексадекана в концентрации 5 мг/см3 наименьший результат
сорбции также наблюдался в опытах с цеолитом без глинистой фракции – 78,0%. Цеолит
без обработки и цеолит декатионированный сорбировали практически одинаковое количество гексадекана – 89,0% и 88,0% соответственно.
Наибольшая величина сорбции гексадекана из водной эмульсии при исходной концентрации 2 мг/см3 наблюдалась в работе с цеолитом без обработки – 95,8%, наименьшее
значение сорбции показали опыты с цеолитом декатионированным – 74,5%. Значение
сорбции гексадекана для цеолита без глинистой фракции составило 85,0%.
Можно отметить, что при высоких концентрациях гексадекана в водной эмульсии
наибольшее значение сорбции наблюдалось при использовании цеолита декатионированного. В то же время, при низких исходных концентрациях наибольшей эффективностью
сорбции обладал цеолит без обработки.
Представленные результаты доказывают возможность использования модифицированных природных цеолитов для детоксикации и минимизации загрязнения жидких сред
нефтепродуктами.
123
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации проектной части государственного задания в сфере научной деятельности (Задание № 13.1263.2014/K
от 11.07.2014).
Авторы признательны В.М. Кану за всестороннюю поддержку работ данного направления.
Библиография
1. Артемов А.В., Пинкин А.В. Сорбционные технологии очистки воды от нефтяных загрязнений // Вода: химия и экология. – 2008. – № 1. – С. 18-24.
2. Глазкова Е.А., Стрельникова Е.Б., Иванов В.Г. Применение природных цеолитов месторождения Хонгуруу (Япония) для очистки нефтесодержащих сточных вод // Химия в интересах
устойчивого развития. – 2003. – № 11. – С. 849-854.
3. Леоненко И.И., Антонович В.П., Андрианов А.М. и др. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды // Методы и объекты химического анализа. –
2010. – № 5 (2). – С. 58-72.
4. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Суржко Л.Ф. и др. Биотехнология обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов // Сб. науч. докл. «Экологические аспекты переработки отходов
большого города». – 2001. – С. 173-181.
УДК 579.8
ГЕНОТИПИРОВАНИЕ ШТАММОВ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ
1
Т.Д. Сультимова1, Л.Г. Стоянова2
Восточно-Сибирский государственный университет технологии и управления
г. Улан-Удэ, Россия
2
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
г. Москва, Россия
Идентификация молочнокислых микроорганизмов только на основании морфологических, культуральных, физиолого-биохимических признаков в настоящее время является
недостаточным. Для подтверждения таксономического положения использовали генотипический метод, основанный на анализе сходства нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК.
Устанавливали фенотипическое сходство нуклеотидных последовательностей (400
п.н.) генов 16S рРНК изучаемых штаммов лактококков: 115, 229, 194, К-205, МГУ в сравнении с референтными штаммами: Lactococcus lactis subsp. lactis AB118035, AB118037,
AB118033, AB118034, AB100798, AB100795, AY675242, L. lactis subsp. cremoris
AB100802, AB100792, L. lactis subsp. diacetilactis AY92069, AY920468, полученные из базы данных NCBI.
При компьютерной обработке результатов секвенирования генов 16S рРНК и сравнительном анализе полученных данных последовательностей пяти изучаемых штаммов с
последовательностями тех же генов типовых штаммов между ними обнаружилось большое сходство. Исходя из генетических дистанций, отражающих различия между штаммами, в числе нуклеотидных замен в расчете на 100 пар нуклеотидов (п. н.) на участке гена
16S рРНК была рассчитана степень гомологии, выраженная в процентном эквиваленте.
Все штаммы обнаруживают высокую степень гомологии ДНК (на уровне 98,9-100%) по
отношению к референтным штаммам L. lactis subsp. lactis. Высокий уровень гомологии
выявлен между бурятскими штаммами (99,6%), а сходство их со штаммами, выделенными
из молока московского региона, составило 98,9%. Уровень генетического родства (в %)
всех изучаемых штаммов по отношению к близкородственному штамму L. lactis subsp.
cremoris составил 95,4–96,6 % (табл.).
124
Таблица – Уровень гомологии (в %) между штаммами лактококков по результатам сравнительного анализа последовательностей участка гена 16S рРНК
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
100
100
99,6
99,6
99,6
99,6
99,6
99.3
97,2
100
99,6
99,6
99,6
99,6
99,6
99,3
97,2
99,6
99,6
99,6
99,6
99,6
99,3
97,2
99,6
99,6
99,6
99,6
99,3
97,2
100
100
100
99,6
97,6
100
100
99,6
97,6
100
99,6
97,6
99,6
97,6
97,2
100
Условные обозначения:
1 – штамм 229
2 – L. lactis ssp. lactis AB118036
3 – L. lactis ssp. lactis AB118034
4 – штамм 115
5 – L. lactis ssp. lactis AB118037
6 – L. lactis ssp. lactis AB118035
7 – штамм МГУ
8 – L. lactis ssp. lactis AB118033
9 – штамм 194
10 – L. lactis ssp. сremoris AB10079
L. lactis subsp. lactis AB100798
L. lactis subsp. lactis МГУ
L. lactis subsp. lactis AJ419572
L. lactis subsp. lactis 115
L. lactis subsp. lactis AB118034
L. lactis subsp. lactis 229
L. lactis subsp. lactis 194
L. lactis subsp. lactis К-205
194ЛЛ222222222052205
L. lactis subsp. cremoris AB100802
L. lactis subsp. cremoris AB100792
0.005
Рисунок – Дендрограмма генотипического сходства нуклеотидных последовательностей (400
п.н.) генов 16S рРНК изучаемых штаммов лактококков: 194, 115, 229, К-205, МГУ в сравнении
с референтными штаммами Lactococcus lactis subsp. lactis и Lactococcus lactis subsp. cremoris
Уровень гомологии (в %) между штаммами лактококков по результатам сравнительного анализа последовательностей участка гена 16S рРНК представлен на рисунке и
подтверждает принадлежность изучаемых бактерий к виду L. lactis subsp. lactis.
125
УДК 542.943:582.661.51
АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА
CARYOPHYLLACEAE
Г.Б. Ендонова, Э.В. Сынгеева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В последнее десятилетие проявляется большой интерес к определению антиоксидантной активности лекарственных форм, биологически активных веществ, пищевых продуктов и напитков. Это связано с тем, что общепринято считать одной из основных причин наиболее опасных заболеваний – накопление свободных радикалов в организме человека. Вещества, способные снижать уровень свободных радикалов и защищать макромолекулы живой клетки, получили название антиоксидантов (АО). АО, как вещества, предотвращающие зарождение и развитие свободнорадикальных процессов окисления, нашли широкое применение в химической, пищевой, косметической, фармацевтической
промышленности, медицине и сельском хозяйстве; они являются неотъемлемой составной
частью всех биологических систем.
Важнейшим источником природных АО являются лекарственные и пищевые растения. При этом значительный интерес представляет исследование антиоксидантных
свойств не только веществ, выделенных в химически чистом виде, но и неочищенных растительных экстрактов, содержащих в своем составе сотни и тысячи компонентов, поскольку их суммарная антиоксидантная активность и другие полезные свойства часто
превосходят таковые индивидуальных соединений [1].
В литературе предлагается большое число методов анализа количества и активности
антиоксидантов в различных объектах. Эти методы основаны на разных модельных системах, зачастую недостаточно изученных. Вопрос о сопоставимости получаемых разными
методами результатах во многих случаях остается открытым. Поэтому углубленное изучение существующих модельных реакций и поиск новых подходов к определению антиоксидантов и их активности является весьма актуальной задачей.
Прямые методы оценки антиоксидантной активности (АОА) как индивидуальных
химических соединений, так и композиций сложного состава основаны на изучении влияния антиоксидантов на кинетику модельных реакций окисления углеводородов, жирных
кислот или биологических материалов, либо на конкуренции изучаемого и модельного АО
за радикалы [2]. На практике, однако, очень часто пользуются непрямыми методами, с
помощью которых определяются параметры, коррелирующие с антиокислительной активностью антирадикальных антиоксидантов. Хорошо коррелирует с концентрацией фенольных соединений, что указывает на доминирующую роль последних в суммарной активности растительных экстрактов в отношении этого радикала.
К числу наиболее известных антиоксидантов относятся токоферолы (витамин Е), каротиноиды (витамин А), аскорбиновая кислота (витамин С). Мощным антиоксидантным
действием обладают также природные соединения растительного происхождения, объединенные под общим названием – флавоноиды [3].
Целью нашей работы было определение количества и оценка активности антиоксидантов в экстрактах растений семейства гвоздичных и сравнение полученных данных с
литературными.
Материалы и методы исследования
Определение суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов проводилось на проточно-инжекторной системе «ЦветЯуза-01-АА» с плунжерным насосом. Подготовка проб проводилась согласно «Методике выполнения измерений антиоксидантов в
напитках и пищевых продуктах, биологически активных добавках, экстрактах лекарствен126
ных растений амперометрическим методом» [4]. В качестве стандарта использовалась
галловая кислота. Определение ССА проводилось амперометрическим детектором при
потенциале рабочего электрода 1,3 В и скорости подачи элюента 1,2 см3/мин. Показатель
повторяемости (относительное среднеквадратичное отклонение повторяемости) – 5%. Полученный сигнал фиксировался на мониторе компьютера в виде пиков. С помощью программного обеспечения рассчитывалась площадь полученного пика.
Результаты исследований
В таблице приведены результаты определения суммарного содержания флавоноидов
и антиоксидантов исследуемых образцов.
Таблица – Суммарное содержание флавоноидов и антиоксидантов
Виды растений
Флавоноиды (%)
Saponaria officinalis L.
1,52 - 2,08
(мыльнянка лекарственная)
Cerastium arvense L.
1,46 - 1,38
(ясколка луговая)
Silene repens
1,31 -1,0
(смолевка ползучая)
Oberna behen L.
- - 1,07
(хлопушка обыкновенная)
Stellaria graminea
1,04 – 0,94
(звездчатка злаковая)
Melandrium album
- - 1,37
(дрема беловатая)
Gypsophila paniculáta
1,12-1,28
(качим метельчатый)
Dianthus versicolor Fisch.
0,48 - 0,6
(гвоздика разноцветная)
Примечание. «-» определение не проводилось
ССА (мг/г)
29,3
23,7
25,3
19,4
17,2
13,4
13,6
9,17
Результаты исследований показали, что при максимальном содержании суммы флавоноидов для видов Saponaria officinalis L. (1,52-2,08), Cerastium arvense L (1,46-1,38),
Silene repens (1,31-1,0), как правило, характерно и высокое суммарное содержание антиоксидантов.
Полученные результаты определения антиоксидантной активности согласуются с
литературными данными, приведенными в работах Я.И. Яшина в соавторстве, где стандартным веществом является кверцетин, и показывает, что растения семейства гвоздичных содержат такое же количество антиоксидантов, которое свойственно большинству
других лекарственных растений [3].
Вывод
Амперометрическим методом измерено суммарное содержание антиоксидантов в
экстрактах растений семейства гвоздичных.
Библиография
1. Волков В.А. Физико-химические закономерности взаимодействия 2,2-дифенил-1пикрилгидразила с антиоксидантами растительного происхождения: автореф. дис. … канд. хим.
наук. – Тверь, 2010.
2. Roginsky V.A., Lissi E.A. Review of methods to determine chain-breaking antioxidant activity
in food // Food Chem. – 2005. – Vol. 92. – P. 235-254.
3. Яшин Я.И. [и др.]. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека. – М.: Изд-во «ТрасЛит», 2009. – 212 с.
127
4. ГОСТ Р 54037-2010 Определение содержания водорастворимых антиоксидантов амперометрическим методом в овощах, фруктах, продуктах их переработки, алкогольных и безалкогольных напитках.
УДК 664.87: 665.215.2
ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ КОНЦЕНТРАТА
ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Э.В. Сынгеева, Г.П. Ламажапова, С.Д. Жамсаранова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Интерес к биологической роли полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) неуклонно возрастает с конца 1980-х гг. Изучение отдельных групп населения, у которых значительную часть рациона составляют морепродукты, богатые полиненасыщенными жирными кислотами ω-3 ряда, показало, что они гораздо реже страдают болезнями кровообращения [1].
Продукты, обогащенные ω-3 ПНЖК морского происхождения, содержащие эйкозопентаеновую (ЭПК) и докозагексаеновую (ДГК) кислоты, можно определить как функциональные, воздействующие на здоровье человека [2]. Эти кислоты являются эссенциальными, они жизненно необходимы, однако не синтезируются в организме человека и
должны поступать с пищей. Обладая антиатеросклеротическим, гипокоагуляционным
действием, ω-3 жирные кислоты оказывают выраженный кардиопротекторный эффект и
являются незаменимыми веществами, обеспечивающими здоровье сердечно-сосудистой
системы. Физиологическая потребность в кислотах семейства ω-3 и ω-6 для взрослых составляют 8-10 г/сут ω-6 жирных кислот и 0,8-1,6 г/сут ω-3 жирных кислот, или 5-8% от
калорийности суточного рациона для ω-6 и 1-2% от калорийности суточного рациона для
ω-3. Оптимальное соотношение в суточном рационе ω-6 к ω-3 жирных кислот должно составлять 5-10:1 [3].
Употребление такого количества ω-3 жирных кислот в составе пищи является затруднительным, в качестве альтернативного источника с успехом можно применять биологически активные добавки, представляющие собой концентраты с высоким содержанием ЭПК и ДГК. Получаемые концентраты ПНЖК должны, прежде всего, содержать достаточное количество ω-3 жирных кислот, чтобы покрывать суточную потребность человека
в ЭПК и ДГК. Также в препаратах должна быть относительно низкая концентрация
ПНЖК класса ω-6, которые являются естественными биологическими конкурентами ω-3
ПНЖК, иначе фармакодинамический эффект будет нивелирован конкурентным действием
метаболитов арахидоновой кислоты [1].
Байкальский тюлень (нерпа) – единственное млекопитающее оз. Байкал, являющееся
вершиной его пищевой цепи. Для сохранения биоразнообразия и биоравновесия экосистемы оз. Байкал популяция байкальской нерпы поддерживается в определенных пределах
путем санитарного отлова строго ограниченного количества животных – в пределах от 1-3
до 6 тыс. особей в год. Животное добывается с целью получения меха, а остальная часть
(жир и внутренние органы) в лучшем случае направляется на зверофермы. Тогда как исследования химического состава жира байкальской нерпы [4] показали, что жир богат ненасыщенными, в том числе и полиненасыщенными, жирными кислотами, содержание эйкозопентаеновой кислоты составляет 2,65%, докозагексаеновой – 6,28% [5], что обусловливает его высокую биологическую ценность и перспективность его использования как
источника для изготовления биологически активных добавок.
Целью нашего исследования явилось получение концентрата ПНЖК из жира байкальской нерпы с оптимальным соотношением ω-6 и ω-3 жирных кислот.
128
Методы и материалы
Среди различных способов получения концентратов ПНЖК, метод комплексообразования с мочевиной считается самым простым, быстрым, недорогим, надежным, наиболее эффективным и экологически чистым приемом для получения ω-3 концентратов
ПНЖК, в виде свободных жирных кислот (Hayes et al. 1998 г.; Wanasundara & Shahidi
1999).
Жирнокислотный состав образцов жира нерпы и концентрата ПНЖК был определен
методом газожидкостной хроматографии с использованием хромато-масс-спектрометра
5973/6890 NMSD/DS Agilent Technology (США). Для разделения использовали капиллярную колонку HP-INNOWAX (30м×250 мкм×0,50 мкм) Неподвижная фаза – полиэтиленгликоль. Подвижная фаза: гелий, скорость потока газа 1 мл/мин. Температура испарителя
250 0С, источника ионов 230 0С, температура линии, соединяющей хроматограф с массспектрометром 280 0С. Диапазон сканирования 41-450 а.е.м. Объем вводимой пробы
1 мкл, разделение потоков 5:1. Хроматографирование выполняли в изократическом режиме при 200 0С. Регистрацию проводили по полному ионному току (режим SCAN).
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведенного опыта из жира байкальской нерпы был получен концентрат полиненасыщенных жирных кислот. Полученный концентрат характеризуется высоким содержанием ПНЖК (28,105 %), мононенасыщенных жирных кислот (64,565%), а
также низким содержанием насыщенных жирных кислот (7,33%).
Таблица – Жирнокислотный состав жира, концентрата ПНЖК, комплекса насыщенных
и мононенасыщенных жирных кислот с мочевиной, % от общего содержания жирных кислот
Название ЖК
Лауриновая
Изо-тетрадекановая
Изо-пентадкановая
Пентадекановая
Пальмитиновая
Пальмитоолеиновая
Гексадекадиеновые
Маргариновая
Изо-гептадекановая
Стеариновая
Олеиновая
Цис-вакценовая
Линолевая
γ–линоленовая
α–линоленовая
Стиоридовая
Арахиновая
Гондоиновая
Эйкозадиеновая
Дигомо-γ-линоленовая
Арахидоновая
Эйкозатриеновая
Эйкозапентаеновая
Клупанодоновая
Докозапентаеновая
Докозагексаеновая
Сумма насыщенных ЖК
Индекс ЖК
12:00
14:00
15:0i
15:00
16:00
16:1 (n-7)
16:2 (n-6)
17:00
17:0i
18:00
18:1(n-9)
18:1(n-7)
18:2(n–6)
18:3(n-6)
18:3(n-3)
18:4(n-3)
20:00
20:1(n-9)
20:2(n-6)
20:3 (n-6)
20:4 (n-6)
20:3(n-3)
20:5(n-3)
22:5(n-3)
22:5(n-6)
22:6(n-3)
129
Жир нерпы
0,224
4,223
2,206
0,619
7,543
19,729
0,837
0,881
2,118
1,348
39,887
6,631
1,042
2,714
2,815
0,291
0,038
0,244
1,638
0,442
0,637
0,541
0,169
3,183
19,162
Концентрат
0,06
0,185
0,313
0,264
4,573
22,853
1,02
0,223
1,205
0,507
41,195
4,954
5,543
0,516
1,776
1,186
0,517
0,46
2,126
1,186
4,398
1,36
1,14
0,1
2,34
7,33
Окончание таблицы
Сумма мононенасыщенных ЖК
Сумма полиненасыщенных ЖК
Сумма ω-3 ПНЖК
Сумма ω-6 ПНЖК
Соотношение ω-6/ ω-3 (1 – 5:1)
59,616
21,222
10,332
9,762
0,94:1
64,565
28,105
12,2
15,905
1,3:1
Сравнение жирнокислотного состава жира байкальской нерпы и концентрата ПНЖК
показывает оптимальное соотношение ω-6/ω-3 ПНЖК (0,94 – 1,3:1). Общий уровень ненасыщенных жирных кислот в полученном концентрате составляет 92,67 %, в том числе ω-3
ПНЖК 12,2 % и ω-6 ПНЖК 15,905 %, что свидетельствует о его высокой биологической
ценности. Результаты указывают на перспективность использования полученного концентрата для получения биологически активных добавок.
Вывод
Получен концентрат ПНЖК с высоким содержанием и оптимальным соотношением эссенциальных жирных кислот семейства ω-3 и ω-6 кислот.
Статья написана при поддержке Гранта «Молодые ученые ВСГУТУ – 2014».
Библиография
1. Байдалинова Л.С., Андронова С.В. Перспективы использования растительных антиокислителей для стабилизации гидролитических и окислительных процессов в препаратах полиненасыщенных жирных кислот // Известия Калининградского гос. техн. ун-та. – Калининград, 2013. –
№ 29. – С.74-80.
2. Зорин С.Н., Козлова О.И., Василевская Л.С. и др. Тюлений жир – пищевой источник
ПНЖК семейства ω-3 // Вопросы детской диетологии. – 2011. – Т.9., № 5. – С. 29-31.
3. Рациональное питание // Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых
веществах для различных групп населения Российской Федерации: метод. рекомендации МР
2.3.1.2432 -08.
4. Гамель И.В., Запорожская Л.И., Магин Г.Ю. Получение и исследование осетрового рыбьего жира – источника омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот // Медицинский альманах. – 2013. – № 5 – С.182-187.
5. Аверина Е.С., Пинтаева Е.Ц., Раднаева Л.Д. и др. Трансформация жирнокислотного состава липидов подкожной жировой ткани морских и пресноводных тюленей // Вестник МИТХТ. –
2009. – Т. 4, № 3. – С. 163-174.
УДК 636,293.3(571.54)
РЕСУРСЫ НАТУРАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ
В.А. Тайшин, В.В. Анганов
Бурятский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Россельхозакадемии, г. Улан-Удэ, Россия
Включение ЮНЕСКО оз. Байкал в список Участков Мирового природного наследия
налагает обязательство по сохранению уникального природного объекта, а принятие закона «Об охране озера Байкал» вносит повышенные экологические требования к сельскохозяйственной деятельности.
Изменение специализации сельскохозяйственных отраслей, замена пастбищной технологии стационарной, увеличение масштабов земледелия, перегрузка пастбищ привели к
потере устойчивой среды обитания в некоторых регионах Байкальской природной территории. В результате пастбищные угодья деградируют, и более трети сельскохозяйствен130
ных угодий подвержены ветровой и водной эрозии. Изменение ботанического состава и
структуры травостоя существенно снижают кормовые ресурсы пастбищных угодий по количественным и качественным показателям. Замена видов и пород сельскохозяйственных
животных, адаптированных к местным природно-климатическим условиям, интродукцированными из других стран и регионов, обусловили значительный рост затрат на их содержание.
В новых социально-экономических условиях такая тенденция способствовала сокращению производства растениеводческой и животноводческой продукции в силу ее
убыточности по ряду причин (рост цен на электроэнергию, ГСМ, удобрения, технику и
т.д.). Традиционное животноводство Бурятии является основной отраслью сельскохозяйственного производства, которое способно производить экологически безопасную и биологически полноценную продукцию с минимальными затратами труда и средств.
По данным ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) пища ХХI в. будет состоять из:
– традиционных (натуральных) продуктов;
– натуральных продуктов модифицированного (заданного) химического состава;
– генетически модифицированных натуральных продуктов;
– биологически активных добавок.
Не случайно на первом месте по значимости для здоровья человека стоят традиционные натуральные продукты питания. Это обусловлено тем, что их можно изготовить
только из высококачественного сырья, производимого методами традиционного круглогодового пастбищного животноводства. Для многих стран Евразийской территории традиционными отраслями животноводства являются табунное коневодство, мясное скотоводство, яководство, грубошерстное и полугрубошерстное овцеводство, козоводство,
оленеводство, верблюдоводство и др.
Рыночные отношения всегда предполагают определенный рационализм во всех сферах жизнедеятельности человека. В животноводстве предпочтение отдается разведению
тех видов и пород животных, которые в данных природных и финансово-экономических
условиях дают экологически чистую продукцию при более низких затратах. С этой точки
зрения наиболее перспективны технологии разведения сельскохозяйственных животных
на основе исторического опыта различных этнических групп населения. Эта отрасль основана на разведении аборигенных пород животных, которые отличаются высокой приспособленностью к довольно суровым природно-климатическим условиям регионов. Технология номадного животноводства служит основной базой в современной технологии пастбищного животноводства многих стран мира и не теряет своей актуальности.
Цель работы – на основе собственных и исследований других авторов сделать анализ полученных данных, характеризующих качество производимой натуральной продукции растениеводства и животноводства
Материал и методы исследования
Объектом исследования были крупный рогатый скот симментальской породы, яки,
лошади и овцы.
Отбор животных в подопытные группы осуществляли методом случайной выборки
(В. Тайшин и др., 1993).
Измерение статей экстерьера и живой массы животных осуществляли общепринятыми методами.
Органолептическая оценка мяса проведена по 9-балльной системе ВНИИМП
(ГОСТ 9959-91).
Химический состав мяса яка определенен в аккредитованной испытательной лаборатории (РОСС RU. 0001.21 АЯ 24 от 07.042011) ФБУ «Государственный региональный
центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Бурятия».
Состав молока устанавливали на анализаторе молока «Клевер».
131
Полученный цифровой материал обрабатывали методами вариационной статистики
(Н.А. Плохинский, 1969) при использовании компьютерной программы Microsoft Office
Excel, 2007.
Результаты исследования
Факторы, влияющие на качество продуктов
Животные
корм
почва
вода
продукция
Рисунок – Продукция животноводства
Молоко. Белки молока усваиваются организмом почти на 100% и содержат аминокислоты, необходимые для построения клеток и тканей. В молоке важенки (оленихи) содержится 10,91% белка, что больше чем в молоке ослицы в 7,3 раза. От 5 до 6% белка содержится в молоке буйволицы, свиньи, овцы и ячихи [1]. От 3 до 4% белка содержится в
молоке зебу, коровы и козы. Содержание жира в молоке ячихи 6,5-11,0%, а хайнака 5,57,5%. Температура плавления молочного жира 39,6о С и застывания 27,1о С. Масло из
молока ячихи хорошо хранится и имеет приятный аромат, содержит больше летучих жирных кислот, богато каротином (29,6 мг/кг) и поэтому имеет желтый цвет [2, 3]. Молоко
козы отличается целебными свойствами. Недаром ослабленных болезнями детей и стариков старались напоить свежим парным козьим молоком. В нем, как правило, содержится
больше белка, жира, витаминов, минеральных солей по сравнению с коровьим молоком.
Жир и белок легко усваивает организм человека. Минеральные вещества молока играют
важную роль в питании. Самое большое содержание минеральных веществ 1,48% имеется
в молоке важенки, что больше чем в молоке ослицы в 3,7 раза. Кобылье молоко характеризуется низким содержанием жира и белка, но повышенным содержанием сахара 6,3% .
Высокое содержание сахара в молоке обусловливает качественный процесс брожения при
изготовлении диетических и целебных молочно-кислых продуктов (айран, кумыс и др.).
Нашими исследованиями в ФГУП Байкальское установлено, что в молоке симментальской породы местной и австрийской селекции за 90 дней лактации содержание жира в молоке коров составило 3,9 и 4,1% и по другим показателям меньше чем у номадных животных [2].
Мясная продукция сельскохозяйственных животных пастбищного содержания выгодно отличается по качественным показателям от мяса животных заводских пород и выращиваемых по интенсивным технологиям.
В конском мясе жир в зависимости от возраста, пола и упитанности составляет до
7,48%. Конский жир бурятских лошадей богат ненасыщенными жирными кислотами,
многие из которых важны для организма человека [8]. Цвет жира желтый или светлооранжевый. Температура плавления жира 36,0оС (в руках человека плавится) обусловлена,
по мнению авторов, за счет более высокого содержания в нем ненасыщенных жирных кислот. Нашими исследованиями установлено [9], что содержание жира в мясе молодняка
лошадей бурятской аборигенной породы составляет 6,3-6,8%, что больше, чем у помесей
132
F1 поколения на 14,0 и 13,8%, хотя по содержанию белка в мясе незначительное преимущество (0,9-1,7%) имели помеси от жеребца породы русский тяжеловоз.
Мясо бурятских аборигенных овец во многом отличается от мяса овец тонкорунных
пород, особенно по вкусовому достоинству. В сравнении с полугрубошерстными бурятскими овцами они имеют некоторые преимущества в возрасте 4 и 16 месяцев. Убойный
выход составляет 52,4 и 50,4% против 49,9 и 51,1% у бурятских полугрубошерстных овец.
По содержанию внутреннего жира в туше превосходство составляет 0,77 и 0,02%. По вкусовым качествам лучшим было мясо [10] аборигенных грубошерстных овец. На выставке
«Зооветиндустрия» (14-16 марта 2012 г. в Иркутске) мясо яков отличалось малым содержанием в мышцах жира и повышенным – протеина и минеральных веществ. В мясе отсутствуют жировые прослойки. Жир откладывается у них в основном под кожей и цвет его
светло-желтый или оранжевый. Высокое количество незаменимых аминокислот в мясе
яков [11] по отношению к мясу крупного рогатого скота, и конине характеризует его как
биологически более ценное. Результатами органолептической оценки (В.А. Тайшин) установлено, что незаменимых аминокислот в мясе яка больше, чем в говядине и конине на
46,0 и 32,6%. Органолептическая оценка мяса яка и бульона из него выгодно отличалась
от говяжьего. Мясо яка оценено экспертами в 22,3 балла, бульон – в 23,7 балла. Превосходство над продукцией из говядины составило по бульону 6,28%, по мясу 3,17%.
Результатами проведенных исследований установлено, что продукция, производимая в традиционном круглогодовом пастбищном кормлении животных, обладает лучшими качествами и, следовательно, из них можно выработать продукты питания высокого
качества.
Библиография
1. Луницин В.Г., Володкина А.И. Биохимический состав молока маралух // Сб. нач. докл.
XIII Междунар. науч.-практ. конф. «Аграрная наука сельскохозяйственному производству Монголии, Сибири и Казахстана». Ч. I. – C. 82-84.
2. Санданов Ч.М, Митыпова Е.Н., Анганов В.В. и др. Молочная продуктивность и экстерерно-конституциональные особенности первотелок симментальской породы австрийской селекции //
Сибирский Вестник сельскохозяйственной науки. – 2012. – № 1. – С. 68-72.
3. Цырендондоков Н.Д. Основы овцеводства. – М.: Росагропромиздат, 1989. – 176 с.
4. Денисов В.Ф. Домашние яки и их гибриды. – М.: Колос, 1958. – 116 с.
5. Чернова Е.Г. Состав и свойства жира и качество масла из молока крупного рогатого скота,
яков и их гибридов в Монголии: автореф. дис. … канд. сельхоз. наук. – Улан-Удэ, 1972. – 21 с.
6. Тайшин В.А., Цыбикжапов В.Б. Природопользование у народа цаатан // Материалы науч.практ. конф. «Народы Центральной Азии XXI века». – Улан-Батор, 2003. – С. 95-104.
7. Flindt R. Biologie in zahlen. – N–Y., 1988 . – 303 р.
8. Калашников И.А. Рост и развитие молодняка бурятских лошадей и их помесей. – М.: Издво ТСХА, 1980. – Вып. № 7. – С. 153-159.
9. Митыпова Е.Н., Анганов В.В., Хаданов Е.В. Мясная продуктивность бурятских лошадей и
их помесей с русской тяжеловозной породой // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы зоотехнической науки и практики по производству животноводческой продукции». – Улан-Удэ, 2010. – С. 198-203.
10. Костриков М.А. Сравнительная характеристика продуктивных качеств бурятских полугрубошерстных и грубошерстных овец: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Улан-Удэ, 2007. – 17 с.
11. Вторушина И.А. Разработка технологии производства деликатесных и фаршевых продуктов из мяса яка: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Улан-Удэ, 2009. – 17 с.
133
УДК 663.5
РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ,
ПОВЫШАЮЩЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ПЕРЕРАБОТКИ
ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ НА СПИРТ
М.В. Туршатов, В.В. Кононенко, А.О. Соловьев
ГНУ ВНИИ пищевой биотехнологии Россельхозакадемии, г. Москва, Россия
В настоящее время основными направлениями развития спиртового производства
являются повышение безотходности спиртзаводов, внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий, а также повышение качества выпускаемой продукции.
Проблема безотходности особенно остро стоит перед спиртзаводами. Не секрет, что
вокруг многих заводов создалась напряженная экологическая обстановка. Кроме того, в
настоящее время согласно Федерального закона №171-ФЗ производство спирта допускается только при условии полной переработки и (или) утилизации барды.
При организации производств по переработке барды основная часть капитальных затрат (70-80%) приходится на утилизацию жидкой фазы барды. Поэтому, прежде чем внедрять дорогостоящие технологии переработки барды, необходимо максимально сократить
ее выход на стадии спиртового производства, прежде всего за счет внедрения ресурсосберегающей технологии. Под этим, в первую очередь, подразумевается переработка сырья в
условиях пониженных температур и повышенных концентраций. Помимо сокращения
выхода барды на 20-30% и более, эксплуатация такой технологии позволяет значительно
(на 25-35%) снизить удельные теплоэнергозатраты и водопотребление за счет сокращения
объема полупродуктов (табл. 1).
Таблица 1 – Влияние гидромодуля на показатели полупродуктов и технологические затраты
Гидромодуль
Концентрация осахаренного сусла, °Б
Содержание спирта в зрелой бражке, % об.
Количество барды, м3
на 1000 дал спирта
Технологические затраты, %
1:2,5
24,0
12
1:3
20
10,0
1:4
16
8
83
99
126
68
84
100
Решающими факторами, определяющими эффективность эксплуатации таких технологий, являются высокое качество продукции, обеспечение глубокой очистки сырья и
поддержание микробиологической чистоты полупродуктов на всех стадиях производства
[1].
Во ВНИИПБТ было проведено много исследований по влиянию различных факторов на образование побочных продуктов в бражках и, следовательно, влиянию на качество
спирта и количество отходов. Это такие факторы как вид сырья, режимы его обработки,
применяемые ферментные препараты, дрожжи и т.д. В результате было установлено, что
наиболее сильно на образование побочных примесей влияет качество применяемого сырья, т.е. степень его загрязненности не только сорными и минеральными примесями, но и
органическими, такими как микрофлора, различные химикаты с полей, продукты жизнедеятельности животных, насекомых и т.д.
При развитии посторонней микрофлоры в полупродуктах происходит нарастание
кислотности, снижение рН, следовательно, снижаются активность ферментов, бродильная
активность дрожжей, происходят потери сахаров, накопление побочных примесей, снижение качества спирта [2].
134
Для разработки эффективного способа очистки зерна от микрофлоры были исследованы такие способы, как мойка зерна, шелушение, обработка паром, УФ, озоном, реагентами. В результате была разработана 3-стадийная схема глубокой очистки сырья. На первой стадии – сухая очистка, на второй – зерно промывается в моечной машине, на третьей
– обрабатывается озоном. Из всех видов обеззараживания (обработка УФ, реагентами,
пропаривание) озонирование является наименее энергозатратным, простым в аппаратурном плане и эффективным с точки зрения подавления микрофлоры.
В результате проведенных исследований была разработана современная ресурсосберегающая технология производства спирта (рис. 1), включающая глубокую очистку
зерна от микрофлоры и последующую его переработку на спирт в условиях «мягких» режимов и высоких концентраций.
Рисунок 1 – Аппаратурно-технологическая схема ресурсосберегающей технологии
переработки зерна на спирт
При внедрении такой схемы на Уржумском СВЗ концентрация растворимых сухих
веществ в сусле при работе на ржи увеличилась с 16 до 22-24%, что позволило получать
бражку с крепостью 11-12% об., теплоэнергозатраты и водопотребеление снизились на 2030%. Выход барды сократился на 30% и составил 90 м3 на 1000 дал спирта.
Как уже было показано, работа на повышенных концентрациях и «мягких» режимах
позволяет сократить выход барды, однако существуют технологические приемы, дающие
возможность дополнительно сократить выход жидкой фазы барды еще на 30-50%. Одним
из таких приемов является глухой обогрев бражной колонны (рис. 2). Известно, что при
прямом подогреве бражки в бражной колонне при конденсации пара объем бражки увеличивается на 20-25%. Поэтому подогрев бражки через греющую поверхность позволит значительно сократить выход барды.
135
бражка
Р
Р
Т
п
а
р
Т
Т Р
п
а
р
Рисунок 2 – Принципиальная схема глухого обогрева бражной колонны
Для сокращения выхода барды также целесообразно применять такой технологический прием как возврат части фильтрата на приготовление замеса. Проведенные исследования, как в нашем институте, так и за рубежом, а также практический опыт показывают,
что можно возвращать до 20-30% фильтрата в спиртовое производство для приготовления
замеса без ущерба для качества спирта, а при производстве биоэтанола возможно возвращать до 40% фильтрата. Кроме того, в отделе технологии спирта в настоящее время проводятся исследования по возможности возврата до 70% и более фильтрата, за счет изменения режимов водно-тепловой обработки, сбраживания сусла и брагоперегонки [3].
Таким образом, внедрение на предприятии разработанной технологии позволяет сократить теплоэнергозатраты и водопотребление на 25-30%, тем самым снизив выбросы
тепла и оборотной воды в окружающую среду, уменьшить выход барды на 30-40%, при
этом повысить качество спирта. Остальное же количество барды можно переработать в
сухой кормопродукт, который затем можно эффективно использовать в сельскохозяйственной промышленности, в частности в откорме сельскохозяйственных животных.
В качестве примера в пос. Алга (Казахстан, Актюбинская область) при участии нашего института организована эффективная переработка барды в сухой кормопродукт, на
основе которого осуществляется откорм с.-х. животных. Привесы живой массы составляют 1500-2000 кг на каждые 1000 дал спирта [4].
Исследования по снижению выбросов в окружающую природную среду проводятся
в отделе технологии спирта и в настоящее время. В частности, сейчас рассматривается
возможность возврата до 70% и более фильтрата за счет изменения режимов воднотепловой обработки, сбраживания сусла и брагоперегонки. Так же в целях повышения качества продукта и снижения выбросов можно использовать альтернативные виды сырья,
которые можно подвергнуть комплексной переработке, такие как топинамбур, сорго и т.п.
Библиография
1. Журба О.С., Леденев В.П., Поляков В.А. и др. Глубокая очистка зерна от примесей при
низкотемпературной обработке сырья // Производство спирта и ликероводочных изделий. – 2003.
– № 3. – С. 8-10.
136
2. Леденев В.П., Галямова Л.П., Ибрагимова С.И. и др. Зависимость образования побочных
продуктов в зрелой бражке от качества сырья // Производство спирта и ликероводочных изделий.
– 2002. – № 3. – С. 12-13.
3. Поляков В.А., Туршатов М.В. Научно-технологические аспекты глубокой очистки зерна в
спиртовом производстве // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. – № 6. – С. 50-54.
4. Пелевина Г.А., Леденев В.П. Спиртовая барда – наполнитель премиксов для животных //
Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. – № 12. – С. 55-57.
УДК 664.93.07:604.6
ВЫБОРОЧНЫЙ АНАЛИЗ МЯСНЫХ КОНСЕРВИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ
НА НАЛИЧИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СОИ
Д.А. Улзытуева, С.Д. Жамсаранова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Неотъемлемой частью питания человека XXI в. являются продукты, обогащенные
дефицитными в рационе современного человека микронутриентами и биологически активными добавками к пище, и пищевые продукты, полученные из генномодифицированных организмов животного и растительного происхождения.
Интенсивное внедрение генно-инженерных технологий в сферу пищевой индустрии
привело к организации широкомасштабного производства пищевых продуктов, полученных с использованием генетически модифицированных организмов растительного происхождения. Генетическая модификация придает им устойчивость к пестицидам, вредителям, болезням, неблагоприятным климатическим воздействиям, обеспечивая снижение
потерь урожая при выращивании и хранении.
Генетически модифицированные источники пищи (ГМИ) – это используемые человеком в натуральном или переработанном виде пищевые продукты (компоненты), полученные из генетически модифицированных организмов [1].
Генетически модифицированный организм (ГМО) – организм или несколько организмов, любые неклеточные, одноклеточные или многоклеточные образования, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные
от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии – науки, которая позволяет вводить в геном растения, животного или микроорганизма фрагмент ДНК из любого другого организма с целью придания ему определенных свойств и
содержащие генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинацию генов [1].
Начиная с 2003 г. в соответствии с ФЗ РФ №171 Ст. 5275 мясная продукция вместе с
другими видами пищевой продукции – молочной, рыбной, хлебобулочной и пр. (всего 17)
– исследуется на наличие генетически модифицированных источников (ГМИ) [2].
В рецептурах мясных продуктов высокого качества, вырабатываемых по ГОСТ, соя
как заменитель мясного сырья или наполнитель не используется. В случае несанкционированного внесения соевых белков в состав продукта без указания этого на упаковке, производитель не только фальсифицирует свою продукцию, но и подвергает серьезной опасности определенную категорию населения, для которой соевые белки являются аллергенами даже в малых дозах. Кроме того, соевые препараты нередко производятся из генномодифицированного сырья. Именно с соей большинство потребителей связывают опасность использования в пищу генно-модифицированных пищевых источников, хотя сегодня генетически модифицировано огромное количество используемых в пищу биологических организмов. По данным Роспотребнадзора РФ, сырье из сои чаще всего используется
в производстве мясных продуктов, поэтому наиболее часто ГМО встречаются в мясных
137
продуктах (3,8%) и в группе «прочие» (3,3%), как растительные белки. Об опасности использования ГМ-продуктов нет официальной информации, но их количество сегодня
строго регламентируется российским законодательством. На этикетку продукта, выработанного с использованием препаратов, содержащих сою, производитель обязан выносить
сведения о наличии трансгенной сои. Несоответствие фактического состава и состава,
приводимого на этикетке, является нарушением Закона о правах потребителя [3].
Согласно испытаниям, проведенным в МГУ прикладной биотехнологии, генетически модифицированные соевые продукты по своим потребительским свойствам мало отличаются от традиционных аналогов [4]. Поскольку безопасность трансгенных продуктов
не установлена, у потребителя должен быть выбор между нативными продуктами и продуктами, полученными с помощью биотехнологических методов.
В связи с этим актуальность выявления генетически модифицированных источников
(ГМИ) в пищевом сырье, продуктах питания и кормах не вызывает сомнений.
Целью настоящего исследования стало определение наличия маркировки и присутствия генетически модифицированной сои в мясных консервированных продуктах, реализуемых на рынках Республики Бурятия, методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:
– проанализировать рынок РБ на наличие продуктов, содержащих ГМО;
– выделить ДНК из исследуемых образцов;
– провести полимеразную цепную реакцию;
– идентифицировать генетически модифицированные вставки, характеризующие наличие встроенного гена, с помощью электрофореза в агарозном геле.
Объектом исследования явилась продукция двух производителей мясных изделий:
– тушенка с говядиной «Кусковая» (Елинский пищевой комбинат, Калининградская
обл., Россия) – №1;
– говядина тушеная «Деревенская» (Елинский пищевой комбинат, Калининградская
обл., Россия) – №2;
– говядина тушеная (Бурятмясопром, г.Улан-Удэ) – №3;
– тушенка Улан-Удэнская «Особая» (Бурятмясопром, г.Улан-Удэ) – №4.
Одним из методов, позволяющих определять генетически модифицированные растения и продукты их переработки, является полимеразная цепная реакция (ПЦР), направленная на амплификацию одного или нескольких фрагментов трансгенной ДНК.
Модельная система, используемая в ПЦР, включала три стадии:
– денатурацию двухцепочечной молекулы ДНК (расплетение двойной спирали, расхождение нитей ДНК);
– гибридизацию (отжиг) праймеров с матричной ДНК (образование двухцепочечных
«комплексов» праймер-матрица, необходимых для инициации синтеза ДНК);
– достраивание (удлинение, элонгация) комплементарных цепей в направлении от 5'
– конца к 3' –концу цепи, начиная с участков присоединения праймеров, при помощи ДНК
– полимеразы.
Многократное (циклическое) повторение этих стадий приводило к экспоненциальному обогащению смеси молекулами ДНК-мишени, поскольку в каждом новом цикле в
качестве матрицы выступает не только исходная ДНК, но и ДНК, синтезированная в предыдущих циклах. Необходимо примерно 30-35 циклов для достоверной визуальной детекции этого фрагмента методом электрофореза в агарозном геле.
Исследования проводили в Биотехнологическом центре Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления качественным методом с применением реактивов «АмплиСенс ПЛАНТ-СКРИН-EPh» (ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора).
Амплификация проводилась на приборе с активным регулированием «Терцик» (ЗАО
«НПФ ДНК-Технология», РФ). Детекция результатов осуществлялась электрофорезом в
агарозном геле, окрашенном бромистым этидием (МУК 4.2.2304-07) [5].
138
Анализ с использованием тест-системы «АмплиСенс ПЛАНТ-СКРИН-EPh» заключался в определении наличия нативной ДНК сои и промотора 35S рекомбинантной ДНК в
исследуемых образцах.
Исследование рынка консервированных мясных продуктов в популярном супермаркете показало отсутствие продуктов с наличием маркировки, указывающей на использование ГМ-компонентов.
Рисунок – Электрофореграмма фрагментов видоспецифичной ДНК:
1 – исследуемая проба 1; 2 – проба 2; 3 – проба 3; 4 – проба 4; 5 – 35S промотор – участок
ДНК, свойственный генетически измененной культуре; 6 – нативная ДНК сои
Для проверки достоверности указанного состава на анализы были взяты 4 образца
без маркировки ГМИ. Мы выбрали образцы, содержащие в своем составе сою. Это образец 1 – тушенка с говядиной «Кусковая» (Елинский пищевой комбинат, Калининградская
обл., Россия) и образец 2 – говядина тушеная «Деревенская» (Елинский пищевой комбинат, Калининградская обл., Россия). А также мясные консервированные продукты, не содержащие сою в соответствии с декларированным составом. Это образец 3 – говядина тушеная (Бурятмясопром, г. Улан-Удэ) и образец 4 – тушенка Улан-Удэнская «Особая» (Бурятмясопром, г. Улан-Удэ).
Результаты проведенных исследований (рис.) показали наличие ГМ-вставок в пробе
ДНК, выделенной из говядины «Кусковой» Елинского пищевого комбината (1). В остальных пробах ГМ-вставок не обнаружено. В пробе 2 (Говядина тушеная «Деревенская»)
подтверждено наличие нативного соевого белка. В пробах 3 (Говядина тушеная, БМП,
г. Улан-Удэ) и 4 (тушенка Улан-Удэнская «Особая», БМП, г. Улан-Удэ) наличие ДНК сои
не обнаружено.
Примененный метод ДНК-диагностики позволяет выявлять положительный результат уже при обнаружении в образце 0,1% ГМИ, однако не дает возможности количественно определить фактическое содержание в продукте ГМ компонентов. Согласно же российскому законодательству вынесение на этикетку информации о присутствии в продукте
ГМ компонентов обязательно при наличии в нем не менее 0,9% ГМИ [6], поэтому только
количественное определение ГМ ингредиентов в образцах более 0,9% может свидетельствовать о нарушении ФЗ РФ №171 от 21.12.2004 № 52 (1) относительно достоверности потребительской информации [7].
Таким образом, результаты эксперимента указывают на наличие в продуктах, реализуемых на прилавках наших магазинов, генетически модифицированных источников пищи, что указывает на необходимость их количественного определения.
Библиография
1. МУ 2.3.2.2306-07 Медико-биологическая оценка безопасности генно-инженерномодифицированных организмов растительного происхождения.
2. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2005 г.: Государственный доклад. – 2006. – С.71-73.
139
3. Рогов И.А., Логинова Е.Н., Гурова Н.В. Функциональные свойства соевых белков, полученных из генетически модифицированных источников // Мясная индустрия. – 2004. – №1. –
С. 29-30.
4. Минаев М.Ю., Хвыля С.И., Фомина Т.А. Количественная оценка содержания сои в мясных продуктах методом ПЦР // Мясная индустрия. – 2011. – №8. – С. 55-57.
5. МУК 4.2.2304-07 Методы идентификации и количественного определения генноинженерно-модифицированных организмов растительного происхождения.
6. СанПиН 2.3.2.184-04 Дополнения и изменения № 3 к СанПиН 2.3.2.1078-01. – М.: Минздрав России, 2004. – 24 с.
7. О внесении изменений в закон РФ «О защите прав потребителей»: ФЗ РФ №171-ФЗ от
21.12.2004. №52 (1). Ст. 5275.
УДК 641.1:579.873.13:665.345.4
ВЛИЯНИЕ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
НА ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИФИДОБАКТЕРИЙ
И.С. Хамагаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В настоящее время основную опасность для здоровья населения и проблему для
здравоохранения представляют болезни сердечно-сосудистой системы. Среди них атеросклероз – наиболее распространенное хроническое заболевание. На развитие атеросклероза артерий и связанных с ним болезней сердца и сосудов влияет избыток холестерина.
В последние годы опубликованы многочисленные данные, подтверждающие эффективность ω-3 жирных кислот при сердечно-сосудистых заболеваниях из-за их способности
снижать содержание холестерина и триглицеридов в крови.
Также известно, что кишечные микроорганизмы принимают участие в биотрансформации холестерина. Во многих исследованиях было показано, что холестерин и гомологичные фотостерины могут разрушаться как чистыми культурами, так и смешанными
культурами кишечных микроорганизмов. Способность ассимилировать холестерин в питательных средах проявляли также пробиотические микроорганизмы.
Таким образом, проведение исследований в области изучения влияния полиненасыщенных жирных кислот на холестеринметаболизирующую активность бифидобактерий
открывает широкие перспективы для создания продуктов функционального питания для
профилактики заболеваний, вызванных повышенным уровнем холестерина в крови.
Цель работы
Исследование влияния полиненасыщенных жирных кислот различных видов масел
на биохимическую активность и холестеринметаболизирующие свойства бифидобактерий
Материалы и методы исследований
Объектами исследований служили чистые культуры B. bifidum 83, B. longum DK-100,
полученные из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика», активизированные уникальным биотехнологическим методом, разработанным в ВСГУТУ, и Bifidobacterium longum B379M, а источниками полиненасыщенных
жирных кислот являются кедровое и льняное масло.
Активную кислотность определяли по ГОСТ Р 53359-2009, контаминацию –
ГОСТ Р 53430-2009; рост биомассы фотоколориметрическим методом на спектрофотометре PD-101 APEL при λ=500 нм; количественный учет бифидобактерий – по МУК
4.2.999-00; концентрацию холестерина в питательной среде определяли ферментативным
методом.
140
Результаты исследований и их обсуждение
На основании анализа потребительских предпочтений и структурирования функции
качества авторами разработана концепция пробиотических биологически активных добавок, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами, которая отражает в полной
мере требования и ожидания потребителей, и выявлена актуальность разработки данных
БАД. Проектируемый продукт должен обладать следующими характеристиками: безопасная натуральная бифидосодержащая биологически активная добавка, обогащенная полиненасыщенными жирными кислотами, эффективная при употреблении, обладающая приятными вкусоароматическими свойствами и удобная в использовании.
На первом этапе исследований было изучено влияние полиненасыщенных жирных
кислот на рост биомассы и количество жизнеспособных клеток бифидобактерий. Для этого инокуляты чистых культур вносили в питательную среду на основе творожной сыворотки с добавлением кедрового или льняного масла, или рыбьего или нерпичьего жира в
количестве 0,5-1,5%. Накопление биомассы микроорганизмов проводили путем периодического культивирования при 36±1°С. Рост культур оценивали по изменению оптической
плотности λ=450 нм на фотоколориметре. Титр жизнеспособных клеток бифидобактерий
определяли по числу КОЕ/см3 при высеве клеточной суспензии на среду ГМК. За контроль взят бактериальный концентрат соответствующего штамма бифидобактерий без добавления растительного масла или животного жира.
Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Влияние ПНЖК растительных и животных жиров на рост биомассы и количество
жизнеспособных клеток бифидобактерий
Наименовани
е штамма
микроорганизмов
B. bifidum 83
B. longum
DK 100
Количество
Добавляедобавляемый коммого компопо-нент
нента, %
контроль
0,5
кедровое
1
масло
1,5
0,5
льняное
1
масло
1,5
0,5
рыбий
1
жир
1,5
0,5
нерпичий
жир
1
нерпичий
1,5
жир
контроль
0,5
кедровое
1
масло
1,5
0,5
льняное
1
масло
1,5
0,5
рыбий
1
жир
1,5
6
0,2
0,21
0,28
0,3
0,21
0,29
0,31
0,29
0,31
0,37
0,22
0,28
Логарифм количества
клеток, КОЕ/см3
Продолжительность культивирования, ч
12
18
24
6
12
18
24
0,29
0,46
0,5
7,2
8,4
10,5
11,2
0,32
0,49
0,59
7,5
9,8
10,7
11,8
0,35
0,52
0,6
7,9
10,2
10,9
12,1
0,39
0,57
0,64
8,2
10,5
11,4
12,2
0,33
0,53
0,59
7,8
9,8
10,9
11,9
0,35
0,59
0,63
8,1
10,4
11,2
12,3
0,4
0,61
0,66
8,3
10,6
11,8
12,4
0,33
0,51
0,57
8,4
10
11
12
0,4
0,64
0,68
8,4
10,4
11,4
12,4
0,45
0,67
0,71
8,5
11
12
13,4
0,33
0,48
0,55
8,3
10
11
12
0,35
0,51
0,58
8,3
10,3
11,3
12,3
0,32
0,38
0,55
0,6
8,4
10,9
11,5
12,4
0,2
0,22
0,3
0,32
0,22
0,3
0,33
0,3
0,33
0,38
141
0,31
0,33
0,37
0,41
0,33
0,37
0,4
0,4
0,49
0,53
0,49
0,5
0,53
0,6
0,59
0,61
0,67
0,54
0,68
0,8
0,54
0,59
0,6
0,67
0,6
0,67
0,7
0,6
0,7
0,89
7,3
8
8
8,3
8
8,2
8,4
8,3
8,3
8,6
8,4
10
10,4
10,6
10
10,5
10,8
10
10,3
11
10,5
11
11
11,5
11
11,3
11,9
12
12
12,3
11,6
12
12,2
12,4
12
12,5
12,7
12,5
13
13,5
Оптическая плотность, ОД
Окончание таблицы 1
нерпичий
жир
0,5
1
1,5
0,28
0,33
0,35
0,34
0,4
0,45
0,52
0,55
0,68
0,6
0,66
0,74
8,3
8,3
8,5
10
10,4
10,9
11
11,4
11,5
12
12,3
12,4
Как свидетельствуют данные, представленные в таблице 1, внесение кедрового и
льняного масла, рыбьего и нерпичьего жира в питательную среду ускоряет наращивание
биомассы и рост бифидобактерий в питательной среде по сравнению с контролем. Максимальный рост бифидобактерий отмечен при концентрации кедрового и льняного масла,
рыбьего и нерпичьего жира в количестве 1,5%.
Результаты исследования влияния различных видов масел на накопление биомассы
и рост бифидобактерий представлены на рисунках 1-4.
Оптическая плотность, ОЕД
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
6ч
12 ч
18 ч
24 ч
Время, ч
контроль
1,5% кедрового масла
1,5% льняного масла
1,5% рыбьего жира
1,5% нерпичьего жира
Рисунок 1 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на рост биомассы Bifidobacterium bifidum 83
Следует отметить, что наиболее высокой биохимической активностью обладает
штамм B. longum DK-100.
На следующем этапе исследований было изучено влияние полиненасыщенных жирных кислот кедрового и льняного масла, рыбьего и нерпичьего жира на холестериндеградирующие свойства бифидобактерий.
В качестве источника холестерина применяли очищенную сыворотку крови. Культивирование проводили в течение 24 ч с двукратной нейтрализацией. В этот период следили
за динамикой холестерина в питательной среде.
Результаты исследований представлены в таблице 2 и на рисунках 5-6.
Как видно из таблицы 2, высокое разрушение холестерина в процессе культивирования отмечено у всех штаммов пробиотических микроорганизмов.
142
Логарифм количества клеток, КОЕ/см3
16
14
12
10
8
6
4
2
0
6ч
12 ч
18 ч
Время, ч
контроль
1,5% льняного масла
1,5% нерпичьего жира
24 ч
1,5% кедрового масла
1,5% рыбьего жира
Рисунок 2 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на количество жизнеспособных клеток Bifidobacterium bifidum 83
1
Оптическая плотность, ОЕД
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
6ч
12 ч
18 ч
24ч
Время, ч
контроль
1,5% льняного масла
1,5% кедрового масла
1,5% рыбьего жира
Рисунок 3 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на рост биомассы Bifidobacterium longum DK-100
143
Логарифм количества клеток, КОЕ/см3
16
14
12
10
8
6
4
2
0
6ч
12 ч
18 ч
24ч
Время, ч
контроль
1,5% кедрового масла
1,5% льняного масла
1,5% рыбьего жира
1,5% нерпичьего жира
Рисунок 4 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на количество жизнеспособных клеток Bifidobacterium longum DK-100
Концентрация холестерина, ммоль/л
6
5
4
3
2
1
0
0ч
2ч
4ч
6ч
Время, ч
12 ч
24ч
контроль
1,5% кедрового масла
1,5% льняного масла
1,5% рыбьего жира
1,5% нерпичьего жира
Рисунок 5 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на холестеринметаболизирующую активность Bifidobacterium bifidum 83
144
Концентрация холестерина, ммоль/л
6
5
4
3
2
1
0
0ч
2ч
4ч
6ч
Время, час
12 ч
24ч
контроль
1,5% кедрового масла
1,5% льняного масла
1,5% рыбьего жира
1,5% нерпичьего жира
Рисунок 6 – Влияние жиров растительного и животного происхождения
на холестеринметаболизирующую активность Bifidobacterium longum DK-100
Таблица 2 – Холестериндеградирующая активность бифидобактерий
Наименование
штамма
микроорга
низмов
Добавляемый
компонент
Количество
добавляемого компонента, %
контроль
кедровое
масло
B. bifidum
83
льняное
масло
рыбий
жир
нерпичий
жир
0,5
1
1,5
0,5
1
1,5
0,5
1
1,5
0,5
1
1,5
контроль
B. longum
DK 100
кедровое
масло
льняное
масло
0,5
1
1,5
0,5
1
1,5
Содержание холестерина
в питательной среде, ммоль/л
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
145
4,92
4,92
4,91
4,9
4,92
4,91
4,9
4,87
4,84
4,78
4,9
4,88
4,85
4,92
4,91
4,9
4,89
4,91
4,9
4,88
4,9
4,83
4,79
4,76
4,81
4,76
4,71
4,51
4,39
4,07
4,78
4,71
4,59
4,87
4,81
4,73
4,68
4,75
4,69
4,61
4,76
4,52
4,31
4,26
4,46
4,27
4,19
3,92
3,86
3,54
4,53
4,42
4,18
4,61
4,47
4,26
4,1
4,38
4,21
4,03
4,42
3,97
3,84
3,68
3,89
3,76
3,57
2,97
2,65
2,16
3,14
2,75
2,67
4,31
3,82
3,64
3,35
3,76
3,57
3,28
Уровень
разрушения
холестерина, %
3,12
2,43
2,01
1,72
2,24
1,69
1,41
2,06
1,81
1,17
2,11
1,52
1,24
2,95
2,37
1,85
1,57
2,19
1,54
1,26
36,59
50,61
59,15
65,04
54,47
65,65
71,34
58,13
63,21
76,22
57,11
69,11
74,8
40,04
51,83
62,02
68,09
55,49
68,7
74,39
Окончание таблицы 2
рыбий
жир
нерпичий
жир
0,5
1
1,5
0,5
1
1,5
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,92
4,86
4,81
4,75
4,89
4,86
4,81
4,42
4,27
4,04
4,73
4,67
4,52
3,85
3,79
3,51
4,46
4,38
4,14
2,84
2,51
2,12
2,96
2,54
2,53
1,92
1,48
1,03
1,99
1,51
1,13
60,98
69,92
79,07
59,55
69,31
77,03
Наибольшей холестериндеградирующей активностью обладает B. longum DK-100 и
B. bifidum 83, которые метаболизируют 68,09 и 65,04% общего холестерина при внесении
кедрового масла, 74,39 и 71,34% – при внесении льняного масла, 79,07 и 76,22% – при
внесении рыбьего жира и 77,03 и 74,8% – при внесении нерпичьего жира соответственно.
Таким образом, полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод,
что обогащение биомассы бифидобактерий штаммов B. longum DK-100 и B. bifidum 83 полиненасыщенными жирными кислотами повышает их холестеринметаболизирующие
свойства.
На основании проведенных исследований обнаружено, что полиненасыщенные жирные кислоты обладают бифидогеннными свойствами, обеспечивают активный рост и повышают холестеринметаболизирующие свойства бифидобактерий.
УДК 637.5.03
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК
В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ
И.В. Хамаганова, Н.В. Дарбакова, М.Б. Гатыпова, С.С. Жамсуева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Непременным условием долголетия, сохранения здоровья, трудоспособности, бодрости является правильное питание. Продукты функционального питания оказывают позитивное воздействие на физиологию желудочно-кишечного тракта и состояние кишечной
микрофлоры, оптимизацию состояния иммунной и сердечно-сосудистой систем, снижение
уровня соединений, обладающих оксидантной, мутагенное активностью и др.
В XXI в. стоит перспективная научно-техническая проблема – на базе достигнутого
уровня биотехнологии развить новые направления, отвечающие современной концепции
«здорового питания», одним из которых является совершенствование и выход на новый
качественный уровень по производству и использованию микроорганизмов-пробиотиков.
С целью повышения степени удовлетворения потребностей и пожеланий потребителей в ВСГУТУ разработаны инновационные биологически активные добавки (БАД) нового поколения на основе пробиотических микроорганизмов, обогащенных микроэлементами для профилактики йод-, селен- и железодефицитных состояний [5, 6].
На рисунке представлена схема направления использования БАД на основе пропионовокислых бактерий при производстве мясных продуктов.
Универсальным препаратом, сочетающим несколько барьерных факторов консервирующего действия, а также с антимутагенным и антиокислительным эффектом является
БАД «Селенпропионикс» [7].
На основе анализа качественных показателей готовых продуктов и результатов
опытно-промышленной проверки технологий производства функциональных варенокопченых продуктов из свинины (возможно из других видов мяса), вареных колбас, мясных сырых полуфабрикатов с применением селенсодержащего бакконцентрата пропионовокислых бактерий БАД «Селенпропионикс» рекомендована к серийному производству.
146
Пропионовокислые бактерии
Селенсодержащий
бакконцентрат
Бактериальный
концентрат
Культуральная
жидкость
Дезинтеграция
Мясные продукты
Рисунок – Схема направления использования БАД на основе пробиотических
микроорганизмов при производстве мясных продуктов
При производстве концентратов пропионовокислых бактерий побочным продуктом
является культуральная жидкость [7], получаемая после выращивания и отделения биомассы клеток. До настоящего времени ее не использовали в практических целях, но в связи с ростом популярности продуктов с пробиотическими свойствами она все больше привлекает внимание ученых и производственников.
Учитывая тот факт, что в составе мясных продуктов могут содержаться вещества,
обладающие мутагенной активностью (тяжелые металлы, нитрозамины, нитрит натрия и
др.), представляет интерес изучение антимутагенного эффекта при биотехнологической
обработке основного сырья. В связи с тем, что используемый нитрит натрия является нитрозирующим предшественником мутагенных и канцерогенных N-нитрозосоединений, сотрудниками ВСГУТУ были изучены антимутагенные свойства новых видов вареных колбас. Исследованиями установлено, что разработанные вареные колбасы обладают антимутагенным действием в отношении мутагенеза, индуцируемого азидом натрия. Антимутагенная активность колбас с селенсодержащим бакконцентратом составила 20,5%; колбас с
культуральной жидкостью – 7,5%; колбас с культуральной жидкостью с дезинтегрированными клетками – 14,8%. О повышении безопасности продукта свидетельствует проявляемая антимутагенная активность, что подтверждается уменьшением количества остаточного нитрита натрия и продуктов перекисного окисления липидов.
В заключение следует отметить, что при контроле и промышленном использовании
бактериальных заквасок и концентратов возникает несколько проблем.
В работе, посвященной идентификации и количественному учету микроорганизмов
в бактериальных заквасках и концентратах, дан обзор методов контроля основных характеристик заквасок [3].
Безопасность пищевых продуктов и сырья оценивают по количественному или качественному содержанию в них микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, веществ химической и биологической природы [2].
Сведения о токсичности ферментных препаратов не представляются в случае их получения при помощи микроорганизмов, имеющих статус «Квалифицирован предположительно как безопасный – Qualified Presumption of Safety (QPS)» [1]. Тем не менее, если в
процессе производства в ферментном препарате обнаруживаются остаточные количества
контаминантов, примесей, продуктов распада, для такой продукции могут потребоваться
дополнительные данные оценки рисков его использования, в том числе токсикологические данные (Постановление ЕС № 562/2012).
Вступивший в силу ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» содержит
требования к количеству и видовому соответствию пробиотических микроорганизмов в
обогащенной пищевой продукции и БАД к пище на основе пробиотиков.
Важность регулярного микробиологического контроля пробиотиков и наличия эффективных методов для его осуществления диктуется и такими факторами, как высокий
риск размножения посторонней флоры (в том числе патогенной) в процессе наращивания
147
биомассы пробиотических микроорганизмов, имеющих более низкую удельную скорость
роста, чем микробные контаминанты.
Отдельный аспект контроля подлинности пробиотиков – это оценка бифидогенных
свойств пробиотических и пребиотических функциональных пищевых ингредиентов и
созданных на их основе функциональных продуктов. В 2012 г. был введен в действие национальный стандарт ГОСТ Р 54059-2010 «Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования», устанавливающий, в том числе, общие требования к кодированному обозначению функциональных пищевых ингредиентов по классам их эффектов на организм. Согласно данному ГОСТ Р,
«избирательная стимуляция роста и (или) биологической активности нормальной микрофлоры» (бифидогенная активность) относится к классу «Г» эффектов поддержания деятельности желудочно-кишечного тракта.
Для реализации положений данного стандарта наличие бифидогенной активности
как одного из главных маркеров эффектов класса «Г» у пищевых ингредиентов и продуктов должно определяться стандартизованными методами и процедурами.
Соответственно, разработка адекватных стандартизованных методов контроля безопасности, подлинности и эффективности пробиотиков в РФ направлена на повышение
ожидаемого положительного воздействия на здоровье и улучшение качества жизни, которое связывают с функциональной пищей.
С учетом вышеизложенного, ФГБУ «НИИ питания» РАМН в рамках национальной
программы стандартизации на 2013-2014 гг. разработаны проекты 3-х национальных
стандартов, которые прошли публичное обсуждение, экспертизу и рекомендованы ТК 036
«Функциональные пищевые продукты» к утверждению Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии [4]:
– ГОСТ Р «Продукты пищевые функциональные. Методы микробиологического
анализа», в котором предусмотрены специфические подходы к анализу микробной загрязненности функциональных пищевых продуктов, содержащих живую антагонистически
активную микрофлору;
– ГОСТ Р «Продукты пищевые функциональные. Методы определения и подсчета
пробиотических микроорганизмов», в котором установлены методы определения пробиотических микроорганизмов родов Bifidobacterium, Lactobacillus, Propionibacterium, а также
штаммов рода Lactococcus и вида Streptococcus thermophilus (в том числе в ассоциациях с
технологическими микроорганизмами), процедуры их родовой/видовой идентификации и
подсчета количества в функциональных пищевых продуктах и биологически активных
добавках к пище;
– ГОСТ Р «Продукты пищевые функциональные. Методы определения бифидогенных свойств», устанавливающий регламентированные требования к проведению доклинического тестирования функциональных пищевых ингредиентов и функциональных пищевых продуктов с применением моделей in vitro и in vivo, основанного на выявлении чувствительности к воздействию этих продуктов изолированных представителей ведущих популяций защитной микрофлоры кишечника человека – бифидобактерий, лактобактерий и
энтеробактерий с нормальной ферментативной активностью (модель in vitro 1), а также
установлению их эффектов на пробиотические микроорганизмы в условиях, имитирующих процесс пищеварения в полости желудка и верхнего отдела тонкой кишки человека
(модель in vitro 2), и на оценке воздействия функционального пищевого продукта на состояние кишечной микрофлоры экспериментальных животных (модель in vivo).
Резюмируя изложенное, следует сказать, что в ближайшее время будет изменено
пищевое законодательство в области качества и безопасности пищевой продукции в целом, маркировки конечного продукта, требований к пищевым ингредиентам.
148
Таким образом, для производства функциональных мясных продуктов гарантированного качества рекомендуется использование биологически активных добавок на основе
пропионовокислых бактерий.
Библиография:
1. Багрянцева О.В., Хотимченко С.А., Шатров Г.Н. Совершенствование законодательной и
нормативной базы в области производства и использования пищевых добавок, ароматизаторов и
технологических вспомогательных средств, изготовленных при помощи новых биотехнологических методов // Вопросы питания. – 2014. – Т. 83, № 3. – С. 247-250.
2. Доронин А.Ф., Павлова Т.В., Балаханов М.В. и др. Обеспечение контроля безопасности
пищевых продуктов – одна из важнейших задач пищевой промышленности // Пищевая промышленность. – 2013. – № 5. – С. 14-17.
3. Иркитова А.Н. Идентификация и количественный учет микроорганизмов в бактериальных
заквасках и концентратах // Молочная промышленность. – 2013. – № 11. – С. 36-39.
4. Маркова Ю.М., Ефимочкина Н.Р., Быкова И.Б. и др. О разработке национальных стандартов на методы исследования безопасности, подлинности и эффективности пробиотических пищевых продуктов // Вопросы питания. – 2014. – Т. 83, № 3. – С. 158-159.
5. Хамагаева И.С., Кривоносова А.В., Кузнецова О.С. Биологически активные добавки, обогащенные эссенциальными микроэлементами: монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2009. –
178 с.
6. Хамагаева И.С. Разработка пробиотических заквасок для биотехнологической обработки
животного и растительного сырья // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и
Дальнего Востока: материалы I Всерос. науч.-практ. конф. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2010. –
С. 156-159.
7. Хамаганова И.В., Дарбакова Н.В., Замбалова Н.А. Влияние селенсодержащего бактериального концентрата пропионовокислых бактерий и культуральной жидкости на качество колбасных изделий: монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. – 172 с.
УДК 579.87
БИФИДОБАКТЕРИИ КАК ОПТИМАЛЬНАЯ ОСНОВА
ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
И.В. Хамаганова, Н.А. Замбалова, Н.Ю. Потапчук
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Термины «здоровое», «рациональное», «функциональное», «правильное» питание
означают такое питание, которое способствует нормальному росту и развитию организма
детей и взрослых, сохранению и поддержанию здоровья, а также формированию потенциала здоровья и долголетия во взрослой жизни и старости.
Для нормального функционирования пищеварительной системы и всего организма в
целом критически важен сбалансированный и полноценный состав кишечной микрофлоры человека.
Известно, что микробиота кишечника человека представлена более 1014 микроорганизмов, активно участвующих в пищеварительном процессе, обмене веществ, поддержании иммунного статуса и в других процессах жизнедеятельности организма человека. Доминирующими таксономическими группами бактерий, в норме колонизирующими
интестинальный тракт человека, являются бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды и
клостридии.
Из кишечника здоровых людей выделяются и считаются наиболее физиологическими для организма следующие виды рода Bifidobacterium: B. bifidum, B. longum, B.
adolescentis, B. breve и B. infantis [17]. С наибольшей частотой в биоценозе обнаруживаются виды B. bifidum, B. longum и B. adolescentis (39-75%), причем виды B. breve и B. infantis
149
преобладают преимущественно у детей грудного возраста, а виды B. longum и B.
аdolescentis – у взрослых людей.
Бифидобактерии – грамположительные анаэробные бесспоровые, неподвижные палочки с булавовидным утолщением на концах и раздвоением на одном или обоих полюсах, не образующие каталазу, индол, сероводород, не восстанавливающие нитраты [7, 16].
Положительное влияние бифидофлоры на физиологические функции организма человека связывают с синтезом ею молочной и уксусной кислот, которые создают в кишечнике кислую реакцию и тем самым препятствуют размножению патогенной, гнилостной и
газообразующей микрофлоры [15, 22].
Известна способность бифидобактерий синтезировать бактериоцины [5]: бифидин и
бифилонг проявляют антимикробную активность в отношении энтеробактерий, вибрионов, стрептококков, стафилококков.
Бифидобактерии продуцируют незаменимые аминокислоты, в частности триптофан,
витамины [3, 18, 20].
Исследованиями установлена антиканцерогенная и антимутагенная активность бифидобактерий, способность снижать уровень холестерина в крови. Продуцируемые бифидобактериями кислоты, бактериоцины препятствуют проникновению микробов в верхние
отделы желудочно-кишечного тракта и способствуют формированию неспецифической
резистентности.
Высокая адгезивность бифидобактерий к слизистой толстого кишечника обусловливает их выраженную протективную активность [14].
Бактерии видов В. infantis и B. adolescentis снижают образование в кишечнике метаболитов (нитритов, нитрозаминов, крезола, индола, аммиака), обладающих канцерогенным потенциалом, а также нормализуют обмен стероидных гормонов [6, 14].
Бифидобактерии оказывают протективное действие на синтез иммуноглобулина А и
торможение деградации секреторного IgA в кишечнике, усиливают фагоцитоз, нормализуют соотношение СD4/CD8, повышают образование интерлейкинов (IL-6 и IL-1b), повышают выработку g-интерферона [1, 21].
Следует отметить, что бифидофлора кишечника в течение всей жизни человека остается превалирующей и является апатогенной, в то время как остальные представители облигатной флоры при определенных условиях могут стать причиной заболевания [16].
Таким образом, бесспорно, что оптимальной основой для пробиотических продуктов
могут служить бифидобактерии.
Основное назначение бифидосодержащих препаратов – обеспечение быстрой нормализации микрофлоры кишечного и урогенитального трактов.
Много лет на рынке пробиотиков представлены бифидосодержащие препаратыпробиотики [4]: монокомпонентные (Бифидумбактерин в порошке (B. bifidum), Бифидумбактерин сухой (B. bifidum); поликомпонентные (Бификол сухой (B. bifidum и E. coli M17), Линекс (B. infantis, L. acidophilus, E. faecium), Бифиформ (В. longum и E. faecium);
комбинированные и сорбированные (Бифилиз сухой (B. bifidum и лизоцим), Бифидумбактерин форте (B. bifidum, адсорбированные на активированном угле, доза 5·107), Пробифор
(B. bifidum, адсорбированные на активированном угле, доза 5·108).
Следует отметить, что наиболее перспективными являются пробиотики на основе
симбиотических систем отдельных штаммов [8].
Индигенная микрофлора человека тесно связана с экзогенным микробным миром,
поэтому актуальным является создание и широкое внедрение в медицину пробиотиков на
основе региональных биовариантов нормальной микрофлоры [2].
Перспективным в настоящее время можно считать направление, связанное с получением продукции на молочной основе синбиотической направленности. Это продукты и
БАД, сочетающие в себе про- и пребиотики. Подобное сочетание позволяет создавать но150
вые виды лечебных, диетических, функциональных продуктов или специализированных
препаратов [9-13, 19].
Таким образом, при любом заболевании, ассоциированном с микроэкологическими
нарушениями, комплекс профилактических и лечебных мероприятий должен обязательно
включать восстановление нормобиоценоза с помощью пробиотиков на основе физиологической микрофлоры, прежде всего бифидобактерий и лактобацилл.
Библиография
1. Асташкина А.П. Современные взгляды на биологическую роль бифидо- и лактобактерий
// Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия, биология, фармация. –
2010. – № 1. – С. 133-139.
2. Беляева Е.А. Бифидобактерии, перспективные для создания региональных пробиотических препаратов // Молодежь и медицинская наука: материалы I Межвуз. науч.-практ. конф. молодых ученых. – Тверь: Ред.-изд. центр Твер. гос. мед. акад., 2013. – С. 15-16.
3. Бифидобактерии и их использование в клинике, медицинской промышленности и сельском хозяйстве / под ред. В.А. Никитина. – М., 1986. – 119 с.
4. Бондаренко В.М., Воробьев А.А. Дисбиозы и препараты с пробиотической функцией //
Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2004. – № 1. – С. 84-92.
5. Бондаренко В.М., Грачева Н.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериозы кишечника у взрослых. –
М.: КМК Scientifi c Press, 2003. – 224 c.
6. Максимов И.К. Нарушение микробиоценоза на фоне полихимио-терапии у больных опухолевыми заболеваниями системы крови: новые методы диагностики и коррекции // Фарматека. –
2004. – Т. 13. – С. 79-84.
7. Меркулова Л.В., Ерошкина О.Е., Казакова И.В. Полиморфизм бактерий рода
Bifidobacterium // Молочная промышленность. – 2012. – № 9. – С. 39.
8. Семченко А.В., Орлова Е.В. Изучение рынка пробиотиков // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12. – С. 351-357.
9. Хамагаева И.С. Метаболизм пробиотических микроорганизмов: учеб. пособие. – УланУдэ: Изд-во ВСГТУ, 2010. – 112 с.
10. Хамагаева И.С. Научные основы биотехнологии кисломолочных продуктов для детского
и диетического питания: монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005.– 279 с.
11. Хамагаева И.С. Пробиотические биологически активные добавки: учеб. пособие. – УланУдэ: Изд-во ВСГУТУ, 2014. – 120 с.
12. Хамагаева И.С. Разработка пробиотических заквасок для биотехнологической обработки
животного и растительного сырья // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и
Дальнего Востока: материалы I Всерос. науч.-практ. конф. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2010. –
С. 156-159.
13. Ханхалдаева С.Г.-Д., Тумунова С.Б., Замбалова Н.А. Исследование конкурентного потенциала пробиотического бифидосодержащего кисломолочного продукта // Вестник ВСГУТУ. –
2013. – № 2 (41). – С. 51-56.
14. Чумаева Т.В., Осипова И.Г., Васильева Е.А. и др. Изучение адгезивной активности пробиотиков различных лекарственных форм, применяемых в гинекологической практике // Пробиотические микроорганизмы – современное состояние вопроса и перспективы использования: тез.
междунар. науч.-практ. конф. памяти Г.И. Гончаровой. – М., 2002. – С. 24.
15. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т. 1, Т. 3:
Пробиотики и функциональное питание. – М.: ГРАНТЪ, 2001. – 288 с.
16. Щербаков П.Л., Нижевич А.А., Логиновская В.В. и др. Микроэкология кишечника у детей и ее нарушения // Фарматека. – 2007. – № 14. – С. 28-34.
17. Янковский Д.С., Дымент Г.С. Бифидобактерии и лактобациллы как оптимальная основа
современных пробиотиков // Современная педиатрия. – 2006. – № 3 (12). – С. 1-10.
18. Singh J.A., Rivenson M., Tomita M. et al. Bifidobacterium longum, a lactic acid-producing intestinal bacterium inhibits colon cancer and modulates the intermediate biomarkers of colon carcinogenesis // Carcinogenesis. – 1997. – Vol. 18. – P. 833-841.
19. Bruhn C.M., Bruhn J.C., Cotter A. et al. Consumer attitudes toward use of probiotic cultures //
J. of food science. – 2002. – Vol. 67, N 5. – Р. 1969-1972.
151
20. Sreekumar O., Hosono A. The antimutagenic of properties of a polysaccharide produced by
Bifidobacterium longum and its cultured milk against some heterocyclic amines // Can. J. Microbiol. –
1998. – Vol. 44. – P. 1029-1036.
21. Knol J., Poelwijk E.S., Van Р.der Linde et al. Stimulation of endogenous Bifidobacteria in
terminfants by an infant formula containing prebiotic // J. Pediatr. Gastroent. Nutr. – 2001. – Vol. 34, N 2.
22. Use of probiotics in the prevention of atopic dermatitis // Curr. Allergy Asthma Rep. – 2004. –
Vol. 4, N 4. – Р. 270-275.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
ФЕРМЕНТИРОВАННОГО НАПИТКА
Н.И. Хамнаева, Ч.Б. Доржиева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Из природных молочных источников были выделены чистые культуры лактозосбраживающих дрожжей, отнесенные к роду Torulopsis. Лактозосбраживающие дрожжи, изолированные из микробной ассоциации кефирных грибков и сброженного в естественных
условиях коровьего молока, обладали наибольшей метаболитической активностью. Таким образом, является актуальной разработка технологии получения напитка с использованием в качестве заквасочной культуры, выделенные лактозосбраживающие дрожжевые
культуры.
Технология получения напитка ферментированного предполагает выработку из пастеризованной осветленной творожной молочной сыворотки или пастеризованного обезжиренного молока, путем сквашивания комбинированного инокулята, приготовленного на
чистых культурах лактозосбраживающих дрожжей. Количество вносимого инокулята составляет 20% от объема ферментируемой среды. Процесс ферментации проводят при температуре 24-260С в течение 36-48 ч при постоянной аэрации до достижения содержания
лактозы не более 1,0%, содержания этилового спирта, не менее 2,0% и кислотности 40600Т. Готовый ферментированный напиток хранят 5 сут (температура 4-60С).
Разработанная схема получения ферментированного напитка отличается тем, что:
– редусматривает рациональное использование в качестве сырья творожную молочную сыворотку и обезжиренное молоко;
– использование в качестве заквасочной культуры местных рас лактозосбраживающих дрожжей;
– метаболиты искусственной ассоциации лактозосбраживающих дрожжевых культур
придают ферментированному напитку функциональные свойства.
Выработанный ферментированный напиток «ТАМИР» имеет характеристики, представленные в таблице 1.
Таблица 1 – Органолептические показатели ферментированного напитка «ТАМИР»
Наименование
показателя
Консистенция
и внешний вид
Цвет
Вкус и аромат
Характеристика напитка тонизирующего сывороточного
однородная, прозрачная жидкость без осадка и посторонних взвешенных
частиц
светло-зеленоватый
чистый освежающий, наличие слабого запаха этилового спирта, без посторонних привкусов
152
По физико-химическим и микробиологическим показателям напиток ферментированный "ТАМИР" должен соответствовать требованиям, указанным в таблицах 2 и 3.
Таблица 2– Физико-химические показатели ферментированного напитка «ТАМИР»
Наименование показателя
Сухие вещества, %, не менее
Титруемая кислотность, 0Т, в пределах
Активная кислотность, ед pH, в пределах
Содержание лактозы, %, не менее
Содержание этилового спирта, %, не более
Характеристика напитка тонизирующего
8,0
40 - 60
5,5 – 6,0
2,0
2,0
Таблица 3 – Микробиологические показатели ферментированного напитка «ТАМИР»
Наименование показателя
Лактозосбраживающие дрожжи, КОЕ/см3, не менее
КМАФАнМ, не более
Молочнокислые микроорганизмы, КОЕ/см3 , не более
БГКП (в 0,01 см3)
S. aureus (в 0,01 см3)
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы (в 25 см3)
Бактерии L. monocytogenes
Бактерии рода Proteus
Плесневые грибы
Микроскопический препарат
Характеристика напитка
тонизирующего
106 - 108
10
102 - 103
не допускаются
не допускаются
не допускаются
не допускаются
не допускаются
не допускаются
почкующиеся дрожжевые
клетки одиночные или
в цепочках
Для установления обоснованных сроков хранения изучали изменения физикохимических, микробиологических и органолептических показателей ферментированного
напитка в процессе хранения.
Ферментированный напиток хранили в течение двух недель при температуре 4-6 0С.
В результате исследований было установлено, что оптимальные сроки хранения составляют 5 сут. После 7 дней хранения происходит ухудшение органолептических показателей, снижается содержание жизнеспособных клеток лактозосбраживающих дрожжей на 4
порядка. Так, через 3 сут хранения напитка ферментированного количество активных лактозосбраживающих дрожжей составило 106–108 КОЕ/см3, через 5 сут – 106-108 КОЕ/см3,
на 7-е сут количество жизнеспособных дрожжевых клеток составило 104–105 КОЕ/см3 .
В результате исследований разработана технологическая схема получения напитка
ферментированного «ТАМИР». Технологический цикл составляет 72 ч. Содержание сухих
веществ в напитке достигает 8,0%. Напиток ферментированный "ТАМИР" на основе творожной сыворотки содержит до 106-108 лактозосбраживающих дрожжей, КОЕ/см3, не менее. Ферментированный напиток «ТАМИР» на основе творожной сыворотки представляет
собой однородную, прозрачную жидкость без осадка и посторонних взвешенных частиц,
светло-зеленоватого цвета, вкус и аромат – чистый освежающий, наличие слабого запаха
этилового спирта, без посторонних привкусов.
153
УДК 573.6
ИЗУЧЕНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВЕРМИКОМПОСТИРОВАНИЯ КУРИНОГО ПОМЕТА
1
Н.М. Хаптанова, 1З.Ф. Дугаржапова,
В.С. Тайкашвили, 1Н.Г. Гефан, 2В.Ж. Цыренов
1
ФКУЗ Иркутский научно-исследовательский противочумный институт
Роспотребнадзора, г. Иркутск, Россия
2
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
1
Вермикомпостирование, как одно из направлений биотехнологии, решает агроэкологические проблемы, такие как утилизация органических отходов, получение высококачественного органического удобрения и повышение плодородия почвы. Одним из субстратов для вермикомпостирования является куриный помет, потенциально опасный источник
загрязнения окружающей среды, поэтому утилизация его методом вермикомпостирования
наиболее рациональна.
Биогумус, как и другие органические удобрения, должен соответствовать санитарногигиеническим требованиям, предъявляемым к чистой почве сельскохозяйственных угодий, селитебных и рекреационных территорий. К органическим удобрениям применяются
требования по содержанию опасных и токсичных веществ; обнаружению в почве патогенной микрофлоры, жизнеспособных яиц гельминтов, цист патогенных кишечных простейших, личинок и куколок синантропных мух, а также превышению допустимого содержания в почве условно патогенных микроорганизмов. Критериями оценки безопасности биогумуса остаются прямые санитарно-бактериологические показатели и их биологическая
активность [3].
Цель работы – изучение биотехнологического процесса вермикомпостирования куриного помета и качества биогумуса СХОАО «Белореченское».
Материалы и методы
Объектами исследований выбраны куриный помет, компост куриного помета, вермикомпост 0-2 мес, вермикомпост 2-4 мес, вермикомпост 4-6 мес, биогумус и красный калифорнийский червь Eisenia foetida andrei семейства Lumbricidae научно-производственного
цеха птицефабрики СХОАО «Белореченское» Усольского района Иркутской области. Пробы
отбирались в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и
подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». В
период 2004-2011 гг. отобраны 174 пробы различных материалов, в том числе куриного
помета (24), компоста куриного помета (24), вермикомпоста 0-2 мес (24), вермикомпоста
2-4 мес (24), вермикомпоста 4-6 мес (24), биогумус (24) и красного калифорнийского червя Eisenia foetida andrei (30).
Изучение биотехнологического режима вермикомпостирования и оценку качества
биогумуса проводили с помощью физико-химических, санитарно-химических и бактериологических методов [1].
Температуру измеряли при отборе проб послойно в буртах контактным цифровым
термометром ТК–5.01 (Техноас, Россия). Влажность определяли термогравиметрическим
методом на влагомере МА150 (Sartorius, Германия). Кислотность замеряли в буртах рН–
метром РТ–10 (Sartorius, Германия) и лабораторных условиях. В курином помете, калифорнийских червях и биогумусе изучали содержание подвижных форм тяжелых металлов
(ТМ) кадмия, кобальта, свинца и цинка атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре «ААС Квант-2А» (Кортек, Россия). Активность четырех ферментов (уреаза, катала154
за, нуклеаза, фосфатаза) в курином помете, компосте, вермикомпосте и биогумусе оценивали методом почвенной энзимологии [4].
Количество общего микробного числа (ОМЧ) и наличие патогенных энтеробактерий
отслеживали на всех этапах вермикомпостирования бактериологическим методом. Культуры, выделенные из биогумуса, копролитов и кишечника калифорнийского червя, идентифицировали дополнительно на бактериологическом анализаторе Vitek-2 Compact (bioMerieux
CA, Франция). Содержание гуанина, гуанозина и ГМФ в курином помете и биогумусе изучено методами тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах «Силуфол UV–254» и
обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе Agilent 1200 (США) с ультрафиолетовым детектором переменной частоты 254 нм.
Результаты исследований
Было проведено изучение биотехнологического процесса вермикомпостирования
куриного помета по физико-химическим, санитарно-химическим и санитарномикробиологическим показателям.
В бурте компостируемого куриного помета температура достигала 60±2 °С. Температуры вермикомпостов различных сроков созревания и биогумуса соответствовала параметрам производственного помещения (17,5±2,0 °С). В ходе вермикомпостирования наблюдалось постепенное изменение кислотности с щелочной реакции до слабощелочной.
Кислотность куриного помета составила – 8,3, компоста куриного помета – 6,9. Значения
рН вермикомпоста различных сроков созревания отмечались от 7,7 до 8,3 и биогумусе –
6,8 (рис. 1). Гигроскопическая влажность куриного помета, его компоста и вермикомпостов составила от 52,5±1,8 до 59,2±2,6 % и биогумуса – 26,5±0,9 %.
Рисунок 1 – Изменения влажности, температуры и кислотности в процессе вермикомпостирования
в научно-производственном цехе птицефабрики СХОАО «Белореченское»
В процессе вермикомпостирования куриного помета наблюдается уменьшение содержания тяжелых металлов. В биогумусе по сравнению с куриным пометом снизилось
содержание подвижных форм кобальта в 3,0 раза, свинца в 4,2 раза, цинка в 2,6 раза, кадмий – следы (табл.). Калифорнийские черви способны накапливать тяжелые металлы в
процессе переработки куриного компоста. В их пробах в 5,3 раза больше кобальта, в
3,7 раза – свинца (104 мг/кг) и в 2,5 раза – цинка (172 мг/кг), чем в биогумусе.
155
Таблица – Содержание подвижных форм тяжелых металлов в пробах
(мг/кг воздушно-сухой массы)
Тяжелые
металлы
Кадмий
Кобальт
Свинец
Цинк
Куриный помет
Биогумус
следы
18±1,1
следы
6±0,5
Красный калифорнийский червь
после переработки куриного компоста
следы
32±1,4
117±1,2
183±1,7
28±1,5
70±4,9
104±1,5
172±2,3
В процессе вермикомпостирования наблюдались колебания активности фосфатазы,
нуклеазы, каталазы и уреазы. В компосте куриного помета фиксируется низкая ферментативная активность всех четырех ферментов. При переработке куриного компоста в вермикомпост активность трех ферментов выше в среднем в 5 раз, чем фосфатазная. В начальной стадии вермикомпостирования в верхнем слое (0-2 мес) рост активности ферментов
обусловлен работой калифорнийских червей. На второй стадии в среднем слое (2-4 мес)
отмечено снижение активности ферментов из-за отсутствия в промежуточном слое червей. На третьей стадии в нижнем слое (4-6 мес) активность ферментов повысилась за счет
анаэробной микрофлоры. В биогумусе происходит снижение ферментативной активности
ввиду высушивания, дробления и просеивания, что соответствует технологическому регламенту готового продукта (рис. 2).
Рисунок 2 – Ферментативная активность процесса вермикомпостирования
Ферментативная активность в биогумусе по фосфатазе составляла 11,3±0,6 мг, нуклеазе – 60,6 ±4,75 мг, каталазе – 53,1±0,03 мг и уреазе – 42,8±0,29 мг. Согласно классификации по степени обогащенности почв ферментами биогумус СХОАО «Белореченское»
относится к категории «богатая» [5].
В процессе вермикомпостирования наблюдались изменения ОМЧ. В курином помете
ОМЧ ( 69,6×108 м кл/г) в 26,8 раза выше, чем в его компосте (2,6×108 м кл/г). При ферментации вермикомпоста ОМЧ в биогумусе увеличилось в 1,8 раза за счет процессов аммонификации, денитрификации и нитрификации. В курином помете, его компосте, вермикомпосте различных сроков созревания и биогумусе бактерии группы кишечной палочки
и патогенные энтеробактерии рода Salmonella не обнаружены.
В исследуемых пробах биогумуса, копролитов и кишечника калифорнийских червей
выделили три штамма микроорганизмов, которые идентифицированы на бактериоло156
гическом анализаторе Vitek-2 Compact и бактериологическим методом, как бактерии
Вacillus mucilaginosus (два штамма 1 и 2) и бревибактерия Brevibacterium brevis (3).
Для оценки способности исследуемых микроорганизмов синтезировать ГМФ
из гуанина была отобрана культура Br. brevis. Результаты исследования показали,
что содержание гуанина в процессе ферментации по методу Misawa снизилось в
3,9 раза (с 3,1 мг/г до 0,8 мг/г), что свидетельствует об участии штамма Br. brevis в
биотрансформации гуаниновых соединений. В исследуемых экстрактах куриного помета и биогумуса методом ТСХ определено качественное содержание гуанина, гуанозина
и ГМФ. В пробах экстрактов куриного помета присутствуют гуанинсодержащие компоненты нуклеиновых кислот. Содержание компонентов нуклеиновых кислот в курином помете и биогумусе изученное методом ВЭЖХ указывает на снижение гуанина в биогумусе
по сравнению с куриным пометом в 3,3 раза, ГМФ в 3,7 раза и гуанозина в 8,5 раза.
СХОАО «Белореченcкое» выпускает и реализует биогумус с массовой долей воды –
25,0 %; зольность– 74,9 %; рН солевая – 8,0; содержание общего азота (N) не менее –
0,9 %; фосфора (P2O5) не менее – 2,9 %; калия (K2O) – 0,57 %.
Таким образом, изучение биотехнологического процесса вермикомпостирования куриного помета и качества биогумуса СХОАО «Белореченское» показало, что физикохимические параметры: влажность, температура, кислотность соответствуют требованиям
технологического регламента; отмечается существенное снижение содержания тяжелых
металлов кадмия, кобальта, свинца, цинка в биогумусе; ферментативная активность на
различных стадиях вермикомпостирования имеет циклические колебания; значительное
снижение общего микробного числа в компосте куриного помета обусловлено особенностями процесса компостирования; бактерии группы кишечной палочки и патогенные
сальмонеллы не обнаружены; из куриного помета, биогумуса и калифорнийских червей
выделены культуры бацилл и бревибактерий участвующие в биотрансформации низкомолекулярных нуклеиновых производных; содержание гуанина, гуанозина и ГМФ
в курином помете выше 3,3-8,5, чем в биогумусе.
На основании вышеизложенного следует, что по физико-химическим, санитарнохимическим и микробиологическим показателям биогумус СХОАО «Белореченкое» биологически безопасен. По степени обогащенности почв ферментами [2] биогумус относится к категории «богатая», что существенно влияет на его агротехнические свойства и урожайность сельскохозяйственной продукции.
Библиография
1. ГОСТ 17.4.4.02-84 Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. – М., 1983. – 25 с.
2. Мелехова О. П., Егорова Е. И., Евсеева Т. И. и др. Биологический контроль окружающей
среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений. – М.:
Изд. центр «Академия», 2007.– 288 с.
3. Сидоренко О.Д., Черданцев Е.В. Биологические технологии утилизации отходов животноводства. – М.: Изд-во МСХА, 2001. − 75 с.
4. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзимологии. – М.: Наука, 1990. – 189 с.
5. Хаптанова Н.М., Дугаржапова З.Ф., Гефан Н.Г. и др. Сравнительный анализ результатов
поэтапного исследования процесса вермикомпостирования // Вестник ИрГТУ. – Иркутск. – 2013. –
№ 10. – С. 242-244.
157
УДК 637.072
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛИАМИДНОЙ КОЛБАСНОЙ ОБОЛОЧКИ
НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОКРАСКИ ПРОДУКТА
Д.В. Харпак, Н.В. Колесникова, Ю.Ю. Забалуева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
За последние десятилетия в России отмечается ежегодный рост объемов производства колбасных изделий. Для обеспечения конкурентоспособности на потребительском
рынке, выпускаемая продукция должна в первую очередь отличаться высокими органолептическими показателями, в том числе высоким уровнем цветовых характеристик.
В процессе изготовления колбасных изделий немаловажную роль в формировании
их качества играют используемые оболочки. Основополагающие функции оболочек состоят в защите продукта от пагубного внешнего воздействия и сохранении исходных качественных характеристик продукта.
Полиамидная колбасная оболочка считается самым распространенным видом пластиковых барьерных оболочек. Известно, что она обладает высокими барьерными показателями, которые оберегают продукт от проникновения газообразных веществ, в частности
кислорода, а это дает возможность избежать нежелательных процессов окисления и обеспечивает длительные сроки хранения готового продукта с сохранением качественных, в
том числе цветовых характеристик.
Цель работы – изучение влияния полиамидной колбасной оболочки на устойчивость окраски продукта.
В качестве объектов исследования были взяты вареные колбасы: «Докторская» высшего сорта (ГОСТ Р 52196-2003) и «Молочная» первого сорта (ГОСТ Р 52196-2003) в полиамидных оболочках, выработанные в производственных условиях. Готовые изделия
хранили в холодильной камере с температурой 2-6 0С и относительной влажностью воздуха 80 %, продолжительность хранения колбас составила 15 сут.
Оценку устойчивости окраски колбасных изделий проводили по таким цветовым характеристикам, как остаточное содержание нитрита натрия, интенсивность и устойчивость
окраски, содержание общих пигментов.
Как известно, яркая окраска колбас достигается благодаря использованию в их производстве нитрита натрия. При известных условиях значительная часть его денитрифицирует с выделением окиси азота, реагирующей с миоглобином, следствием чего является
образование нитрозомиоглобина.
Экспериментальными исследованиями было установлено, что остаточное содержание нитрита натрия в продукте зависит от вида колбасных изделий, а точнее от состава и
их рецептур. В колбасах, содержащих больше мышечной ткани доля остаточного нитрита
меньше, чем в колбасах содержащих комплекс различных пищевых добавок и белковых
препаратов (колбасы низших сортов). Это, вероятно, связано с лучшим взаимодействием
миоглобина с нитритом натрия, в результате чего снижается количество остаточного нитрита натрия. Так, при одинаковом начальном уровне введения нитрита натрия, его содержание в готовых вареных колбасах высшего сорта на нулевые сутки хранения составило
3,9 мг%, в то время как в колбасах первого сорта остаточное содержание нитрита натрия
было на уровне 4,1 мг%. К концу хранения показатель остаточного содержания нитрита
натрия соответственно составил у высшего сорта – 2,7 мг%, у первого – 2,9 мг%.
Выявлено, что при хранении колбасных изделий в полиамидной колбасной оболочке
содержание остаточного нитрита натрия снижается. Это обусловлено способностью оболочек данного типа замедлять процессы окисления (трансформации) нитрита натрия.
158
На основании исследований цветовых характеристик было установлено, что показатели цвета колбас зависят от содержания пигментов мяса, участвующих в процессе цветообразования колбасных изделий, так как в зависимости от того какое количество пигментов мяса прореагировало с вносимым нитритом натрия будут образовываться соединения
– нитрозопигменты, обусловливающие окраску готового продукта. Наряду с этим было
зафиксировано, что в процессе хранения колбасных изделий наблюдалось незначительное
снижение количества нитрозопигментов, а, следовательно, стабильной устойчивости окраски колбас. Уменьшение содержания нитрозопигментов в колбасных изделиях, вероятно, обусловлено их окислительными превращениями вследствие протекания окисления
жиров и жизнедеятельности микроорганизмов.
Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что использование полиамидных колбасных оболочек способствует повышению устойчивости окраски продукта в процессе их хранения.
УДК 636.087.73
БИОТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНОВОЙ БАРДЫ
В СУХИЕ КОРМОВЫЕ ДРОЖЖИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНЫХ
СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Л.В. Римарева, Т.И. Лозанская, Н.М. Худякова
ГНУ ВНИИПБТ Россельхозакадемии, г. Москва, Россия
Проблема перевода процессов переработки сельскохозяйственного сырья на безотходный цикл производства имеет два взаимосвязанных аспекта – экономический и экологический. Первый аспект связан с расширением ресурсных возможностей за счет более
глубокой, комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и вовлечения неиспользованных отходов для получения продуктов питания, кормов и удобрений. В пищевой промышленности образуется значительное количество отходов и побочных продуктов, которые содержат сотни тысяч тонн белка, масла, витаминов и других ценных веществ, производство которых осуществляется на специализированных предприятиях.
Другой аспект проблемы связан с экологическими факторами. Развитие перерабатывающих отраслей промышленности сопровождается непрерывным ростом воздействия
производства на окружающую среду. Антропогенные нагрузки на биосферу должны
иметь разумные пределы, превышение которых ведет к нарушению равновесия в природе
и дисбалансу в экологических системах. Основной путь решения этой проблемы видится
в развитии безотходных производств.
Ежегодно в нашей стране образуется около 40 млн. т вторичных сырьевых ресурсов. Только в отраслях, перерабатывающих зерно (мукомольная, спиртовая, пивоваренная и крахмалопаточная), их образуется более 17 млн. т. При этом лишь на мукомольных
предприятиях побочные продукты используются на 97-99 %, а в спиртовой отрасли, из-за
низкого технического уровня цехов по переработке вторичных сурьевых ресурсов (ВСР),
мы теряем ценное кормовое сырье, часть которого попадает на поля фильтрации или
сбрасывается в водоемы, загрязняя окружающую среду.
Нами показано, что многие отходы и побочные продукты пищевой промышленности можно эффективно использовать в производстве кормовых дрожжей [1, 2].
При решении вопроса о вступлении России в ВТО одним из основных факторов будет сертификация предприятий по международному стандарту, гарантирующему соблюдение природоохранных норм на промышленных объектах в соответствии с требованиями этой организации.
Во ВНИИПБТ Россельхозакадемии разработаны высокоэффективные технологии,
обеспечивающие комплексную переработку зерна и сокращение образования ВСР в ре159
зультате их биотрансформации на пищевые и кормовые цели, создан широкий ассортимент продуктов, пищевых и кормовых добавок различного назначения [3]. Разработанные
технологии позволяют создавать высокотехнологичные комплексы замкнутого цикла по
переработке зернового сырья с более эффективной выработкой целевого продукта, экономией энергоносителей, капитальных затрат, производством пищевых и кормовых добавок
с различными функциональными свойствами [4].
Одной из таких технологий, внедренной на ряде спиртовых заводах России (в числе
которых ООО «Мариинский спиртовой комбинат» в Кемеровской области и ОАО «Иткульский спиртзавод» в Алтайском крае), является выращивание кормовых дрожжей на
зерновой барде, что позволяет получать продукт с высоким содержанием белка [5].
Увеличение количества общего протеина происходит в процессе синтеза дрожжевых
клеток в результате превращения азотистых веществ барды в протеин кормовых дрожжей.
Кормовые дрожжи, вырабатываемые на спиртовых заводах, содержат 43-54 % протеина на
сухое вещество, причем переваримость его достигает 83-85 %.
На основе микробной трансформации полупродуктов и ВСР спиртового производства создается биотехнология получения биологически активного препарата с высоким содержанием лизина, белка и витаминов; применение этого препарата в свиноводстве позволяет повысить сохранность молодняка, увеличить мясную продуктивность животных,
получать высококачественную мясную продукцию. Особенно эффективно использование
кормовых дрожжей в птицеводстве [6].
Повысить качество исходной питательной среды при культивировании кормовых
дрожжей на зерновой барде возможно за счет использования белкового потенциала ВСР
мукомольной, масложировой и других промышленностей.
Цель и задачи исследований
Целью исследований являлась разработка условий культивирования промышленного
штамма дрожжей Candida tropicalis СК-4 на питательной среде, приготовленной с использованием цельной зерновой барды и возможных для использования вторичных сырьевых
ресурсов мукомольной, масложировой и других промышленностей: отруби, шрот подсолнечный, жмых подсолнечный.
Материалы и методы исследований
Материалом для исследований были зерновая послеспиртовая барда различного состава; отруби из пшеницы; шрот подсолнечный; жмых подсолнечный; дрожжевая суспензия, выращенная на цельной барде; биомасса кормовых дрожжей Candida tropicalis СК-4,
после центрифугирования дрожжевой суспензии, полученной при выращивании на цельной зерновой барде.
Определение массовой доли сырого протеина и белка по Барнштейну проводили по
ГОСТ Р 55301-2012 «Дрожжи кормовые из зерновой барды» и ТУ 9291-224-00008064-98
«Дрожжи кормовые (СКДЦ) на цельной зерновой или зерно-картофельной барде».
Выращивание дрожжей проводили в лабораторных условиях в колбах на качалке.
В процессе дрожжегенерации контролировали температуру, величину рН, состояние
дрожжевых клеток (микроскопированием), количество дрожжевой биомассы определяли
весовым методом после центрифугирования [7].
Результаты исследований
В таблице 1 приведены результаты по определению кормовой ценности исходной
питательной среды при соотношении ВСР мукомольной промышленности (отруби) и
масложировой промышленности (шрот и жмых) и цельной барды 1:4.
160
Культивирование проводили при оптимальных параметрах, принятых в производственных условиях для штамма Candida tropicalis СК-4: рН 4,5-5,5; температура 36-38 0С,
длительность культивирования – 8-10 ч.
Таблица 1 – Состав питательной среды с использованием ВСР пищевой промышленности
Показатель
Цельная
барда
Массовая доля сухих веществ, %
Массовая доля сырого протеина, %
на АСВ
Массовая доля белка по Барнштей-ну,
% на АСВ
Цельная барда с добавлением
отрубей
6,5
25,3
7,0
32,5
шрота
подсолнечного
7,3
34,2
22,7
28,1
30,0
жмыха
подсолнечного
7,7
33,4
29,6
Состав дрожжевой суспензии, полученной путем конверсии цельной зерновой барды
с добавлением ВСР пищевой промышленности (отруби, шрот, жмых) приведен в таблице
2.
Таблица 2 – Результаты культивирования кормовых дрожжей
Состав дрожжевой
суспензии
Цельная зерновая барда /
Дрожжевая суспензия
(контроль)
Исходная среда с добавлением отрубей / Дрожжевая
суспензия
Исходная среда с добавлением шрота / Дрожжевая
суспензия
Исходная среда с добавлением жмыха / Дрожжевая
суспензия
Массовая доля
общих сухих
веществ, %
Массовая доля
сырого протеина,
% на АСВ
Массовая доля белка
по Барнштейну,
% на АСВ
6,5/5,6
25,3/36,2
22,7/28,3
7,0/6,3
32,5/38,0
28,1/33,4
7,3/6,5
34,2/41,9
30,0/36,8
7,7/6,8
33,4/41,3
29,6/36,3
Таким образом, наибольший прирост белка происходит на питательной среде с добавлением шрота подсолнечного, при этом массовая доля белка по сравнению с контрольным вариантом увеличивается на 30 %. В процессе дрожжегенерации было отмечено значительное уменьшение пенения дрожжевой суспензии при использовании подсолнечного
шрота и в большей степени – при использовании подсолнечного жмыха. Это объясняется
наличием в их составе жирных кислот.
Вывод
Определена возможность проведения микробной конверсии ВСР перерабатывающей
промышленности (отруби, шрот, жмых и др.) совместно с цельной зерновой бардой при
снижении норм расхода пеногасителей. Проведен подбор оптимального соотношения ВСР
и барды. Установлено оптимальное их соотношение 1:4. Массовая доля белка в дрожжевой биомассе возрастает на 30 %. При применении в процессе производства кормовых
дрожжей на цельной зерновой барде с добавлением ВСР пищевой промышленности возможен выпуск готового продукта в виде смеси кормовой с разработкой соответствующих
ТУ для конкретного завода. Выпуск готовой продукции «Смесь кормовая» предполагает
161
применение ставки НДС в размере 10 %. Проведение культивирования кормовых дрожжей на цельной зерновой барде с добавлением ВСР пищевой промышленности позволит
выпускать готовый кормовой продукт повышенного качества, при этом его себестоимость
снижается на 15 %.
Библиография
1. Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Комплексное использование отходов и
ВСР спиртовой отрасли в производстве кормовых дрожжей // Теоретические и практические основы совершенствования технологии спирта – М.: ВНИИПБТ, 2008. – 109 с.
2. Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Рациональное использование отходов и
ВСР спиртовой отрасли в технологии кормовых дрожжей // Экология промышленного производства. – 2007. – № 4. – С. 2.
3. Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Биотехнология кормовых дрожжей на основе микробной конверсии вторичных ресурсов спиртовой и масложировой промышленности //
Материалы докл. науч.-практ. конф. «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов». – Углич, 2009. – С.170-172.
4. Патент на изобретение №2203315 Способ производства белково-витаминного корма /
Л.В. Римарева, Т.И. Лозанская, Н.М. Худякова (зарегистрирован в Государственном реестре Российской Федерации 27 апреля 2003 г.)
5. Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Дрожжи кормовые из зерновой барды //
Комбикорма. – 2008. – № 3. – С. 69.
6. Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Производство кормовых дрожжей из зерновой барды и использование их в птицеводстве // Птица и птицепродукты. – 2008. – № 6. – С. 33.
7. Полыгалина Г.В. Технохимический контроль спиртового и ликероводочных производств
– М.: Колос, 1999. – 334 с.
УДК 577.359, 614.8
ЭФФЕКТИВНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
И.М. Центер, В.Б. Батоев
ФГБУН Байкальский институт природопользования СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия
Разработка эффективных методов обеззараживания поверхностей различного назначения являетсяважным аспектом для обеспечения биобезопасности пищевых предприятий
и медицинских учреждений. Обычно на практике для этих целей используют облучениеультрафиолетовым светом или обработку химическими реагентами – дезинфектантами. Сегодня перспективными являются комбинированные методы, например, при сочетании ультрафиолетового (УФ) излучения и высокочастотного ультразвука (УЗ).
Цель данной работы – разработка нового комбинированного способа обеззараживания поверхностей (на примере стекла) с использованием высокочастотного УЗ в сочетании с УФ-излучением KrCI-эксилампы.
В качестве модельного тест-организма использовали клетки и споры Bacillus cereus
(B. cereus). B. cereus, как известно, является условным патогеном, вызывающем пищевые
токсикоинфекции, а также близкородственным видом возбудителю сибирской язвы
B. anthracis. Источником высокочастотного УЗ служил генератор водного аэрозоля частотой 1,7 МГц. Вместо традиционной ртутной лампы с широким спектром излучения использовали современную KrCl-эксилампу, излучающую монохроматический бактерицидный свет при 222 нм [1].
В ходе исследования на исходную стерильную поверхность стекла наносили 20 мкл
водной суспензии клеток B. cereus и высушивали ее при 37ºC в течение 15 мин для получения биопленки с плотностью клеток 104 КОЕ/см2. Стекло с биопленкой помещали на
162
металлическую подложку, располагали ее над резервуаром со стерильной водой, подверглась воздействию высокочастотного ультразвука (1,7 МГц) с помощью УЗ генератора
водного аэрозоля. При этом генерируемые мелкодисперсные капли воды оседали на биопленку. Далее обеззараживаемую поверхность облучали при комнатной температуре под
выходным окном KrCl-эксилампы. После облучения клетки смывали со стекла, суспендировали в стерильной воде, высевали на агаризованные среды и инкубировали при 37°C в
течение 24 ч для подсчета выживших клеток.
В результате установлена оптимальная продолжительность последовательной УЗ- и
УФ-обработки поверхности для инактивации 100% клеток или спор B. cereus при исходной плотности 104 КОЕ/см2 (табл.).
Таблица 1 – Результаты испытаний комбинированного способа обеззараживания поверхности
стекла, зараженной клетками или спорами B. cereus
B. cereus
контроль
УЗ
Клетки
Споры
30
>60
Время для инактивации 100% клеток/спор, с
(доза УФ излучения, мДж/см2)
контроль
комбинированная
УФ
УЗ/УФ обработка
УЗ
УФ
88 (968)
15
15 (165)
106 (1166)
40
15 (165)
В контрольных экспериментах для достижения того же эффекта только УЗ или только УФ-обработкой требовалось более продолжительное время воздействия. Поскольку
споры являются устойчивыми, оптимальная продолжительность предварительной УЗобработки, была выше, чем в случае вегетативных клеток, и составила 40 с. Тем не менее,
в данном случае также установлен синергический бактерицидный эффект комбинированной (УЗ/УФ) обработки.
При создании мелкодисперсных капель воды в воздухе энергия высокочастотного
УЗ расходуется на создание стоячих волн, и вследствие этого возникает явление ультразвуковой кавитации, т.е. происходит разрыв жидкости в мини-пузырьках. При их схлопывании происходит гидроудар, при котором локально выделяется много энергии (локальная
температура повышается до 5000°К). Это явление (ультразвуковая кавитация) приводит к
генерации в воде гидроксильных радикалов [2]. Поэтому микрокапли воды, отрываясь с
поверхности воды, содержат гидроксильные радикалы, обладающие высокой реакционной
способностью. Попадая на клетки и споры, радикалы эффективно окисляют клеточную
мембрану и другие клеточные структуры. Если же после такой обработки эту же поверхность, зараженную клетками и спорами, подвергнуть облучению монохроматическим
УФ–излучением эксиламп, то возникает синергический эффект, превосходящий инактивирующий эффект, наблюдающийся при воздействии только мелкодисперсными каплями
воды, продуцируемыми высокочастотным УЗ–генератором аэрозоля, или же только обработкой узкополосным УФ–излучением эксиламп. Таким образом, происходит эффективное обеззараживание поверхности, надежность которого повышена за счет синергизма
бактерицидного действия активированных высокочастотным УЗ капель воды и монохроматического УФ–излучения в бактерицидном диапазоне.
Результат – уменьшение продолжительности УЗ–обработки поверхностей (в ~2 раза)
и затрачиваемых доз УФ–излучения (в 6–7 раз) при высокой эффективности обеззараживания и экологической безопасности. При этом обеспечивается эффект последействия в
силу отсутствия фотореактивации клеток.
Методом атомно-силовой микроскопии(АСМ) также визуализированы морфологические изменения клеток и спор B. cereus после комбинированной УЗ/УФ–обработки. По163
лученные снимки свидетельствуют о повреждении внешнихоболочек с последующим разрушением клеток и спор.
В результате проведенного исследования разработан способ комбинированного
обеззараживания поверхностей. Способ заключается в обработке поверхности, зараженной патогенной микрофлорой (в том числе спорами), мелкодисперсными каплями воды,
продуцируемыми высокочастотным УЗ–генератором аэрозоля и последующим облучением той же поверхности УФ излучением эксиламп, т.е. исходная поверхность сначала обрабатывается мелкодисперсным водным аэрозолем, содержащим гидроксильные радикалы, а затем облучается монохроматическим бактерицидным УФ–излучением эксиламп.
Предлагаемый способ не ограничен по типу и площади обеззараживаемой поверхности.
Поверхностью может служить практически любая поверхность, находящаяся в производственных и медицинских помещениях, офисах, частных домах и квартирах, транспорте.
Преимуществами предлагаемого способа являются высокая надежность, сокращение времени облучения и необходимой дозы УФ–излучения для достижения 100%-ного эффекта
обеззараживания и простота технологии обеззараживания, не требующая наличия стерилизационных камер и использования дополнительных реагентов. Высокочастотные УЗ–
генераторы водного аэрозоля являются распространенным и недорогим оборудованием.
Это обеспечивает возможность его применения и в чрезвычайных ситуациях, когда требуется немедленная дезинфекция зараженных поверхностей большой площади. По
результатам исследования подана заявка на патент РФ.
Библиография
1. Матафонова Г.Г., Центер И.М., Цырендоржиев Д.С. и др. Фотокаталитическое обеззараживание стекла с использованием эксилампы // Дезинфекция. Антисептика. – 2012. – № 2 (10). –
С. 17–20.
2. Koda S. Miyamoto M., Toma M. et al. Inactivation of Escherichia coli and Streptococcus
mutans by ultrasound at 500 kHz // Ultrasonics Sonochemistry. – 2009. – N 16. – P. 655–659.
ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ
КОЖЕВЕННОЙ И МЕХОВОЙ ОТРАСЛИ
С.О. Цыденова, Ю.А. Белобородова, Е.Г. Леонова, Дм.В. Шалбуев
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Технологические процессы кожевенно-мехового производства, даже при использовании современных малоотходных технологий, неизбежно связаны с образованием белоксодержащих отходов, в том числе и недубленых. В настоящее время известны различные
способы переработки кожевенных и меховых отходов, а также получение из них органических продуктов типа желатина, белкового гидролизата, клея, продуктов растворения
коллагена (ПРК) и др. Данные биоматериалы являются результатом деструкции коллагеновых волокон соединительных тканей животных, они отличаются молекулярной массой,
структурой, свойствами и областью применения.
Например, желатин издавна используют в пищевой промышленности, а в настоящее
время – в медицине в виде лекарственных пленок, для лечения суставов, в фармакологии –
для производства капсул и суппозиториев.
Белковый гидролизат используют для выделки кожи и меха при отмоке, золении, а
также для получения биологически расщепляемых поверхностно активных веществ,
моющих средств, шампуней. Технология получения белкового гидролизата включает следующие процессы: обеззоливание мездры, промывка в воде, термообработка в содовом
растворе, растворение мездры путем кипячения в щелочном растворе, отстаивание рас164
твора с образованием трех слоев: мыльного ядра, белкового гидролизата и нерастворимых
частиц белковых веществ; удаление мыльного ядра с поверхности раствора; фильтрование
гидролизата через плотный фильтр [1].
Клей, полученный из дермальной ткани шкур животных, применяют в строительстве, авиационной, мебельной, бумажной, текстильной промышленности и в быту. Сырьем
для получения клея являются мездра, обрезь и придатки шкур кожевенного и мехового
сырья, жилы и сухожилия, некондиционное сырье. Технология получения клея включает
следующие операции: получение и обработку клеевых бульонов, дальнейшую их очистку,
концентрирование, получение сухого клея.
ПРК применяют в медицине, косметологии, пищевой промышленности, для отделки
мехового полуфабриката. ПРК получают из дермы шкур крупного рогатого скота, которую обрабатывают (классический способ) в щелочно-солевом растворе для разрушения
щелочелабильных связей, затем промывают в воде для удаления несвязанной щелочи с
поверхности шкуры, проводят нейтрализацию, промывку до полного удаления солей и
растворяют в кислотном агенте для разрушения кислотолабильных связей и выделения
коллагена.
Перспективным методом переработки отходов кожевенной и меховой отрасли является получение огнестойкого термопластичного материала, который может быть использован при производстве, например, пластмасс. Технологический процесс основан на обработке кожевенных отходов, образующихся в процессе строгания полуфабриката после
хромового дубления в три этапа. Для этого отходы вводят в реакционную среду, состоящую из серной кислоты, смесь доводят до кипения, добавляют алюмокалиевые или алюмоаммониевые квасцы, затем сушат до удаления воды [1].
Интерес представляет продукт в виде кожевенного порошка, технология получения
которого включает замачивание в водной среде кожевенных отходов с добавлением гидролизующего агента, с последующей сушкой и измельчением. В результате использования данного метода снижается энергопотребление в процессе сушки материала, а введенный гидролизирующий агент ускоряет разволокнение кожи вследствие химического воздействия на дубильный комплекс, что приводит к резкому увеличению производительности способа [2].
Существует способ получения корма для собак из нижнего некондиционного слоя
после двоения голья или отходов, полученных в результате контурирования, путем тепловой и формующей обработки. Данный корм обеспечивает расширение ассортимента корма
для собак, укрепляет и очищает зубы от налета и камней, а также формирует правильный
прикус собак [3].
Известен способ создания коллагенсодержащего продукта медицинского назначения, представляющего собой гелеобразную массу с рН 2,5-3,5, полученную из шкуры северного оленя, в состав которой входит коллаген с ММ 2,0-20 кДа в количестве не менее
80% [4]. Некоторые авторы рассматривают возможность применения коллагенсодержащих материалов в качестве коллагеновых пленок для офтальмологии; губок для покрытия
ран и ожогов; капсул и таблеток с различными наполнителями для перорального введения; коллагеновых гелей для регулируемой подачи препаратов через кожу; наночастиц
для иммобилизации ферментов, производных для трансгенной инженерии; индукторов
толерантности для лечения ревматоидного артрита; биоконструкционного материала для
тканевой инженерии и др.
Одним из перспективных методов переработки отходов кожевенной и меховой отрасли является предложенная авторами настоящей статьи технология. Она предполагает
постадийную щелочную, щелочно-солевую и кислотную обработку кожевенно-меховых
отходов или некондиционного сырья и отличается тем, что на стадии кислотного растворения авторы вместо агрессивных кислот используют вторичные продукты молочной
промышленности: КМК1 – композиция, полученная культивированием кефирной закваски
165
на обезжиренном молоке; КМК2 – композиция, полученная культивированием кефирной
закваски на молочной сыворотке; КМК3 – композиция, полученная культивированием курунговой закваски на обезжиренном молоке; КМК4 – композиция, полученная культивированием курунговой закваски на молочной сыворотке [5]. В результате такой обработки
получают продукты растворения коллагена и пленки на их основе, способные регенерировать кожевую ткань, повышать прочность строительных материалов, повышать качество
кожевенно-меховой продукции, применять как основу для получения белковых оболочек
в пищевой промышленности и как омолаживающее средство в косметологии.
Данная технология соответствует принципу «3R» (Reduce – сокращение, Reuse – повторное использование, Recycle – использование в качестве вторичных ресурсов) и является актуальной в рамках устойчивого развития легкой промышленности России.
Библиография
1. Пат. № 2024616 Способ переработки кожевенных отходов в огнестойкий материал /
П.А. Глубиш. – 15.12.1994.
2. Пат. № 2041264 Способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок /
В.В. Самонин, Ю.В. Богданов. – 09.08.1995.
3. Пат. № 2175197 Корм для собак из отходов кожевенного производства / М.Ю.Холодков. –
27.10.2001.
4. Пат. № 2240818 Коллагенсодержащий продукт медицинского назначения «кололень» и
способ его получения / В.В. Хван, А.В. Костин. – 27.11.2004.
5. Пат. № 2486258 Способ получения продуктов растворения коллагена / Е.В. Жарникова,
Дм.В. Шалбуев. – Опубл. 27.06.2013. – Бюл. № 18.
ФОРМИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КЛАСТЕРА
В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
Т.А. Шалашникова
Кяхтинский филиал ГАОУ СПО «Байкальский базовый медицинский колледж МЗ РБ»
г. Кяхта, Россия
Здравоохранение представляет собой особую сферу деятельности по обеспечению
прав граждан на охрану здоровья, являющегося достоянием нации, и в связи с этим остается приоритетным в политической, экономической и социальной жизни государства и
общества.
В условиях реформирования здравоохранения одной из приоритетных задач является повышение качества медицинской помощи. Медицинское образование является одним
из факторов, влияющих на качество оказания медицинской помощи и на общественное
здоровье, поэтому вопросы качества подготовки персонала рассматриваются как совокупность существенных свойств профессионала – медицинского работника. Реформа здравоохранения требует такой реорганизации среднего медицинского образования, которая
включает разработку системы контроля качества, оптимизацию образования, совершенствование программ обучения, развитие стандартов и алгоритмов медицинской практики.
Главной задачей в современных условиях реформирования практического здравоохранения и профессионального образования является подготовка компетентных специалистов, которые способны применять свои знания на практике в изменяющихся условиях
и чья основная компетенция заключается в умении включаться в постоянное совершенствование медицинской подготовки на протяжении всей профессиональной деятельности.
Успешное решение задач, вставших перед здравоохранением в новых экономических условиях, возможно главным образом посредством более эффективного обучения, которое
зависит от компетентности и подготовки медицинских кадров для лечебнопрофилактических учреждений.
166
Одной из важных задач отечественного здравоохранения является включение в
стандарты медицинской помощи наиболее эффективных и качественных современных
медицинских технологий, которое представляет собой реализацию процесса активного
инновационного развития медицины. По прогнозам экспертов, в ближайшее десятилетие
страны с развитой экономикой полностью сменят технологический уклад и перейдут на
использование новейших достижений в области биомедицины, информатики, биотехнологий и нанотехнологий.
В «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» говорится о необходимости обеспечения качественного
прорыва в системе здравоохранения, который должны обеспечить инновационные разработки в сфере профилактики, диагностики и лечения заболеваний (включая восстановительное лечение), а также в области подготовки квалифицированных медицинских кадров.
В современных условиях реформирования практического здравоохранения и профессионального образования является подготовка компетентных специалистов, которые
способны применять свои знания на практике в изменяющихся условиях и чья основная
компетенция заключается в умении включаться в постоянное совершенствование медицинской подготовки на протяжении всей профессиональной деятельности. Успешное решение задач, вставших перед здравоохранением в новых экономических условиях, возможно главным образом посредством более эффективного обучения, которое зависит от
компетентности и подготовки медицинских кадров для лечебно-профилактических учреждений.
В целях повышения эффективности реализации государственной политики в области
образования Республики Бурятия, повышения качества подготовки квалифицированных
кадров, эффективного использования материальных, финансовых ресурсов, педагогического потенциала работников государственных бюджетных образовательных учреждений
среднего профессионального образования Правительство Республики Бурятия вынесло
Постановление № 127 от 15 марта 2012 года, согласно которому произошла реорганизация
государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения Республики Бурятия» путем присоединения к нему ГБОУ СПО «Кяхтинский медицинский колледж».
Реорганизация учреждения была проведена в рамках общей идеи реформирования
(модернизации) системы образования, в частности, в вопросе оптимизации сети. Процесс
оптимизации образовательной сети продиктован необходимостью создания условий организации образовательного процесса согласно современным требованиям, отраженным в
Федеральном государственном образовательном стандарте.
После оптимизации проведена определенная работа по дальнейшему развитию филиала колледжа по обеспечению современной образовательной траектории по формированию образовательного кластера в области биотехнологии: ВСГУТУ и ГАОУ СПО «Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения Республики Бурятия» Кяхтинский филиал. Для образования данного кластера в области биотехнологии в
учебных заведениях имеются все необходимые условия.
Из всех отраслей промышленности биотехнологии чаще всего применяются в медицине. В фармацевтической промышленности – для производства антибиотиков, иммунобиологических препаратов, генно-инженерных лечебно-профилактических препаратов,
для производства энзимов, биологически активных веществ и других медицинских препаратов. Важным направлением биотехнологий в медицине является использование биотехнологий для реконструкции тканей и органов человека с использованием стволовых клеток. Из перспективных направлений является использование нанотехнологий в медицинских целях, создание новых носителей и средств целевой доставки лекарственных препаратов. Новые биологические технологии используются в диагностике и лечении сердечно167
сосудистых, онкологических, аллергических и эндокринных заболеваниях. Студенты медицинского колледжа имеют основы этих знаний при освоении основной профессиональной образовательной программы по специальности.
Одним из приоритетов, направленных на достижение этой цели, является подготовка
специалистов нового поколения. В этом направлении уже имеются результаты совместной
работы. Выпускники колледжа, имеющие среднее профессиональное образование, повышают уровень своего образования, поступая в университет на факультет биотехнологии
на третий курс обучения. Тем самым решается кадровый вопрос здравоохранения по опережающей подготовке квалифицированных медицинских кадров, носителей технологий.
При создании данного образовательного кластера следует также учитывать приграничное расположение Кяхтинского филиала и международное сотрудничество колледжа с
Монголией в области обучения иностранных граждан.
Таким образом, образовательный кластер предполагает инновационное развитие
учебных заведений с опережающей подготовкой квалифицированных кадров и медицинских работников, с креативным характером образования как одного из решений государственной программы развития здравоохранения. Результатом деятельности кластера является реализация программ модернизации здравоохранения с акцентом на разработку и
внедрение современных лечебно-диагностических технологий, оборудования и лекарственных препаратов, подготовку медицинских кадров на основе новых образовательных
стандартов, а также совершенствование качества медицинской помощи населению, что
возможно лишь в условиях инновационной модели развития потенциала здравоохранения
России.
УДК 675;81:637;146.4
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
КАК ПЕРВЫЙ ШАГ К СОЗДАНИЮ «ЗЕЛЕНОЙ» ЭКОНОМИКИ
Дм.В. Шалбуев
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Доступность экологически чистых технологий по-прежнему является центральным
аспектом глобального перехода к ресурсоэффективной, «зеленой» экономике. Во многих
случаях замена устаревших технологий современными устойчивыми альтернативами может обеспечить экономию средств, улучшение здоровья человека и в то же время благоприятно сказаться на состоянии окружающей среды.
Современные или типовые технологии, применяемые при переработке кожевенномехового сырья, обусловливают образование сильнокислых сточных вод после процесса
пикелевания, в то время, как рН сточных вод, поступающих в водоемы рыбохозяйственной категории должен быть в пределах 6,5-8,5. Также следует отметить высокую минерализованность сточных вод после технологических процессов, так как средний расход хлорида натрия составляет 40 г/дм3, а степень его отработки – не более 10%. Кроме того, современные технологии выполнения процесса пикелевания предусматривают проведение
партионной обработки, что является причиной значительного водопотребления и, соответственно, водоотведения.
Применение новых направлений обработки кожевенно-мехового сырья, позволяет
значительно сократить поступление загрязняющих веществ в нативные водные объекты.
Анализируя современные тенденции совершенствования методов проведения подготовительных процессов переработки овчинно-шубного сырья, можно выделить несколько основных направлений: разработка новых способов внедрения обрабатывающих составов в
кожевую ткань коллагенсодержащего сырья; создание новых препаратов, прежде всего
168
синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) и ферментов; проектирование
нового оборудования. Однако использование отмеченных ранее способов в большинстве
своем не позволяет значительно снизить уровень токсического загрязнения (УТЗ) сточных вод при существующих методах их очистки. Наиболее перспективными методами,
позволяющими изначально снизить степень загрязнения отработанных стоков при сохранении качественных характеристик готовой продукции, являются экобиотехнологический, основанный на традициях бурятского и эвенкийского народов, проживающих на
современных территориях Республики Бурятия (Россия) и Монголии.
На рубеже XIX-XX вв. буряты обрабатывали кожу и мех различными способами, в
зависимости от ее качества и назначения. Наиболее широко используемым материалом
при выделке кожевенного и мехового сырья являлись кисломолочные продукты, представляющие собой суспензии, включающие молочную кислоту, кисломолочные микроорганизмы и ферменты, продуцируемые ими. Перед нанесением на кожевую ткань кисломолочной композиции овчину прикрепляли высоко к стене, сильно натягивали и водили по
ней скребком. В результате, кожевая ткань растягивалась и размягчалась. Затем овчину
мыли для удаления лишнего жира и придания ей более белого цвета, и сушили два дня. На
третий день овчину размягчали кислым молоком. Когда кожевая ткань овчины становилась мягкой, ее скребли скребком и подвесив на шестах сушили. После чего вновь смазывали кислым молоком, заворачивали на ночь и оставляли в юрте до утра [1, 2].
Экобиотехнологический способ заключается в обработке сырья бактериальной суспензией и/или кисломолочными композициями, содержащими прокариотические организмы и комплекс экзоферментов, продуцируемых этими культурами при определенных
внешних параметрах. Бессточный метод основан на использовании уникального состава,
позволяющего совместить процессы дубления-жирования кожевой ткани меховой овчины
при значительной минимизации поступления трехвалентного хрома в сточные воды, увеличении на 5-10% выхода готовой продукции, снижении расхода химматериалов в 3-5 раз и
электроэнергии, а также позволяет регулировать степень продубленности овчинношубного полуфабриката [3].
Целью данной публикации является представление результатов по разработке
принципиально нового экобиотехнологического способа переработки коллагенсодержащего сырья на основе использования отходов молочной промышленности, продуктов
жизнедеятельности микроорганизмов и намазного метода хромового дубленияжирования.
Разработанная технология позволяет оптимально удалять жировые вещества с поверхности волосяного покрова и кожевой ткани овчины, разделять микроструктуру дермы
на более мелкие структурные элементы, а также совмещать проведение процессов дубления и жирования, что значительно сократит их продолжительность, расход химматериалов, снизит уровень негативного воздействия и даст возможность получить продукцию,
соответствующую нормативным требованиям.
В результате разработки экобиотехнологического метода проведения подготовительных и пикельно-дубильных процессов достигается: уменьшение расхода химматериалов в 3-5 раз; возможность регулирования степени продубленности овчинно-шубного полуфабриката; увеличение выхода полуфабриката по площади на 5-10%; исключение загрязнения сточных вод солями хрома, жирами, формальдегидом, карбонатом и хлоридом
натрия; сокращение расхода СПАВ с 8,0-6,0 до 0,5- 1,0 г/дм3, снижение уровня токсического загрязнения сточных вод; улучшение качества кожевой ткани и волосяного покрова
готовой продукции; возможность проведения некоторых этапов переработки кожевенномехового сырья на малых предприятиях без использования специального оборудования.
169
УДК 655.537.578.08
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОВОЛНОВОЙ ЭКСТРАКЦИИ
ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
В.Г. Ширеторова
Байкальский институт природопользования СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия
Биологически активные соединения в лекарственных растениях содержатся в малых
концентрациях. В связи с этим, очень важной задачей является разработка эффективных
методов их извлечения. Традиционные методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья характеризуются значительными затратами времени, растворителей и электроэнергии, недостаточной полнотой извлечения целевых компонентов,
длительный нагрев оказывает неблагоприятное влияние на термолабильные соединения и
их биологическую активность. Для выделения эфирных масел наиболее широко используются методы гидро- и пародистилляции, в которых продолжительная термическая обработка способствует окислительным и конденсационным превращениям терпеноидов. Более современные методы экстракции также имеют свои недостатки: СО2-экстракция отличается сложностью аппаратурного оформления и высокой себестоимостью, УЗэкстракция продолжительна и не обеспечивает достаточную полноту извлечения целевых
компонентов.
Интенсификация процессов экстракции при получении и производстве биологически
активных препаратов позволит усовершенствовать технологический процесс этой стадии
производства, рационально использовать ценное лекарственное сырье, повысить эффективность извлечения экстрактивных веществ, а также во многих случаях повысить активность получаемых препаратов.
В связи с этим большое значение имеют разработки ускоренных технологий выделения биологически активных веществ, к которым относятся методики, использующие в качестве энергоносителя микроволновое излучение. Доказано, что воздействие микроволновой энергии приводит к значительной интенсификации химических процессов, поэтому
микроволновое излучение уже применяют как источник энергии в химической, нефтехимической и нефтяной отраслях промышленности и агропромышленном комплексе [1].
Преимущества такой технологии для экстракционных процессов определяются особенностями микроволнового нагрева, которые способствуют ускорению массообменных процессов и уменьшают распад термолабильных компонентов биологически активных веществ растений в связи с минимизацией времени нагрева растительного материала. При
этом разрушение прочных связей ценных компонентов с субклеточными структурами позволит увеличить их извлечение.
Несмотря на широкое применение микроволнового нагрева во многих областях исследований только совсем недавно его начали применять для экстракции компонентов из
растительного сырья [2]. Микроволновая экстракция – область исследований, которая дала сильный толчок во многих областях современной химии. Так, в ряде работ по выделению эфирных масел отмечается появление методик микроволновой гидро- и пародистилляции, микроволновой вакуумной гидродистилляции, микроволновой экстракции без растворителей и др. [3, 4]. Отмечаются такие преимущества выделения эфирных масел с
применением микроволновой энергии, как отсутствие контакта растительного материала с
нагревательным элементом, более эффективный и быстрый нагрев, лучший контроль и
управление процессом, более высокий выход, меньшая себестоимость. Исследования в
области выделения антиоксидантов из растений [5], фенольных соединений [6], танинов
[7] и сапонинов [8] также отмечают данные преимущества, и, кроме того, увеличение антиоксидантной, антирадикальной и фунгицидной активностей выделенных компонентов в
сравнении с традиционными методами получения.
170
В России работы по микроволновой экстракции ценных компонентов из лекарственного растительного сырья носят единичный характер [9, 10]. В данных работах также показаны преимущества применения микроволнового нагрева. Перспективность исследований в области микроволновой экстракции биологически активных компонентов из растительного сырья в связи с активным переходом на принципы «зеленой химии», энерго- и
ресурсосбережение несомненна, в связи с чем наблюдается устойчивый рост интереса к
подобным работам и появление новых технических решений для их широкого внедрения
в промышленность.
Совместно с соавторами из Восточно-Сибирского государственного университета
технологий и управления были разработаны физико-химические и технологические основы микроволновой экстракции липидов из ядер и полифенольных соединений [11, 12] из
скорлупы семян сосны сибирской этанолом, водно-спиртовыми и водными растворами.
Определены диэлектрическая проницаемость ε’ и фактор потерь ε’’ кедрового масла и
этилового спирта в процессе экстракции при частоте 2450 МГц при различных температурах с помощью волноводного метода короткого замыкания. Установлено снижение диэлектрической проницаемости спирта этилового под воздействием ЭМП СВЧ с 25,4 (в
обычных условиях) до 2,4 при 50оС [13]. Рассчитаны коэффициенты диффузии и массоотдачи, определены диффузионные критерии Bi и Fo (Био и Фурье), а также характеристические постоянные, которые позволили рассчитать необходимую мощность СВЧэнергоподвода, величину массоотдачи при заданных параметрах процесса экстракции и
разработать оптимальные условия экстракции кедрового масла.
Теоретические исследования легли в основу разработанной энерго- и ресурсосберегающей технологии комплексной переработки семян сосен сибирской и корейской с получением масел кедрового и эфирного, белкового концентрата, дубильных веществ и
сорбентов из скорлупы.
Библиография
1. Рахманкулов Д.Л. [и др.]. Микроволновое излучение и интенсификация химических процессов. – М.: Химия, 2003. – 220 с.
2. Mandal V., Mohan Y., Hemalatha S. Microwave Assisted Extraction – An Innovative and
Promising Extraction Tool for Medicinal Plant Research // Pharmacognosy Reviews. – 2007, Jan-May. –
Vol. 1, Issue I. – Р. 7-18.
3. Cardoso-Ugarte G.A., Juárez-Becerra G.P., Sosa-Morales M.E. Microwave-assisted Extraction
of Essential Oils from Herbs // Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. – 2013. – N 47
(1). – Р. 63-72.
4. Kokolakis A.K., Golfinopoulos S.K. Microwave-Assisted Techniques (MATs); a Quick Way to
Extract a Fragrance: A Review // Natural Products Communications. – 2013. – Vol. 8, N 10. – Р. 14931504.
5. Afoakwah A.N. etc. Microwave Assisted Extraction (MAE) of Antioxidant Constituents in
Plant Materials // G.J.B.B. – 2012. – Vol. 1 (2). – Р. 132-140.
6. Gallo M. etc. Microwave Assisted Extraction of Phenolic Compounds fromFour Different Spices // Molecules. – 2010. –N 1. – Р. 6365-6374.
7. Zhe-xiong Jin etc. Microwave-assisted extraction of tannins from Chinese herb Agrimonia
pilosa Ledeb // Journal of Medicinal Plants Research. – Vol. 4 (21). – Р. 2229-2234.
8. Kerem Z. etc. Microwave-assisted extraction of bioactive saponins from chickpea (Cicer
arietinum L) // J Sci Food Agric. – 2005. – N 85. – Р. 406–412.
9. Cысоева Е.В. Cвойства водных извлечений и меланинов чаги, полученных с применением СВЧ: дис. ... канд. фарм.наук. – Казань, 2011. – 157 с.
10. Гребенюк С.М., Губиев Ю.К., Назаров С.М. и др. СВЧ-экстракция полезных веществ из
растительного сырья // Известия вузов. Пищевая технология. – 1987. – № 4. – С. 77-80.
11. Хантургаев А.Г. [и др.]. Получение кедрового масла из семян сосны сибирской экстракцией этиловым спиртом // Известия вузов. Пищевая технология. – 2003. – № 1. – С. 34-37.
171
12. Пат. РФ № 2351641 Способ получения экстрактивных веществ из скорлупы семян сосны сибирской / А.В. Залуцкий, Т.И. Котова, В.Г. Ширеторова и др. – Заяв. №2007129456 от
31.07.2007, Б.И. №10 от 10.04.2009.
13. Хантургаев А.Г., Бадмацыренов Б.В., Ширеторова В.Г. и др. Кинетика извлечения кедрового масла спиртом этиловым в электромагнитном поле СВЧ // Известия вузов. Пищевая технология. – 2007. – № 1. – С. 67-69.
УДК 637.136.5
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЗЕИНОВЫХ
ФОСФОПЕПТИДОВ
А.В. Щёкотова, И.С. Хамагаева
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
В последнее десятилетие состояние здоровья населения России ухудшилось: сокращается средняя продолжительность жизни, возросли общая заболеваемость и смертность.
У большей части детского и взрослого населения выявлены нарушения питания, обусловленные как плохой микроэкологией кишечника, так и недостаточным потреблением пищевых веществ, в первую очередь витаминов, макро- и микроэлементов (кальция, йода,
железа и др). Так, дефицит железа приводит к развитию железодефицитной анемии.
Известно, что железо в организме может всасываться только в виде Fe2+. Однако
двухвалентное железо подвергается быстрому химическому окислению, переходя в нерастворимую, неусвояемую организмом трехвалентную форму. Для сохранения биодоступности железа привлекательной представляется роль хелатирующих «агентов», которые
способствуют солюбилизации минералов, сохраняя их в растворимом состоянии.
Одним из представителей такого рода хелаторов являются казеиновые фосфопептиды (СРРs). СРРs – это фосфолированные нанопептиды, образующиеся из казеинов коровьего молока при их переваривании пищеварительными протеиназами.
Известно, что металлосвязывающая способность СРРs зависит от степени фосфорилирования, которая, в свою очередь, связана с типом казеина и способом ферментативного
гидролиза. В зависимости от физико-химических параметров гидролиза полученные СРРs
могут иметь как разную структуру, так и разные биологические свойства.
Цель работы – определить оптимальные условия получения казеиновых фосфопептидов с высокой железосвязывающей способностью.
В результате проведенных исследований нами изучались молекулярно-массовые
распределения и последовательности пептидных фракций в составе водного раствора казеиновых фосфопептидов, выделенных различными способами.
При получении казеиновых фосфопептидов применяли схему одностадийного гидролиза казеината Na с использованием пепсина, трипсина, химозина и химотрипсина при
разной продолжительности гидролиза и соответствующих для каждого фермента значениях рН. Получение гидролизатов проводили при разных условиях взаимодействия фермент:субстрат – 1:50, 1:100, 1: 200, 1:400. В результате исследований было определено оптимальное время гидролиза выделения казеиновых фосфопептидов. Установлено, что для
большинства ферментов при соотношении фермент:субстрат 1:(200-400) для ферментации
достаточно 4-6 ч, в дальнейшем не наблюдается увеличения степени гидролиза. Исключением является трипсин – максимальная глубина его гидролиза достигалась уже через 4 ч
при соотношении фермент: субстрат 1:100.
Данные по изменению молекулярно-массового распределения пептидных фракций в
составе ферментолизатов (табл.) показали, что максимальное содержание низкомолекулярных структур и отдельных аминокислот, с которыми связываются катионы железа, об172
разовывалось при проведении гидролиза ферментом трипсином. Что касается пепсина и
химотрипсина, то полученные гидролизаты при достаточно хорошей скорости гидролиза
имели весьма близкий качественный состав: наиболее велико было количество пептидов с
м.м. 11,0-2,1 кД. При гидролизе химозином фрагменты с м.м. менее 2,8 кД вообще не обнаружены (см. табл.).
Таблица – Молекулярно-массовое распределение фракций в составе ферментолизатов
при проведение гидролиза разными ферментами
Пределы
молекулярных масс,
кД
>20
20,1-18,7
18,7-12,5
12,5-11,0
11,0-5,1
5,1-2,8
Ферменты
пепсин
трипсин
химозин
химотрипсин
10,5
9,2
7,6
15,7
19,5
14,4
---5,7
15,4
13,2
17,0
20,5
22,6
18,4
16,7
11,8
9,4
7,3
4,2
13,1
12,7
21,4
14,1
x104
3.0
Intens. [a.u.]
1140.944
2.5
x104
1.50
977.622
1.25
2.0
1.00
1.5
0.75
1.0
0.50
1408.165
0.5
902.638
1252.728
0.25
2172.321
1418.805
1625.233
2763.730
2347.804
0.0
0.00
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1000
2000
2500
3000
Intens. [a.u.]
1140.865
3500
m/z
б
1881.273
5000
1500
m/z
а
Intens. [a.u.]
Intens. [a.u.]
Для более детального анализа пептидных профилей гидролизатов использовали метод масс-спектрометрии MALDI (рис.).
x105
1.2
1141.006
1.0
4000
0.8
3000
927.647
0.6
1352.023
2000
0.4
1408.247
1000
0.2
902.693
1625.331
2347.942 2764.325
0
1000
1500
2000
2500
3000
0.0
3500
1000
m/z
в
1500
2000
г
Рисунок – Масс-спектры гидролизатов:
а – трипсина; б – пепсина; в – химозина; г – химотрипсина
173
2500
3000
3500
m/z
Анализ спектров свидетельствует, что в гидролизате казеина, полученного под действием трипсина, присутствует максимальное количество пептидов, имеющих сходную
аминокислотную последовательность, где три фосфосериновых остатка соседствуют с
двумя остатками глутаминовый кислоты. Эти фосфопептиды связывают катионы железа и
поддерживают его в растворенном состоянии.
В результате проведенных исследований был модифицирован способ выделения
СРРs, позволяющий получить максимальное содержание низкомолекулярных металлоорганических комплексов казеиновых пептидов с железом. Было установлено, казеиновые
фосфопептиды, связанные с катионами железа, представляют собой упакованную определенным образом полипептидную наноцепь. Такая наночастица будет легко проникать
внутрь клеток, освобождая минерал именно там, где это необходимо, защищая его при
этом от окисления и взаимодействия с другими элементами в желудке.
На основании полученных результатов разработан бионанотехнологический способ
получения железосодержащих биологически активных добавок на основе биомассы пробиотических микроорганизмов, содержащих металлоорганический нанокомплекс казеиновых фосфопептидов с катионами железа в хелатированной форме. Использование казеиновых фосфопептидов как наноупаковки для железа позволяет повысить качество и
функциональные свойства железосодержащих препаратов, практически исключить появления побочных эффектов при приеме БАД, обеспечить высокий спрос и конкурентные
преимущества выпускаемой продукции.
УДК 602.42:579.852.11
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ КУЛЬТУРЫ
МИКРООРГАНИЗМОВ BACILLUS LICHENIFORMIS
М.Т. Хамашкеева, А.Т. Бубеев, В.Ж. Цыренов
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
г. Улан-Удэ, Россия
Лигноцеллюлозные материалы являются перспективным ресурсом для получения
возобновляемой биоэнергии и продуктов ферментации [1]. Целью использования целлюлозосодержащего сырья являются сахара, которые можно получить с помощью гидролиза.
Ферментативный гидролиз такого сырья выгодно превосходит кислотный или щелочной,
поскольку позволяет осуществить это в более мягких условиях без ущерба для окружающей среды [2]. Целлюлолитические ферменты, которые получают сегодня, можно разделить на 3 группы: эндоглюканазы, целлобиогидролазы и р-глюкозидазы.
В качестве продуцентов в промышленности для получения целлюлозолитических
ферментов в первую очередь стали использовать плесневые грибы, так как они способны
секретировать ферменты в питательную среду, что позволяет легко и удобно их получать.
Среди таких плесневых грибов наиболее распространенными и изученными являются
грибы рода Trichoderma spp. и Aspergillus spp., так как продуктами их жизнедеятельности
являются все три типа ферментов. Тем не менее, бактериальные целлюлозолитические
ферменты имеют ряд преимуществ. Во-первых, бактерии обладают более высокими темпами роста в отличие от грибов, для получения высокой плотности клеток можно использовать недорогие субстраты. Во-вторых, система экспрессии ферментов бактерий является
более удобной. В-третьих, бактерии не только не погибают в экстремальных условиях, но
еще и способны секретировать ферменты, которые стабильны при высоких значениях
температуры, низких или высоких значениях рН.
Описан ряд бактерий, обладающих целлюлозолитической активностью, такие как
Bacillus, Clostridium, Cellulomonas, Rumminococcus, Alteromonas, Acetivibrio и Bacteriodes.
Среди них вид Bacillus обладает способностью производить различные внеклеточные цел174
люлозолитические ферменты. Bacillus licheniformis – факультативный аэроб, грамположителен, образует эндоспоры, который широко используется в крупномасштабном коммерческом производстве ферментов, поскольку может секретировать белок в больших количествах до 20-25 г/л.
В настоящий момент опубликовано множество работ по выделению бактерий Bacillus licheniformis, обладающих целлюлозолитической активностью, из почвы, измельченной бумаги, экскрементов свиней и горячих источников. Тем не менее, о выделении целлюлозолитической бактерии Bacillus licheniformis из навоза крупного рогатого скота ранее
не сообщалось.
Проведен скрининг микроорганизмов, обладающих целлюлозолитической активностью, выделенных из навоза крупного рогатого скота. Были выделены 18 изолятов аэробного и анаэробного типа дыхания культур микроорганизмов, осуществляющих рост на
питательной среде с добавлением целлюлозы. Наиболее высокой активностью обладают
бактерии аэробного типа дыхания. Образование колоний аэробными бактериями на питательной среде Гетчинсона [3] (г/дм3: целлюлоза (кусочки фильтровальной бумаги) – 10,
КаНОз – 2,5, К2НРО4 – 1, MgS04-7H20 – 0,3, NaCl - 0,1, СаСОз – 0,1, РеСЬ-бНгО – 0,01,
рН 7,2-7,3) наблюдается на 4-5 сут, а на питательной среде Ишменецкого (для анаэробных
бактерий) (г/дм3 КаМН4Р04 – 1,5; К2НРО4 – 0,5; КН2РО4 – 0,5; MgS04 ■ 7Н2О – 0,4; NaCl –
0,1; MnS04 • 4Н2О – следы; FeS04 • 7Н2О – следы; СаСОз – 2,0; пептон – 5,0; рН 7,0–7,2.) –
на 5-7 сут. Данный факт позволяет сделать предположение, что аэробные культуры микроорганизмов значительно быстрее продуцируют комплекс целлюлозолитических ферментов и соответственно быстрее используют источник целлюлозы, как единственный
субстрат для образования энергии, необходимой для жизнедеятельности.
В результате отобрано 5 бактериальных штаммов аэробного типа дыхания. Изучение
целлюлозолитической активности (по фильтровальной бумаге) отобранных штаммов по
методу Шомоди - Нельсона [4] показало, что наиболее активными являются штаммы 1, 3.
Изучение морфологических и культуральных признаков выделенных культур показало, что штаммы принадлежат к аэробным спорообразующим бактериям, предположительно рода Bacillus, образующие эллиптические эндоспоры, раздувающие клетку центрально, через 24 ч инкубации при 55°С обнаруживаются грамположительные палочки.
Для достижения большей плотности клеток был произведен частичный подбор питательной среды. Выделенные штаммы 1 и 3 рассевали на питательные среды следующего
состава:
Среда «А» (г/дм3): К2НРО4 – 1; СаСЬ – 0,1; МвЗОд-УНгО – 0,3; NaCl – 0,1; FeS04 –
0,01; NaNOj – 2,5; КМЦ – 10.
Среда «Б» (г/дм3): мясопептонный агар – 500; сусло – 500; КМЦ – 10.
Среда «В» (г/дм3): пептон – 30; NaCl – 0,5; КМЦ - 10.
Среда «Г» (rW): К2НРО4 – 1; СаСЬ – 0,1; МеЗОд-УНгО – 0,3; NaCl – 0,1; РеЗОд –
0,01; дрожжевой экстракт – 1,0; КМЦ – 10.
Рост на питательных средах оценивали визуально на агаризованных питательный
средах. На среде «Б» наблюдался обильный рост и «расщепление» штаммов на различные
морфологические типы. Присутствие в такой питательной среде большого количества питательных веществ могло привести к усилению биосинтеза бактериями протеаз, что являлось нежелательным, поэтому питательную среду «Б» использовали лишь в качестве среды для разделения морфологических типов. Присутствие пептона в количестве 3% (питатедьная среда «В») не сильно повлияло на рост бактерий. На питательной среде «Г», в которой в качестве источника азота был выбран дрожжевой экстракт, наблюдался активный
рост, а также пигментация, характерная для бактерий рода Bacillus licheniformis. Для исследований целлюлозолитической активности штаммов 1 и 3 была выбрана питательная
среда «Г», для разделения морфологических типов – питательная среда «Б».
175
Также был проведен подбор оптимальных условий роста. Бактерии культивировали
в стационарном режиме и на качалке (250 об/мин), а также при разных температурах –
35 и 50°С. Оценку производили визуально приготовлением препарата «раздавленная капля». Выявлено, более плотное количество клеток наблюдалось в колбах на качалке; оптимальной температурой роста для штамма 1 было 50°С, для штамма 3 – 35°С.
Таким образом, для дальнейших исследований использовали:
1. Питательную среду следующего состава (г/дм3): К2НРО4 – 1; СаСЬ – 0,1; MgS04 –
7Н20 – 0,3; NaCl – 0,1; FeS04 – 0,01; дрожжевой экстракт – 1,0; КМЦ – 10.
2. Аэрируемые условия – 250 об/мин.
3. Два температурных режима – 50 и 35°С.
Так как оба штамма были вьделены из одного источника, не исключено, что гидролиз полисахарида осуществляется в симбиозе, поэтому одним из вариантов для дальнейших исследований было выбрано совместное культивирование обоих штаммов.
За единицу активности принимали такое количество фермента, которое в оптимальных условиях образует 1 мкмоль продукта за 1 мин.
КМЦ-зную активность определяли по скорости образования восстанавливающих сахаров (ВС) при гидролизе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) (5,0 г/л) при 50°С и рН 5,0
(0,05М Na-ацетатный буфер), время гидролиза – 5 мин. Концентрацию ВС определяли методом Шомоди - Нельсона.
В результате была получена динамика целлюлозолитической активности (рис.1 а, б).
Рисунок 1 – Динамика целлюлозолитической (по КМЦ)
активности штаммов 1, 3 и при совместном культивировании
1 + 3 (рН 7,0; аэрация 250 об/мин: а – t = 50°С; б – t = 35°С)
176
Из рисунка 1 видно, что максимальная активность наблюдается на 5-е сут (120 ч)
при t=50°C и соответствует 0,54 ед/мл (1,69 ед/мг белка) – для штамма 3 и при совместном
культивировании 1 + 3; 0,63 ед/мл (1,66 ед/мг белка) – для штамма 1 на 6-е сут (144 ч). Из
данных графика следует, что оптимальная температура роста для штамма 1 – 50°С, для
штамма 3 – 35°С, максимальная активность наблюдается при культивировании, при 50°С.
Однако даже такая сравнительно большая активность не удовлетворяла потребностям исследования, так как значения активности составляли предел погрешности метода (±5%).
Поэтому использовалась питательная среда с пшеничной мукой (12%), при культивировании на которой на 5-е сут активность составила 2,4 ед/мл культуральной жидкости (КЖ)
(штамм 3, t=50°C, аэрация 250 об/мин).
При разделении морфологических типов на питательной среде «В» обнаружены четыре морфологических типа для штамма 1, три – для штамма 3 (рис. 2).
Для селекции бактерий, обладающих наибольшей активностью, отдельные колонии
перекалывали на питательную среду «В», чашки инкубировали 2 сут в термостате при
50°С. Затем чашки окрашивали красителем конго-красным – 0,1% раствор в течение
30 мин. Раствор красителя сливали, выдерживали чашки в растворе 1М NaCl в течение
30 мин.
Оценивая зоны просветления, для дальнейших исследований были выбраны штаммы
под номерами 1-1, 1-4, 3-4, 3-6.
Выбранные штаммы были исследованы на филогенетическую принадлежность.
Филогенетически наиболее близким к исследованным штаммам были виды бактерий
Bacillus licheniformis strain SKA1218 (JN998743.1), Bacillus licheniformis strain SCA1225
(JN998736.]), Bacillus licheniformis strain LZBL-19 (JX847125.I), Bacillus licheniformis strain
LZBL-17 (JX847123.1) , Bacillus licheniformis strain LZBL-12 (JX847118.1), Bacillus sp. enrichment culture clone PMl (JN561791.1), Bacillus licheniformis strain
FePIS3 (HM161757.1) и Bacillus aerius strain MHRSl (КС883974Л). Уровень сходства
последовательностей штаммов 1-1, 1-4 и 3-4 с этими штаммами составил 100%. По существующим в настоящее время представлениям, обнаруженный уровень сходства последо177
вательностей 16S рРНК позволяет отнести штаммы 1-1, 1-4, 3-4 и 3-6 к штаммам вида Bacillus licheniformis.
Для отбора наиболее активных продуцентов целлюлозолитических ферментов выбранные морфологические типы (1-1, 1-4, 3-4 и 3-6) культивировали на питательной среде
с пшеничной мукой. В результате на 5-е сут наибольшей активностью обладала культуральная жидкость (КЖ) штамма 3-6.
Для получения комплекса целлюлозолитических ферментов был выбран штамм 3-6.
После культивирования на питательной среде с пшеничной мукой, в аэрируемых условиях
(250 об/мин), при 50°С на 5-е сут КЖ (3,5 ед/мл) осаждали ацетоном в соотношении 2:1,
сушили на воздухе. КМЦ-зная активность высушенного препарата составила 21,2 ед/мл.
Библиография
1. Александров Е.Н., Сгадлев Т.Ф., Кауфман Т.М. и др. Переработка отходов различных отраслей народного хозяйства микробиологическими методами. – М., 1982.
2. Апсите А.Ф., Каткевич Ю.Ю., Екабсоне М.А. Биоконверсия растительного сырья // Тез.
докладов Всесоюзного симпозиума. – 1982. – Т. 1. – С. 35-36.
3. Нетрусов A.M., Егорова М.А., Захарчук Л.М.: Практикум по микробиологии. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 608 с.
4. Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Методы изучения и свойства целлюлолитических ферментов. Итоги науки и техники. Сер. «Биотехнология». – М., 1990. – Т. 25. – С. 30-37.
178
СОДЕРЖАНИЕ
Serjmyadag Ser-Od., Enkhtaivan Gombosuren, Sarantsetseg Bandi. The study on pastoral
cattle milk function as a regulator cell ............................................................................................................ 3
Анцупова Т.П. Выход лекарственного растительного сырья после сушки в условиях
Бурятии .......................................................................................................................................................... 8
Аньшакова В.В., Степанова А.В., Уваров Д.М., Васильев П.П. Развитие МИП «Механохимические биотехнологии» – от научной идеи до коммерциализации продукции ......................... 10
Артюхова С.И., Битюцкая Л.Н. Разработка биопродукта «Радужный» для школьников подросткового возраста ......................................................................................................................... 12
Артюхова С.И., Бондарева Г.И. Создание микробного консорциума для студенческого биопродукта .............................................................................................................................................. 14
Артюхова С.И., Дощинская И.В. Исследование резистентности молочнокислых
стрептококков к антибиотикам ................................................................................................................... 16
Артюхова С.И., Морозова К.В. Разработка биопродукта «Солнечный» на основе молочной сыворотки ......................................................................................................................................... 19
Артюхова С.И., Сыксин С.В. Микроклональное размножение мяты перечной для использования ее вторичных метаболитов в производстве биопродуктов ................................................ 21
Артюхова С.И., Моторная Е.В. Анализ отечественных и зарубежных исследований в
области молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды ................................................ 23
Аюшеева Р.Б., Хамагаева И.С. Изучение антагонистической активности пробиотических микроорганизмов ................................................................................................................................. 25
Баженова Б.А., Забалуева Ю.Ю., Бадмаева Т.М., Будаева А.Е. Исследование химического состава сердца яка .............................................................................................................................. 27
Балдаев Н.С., Пятых A.В. Оптимизация состава питательной среды для получения
биогаза ........................................................................................................................................................... 29
Балдынова Ф.П. Зависимость электрической проводимости растворов электролитов от
природы ионов .............................................................................................................................................. 30
Балдынова Ф.П., Осипова А.В. Влияние бентонитовой глины на рост пропионовокислых бактерий ................................................................................................................................................. 31
Золотарева А.М., Нямдорж Болорцэцэг, Сультимова Т.Д., Чебунина Е.И.
Перспективы использования семян облепихи при создании масложировых эмульсий ........................ 32
Брянская И.В., Гомбожапова Н.И., Лескова С.Ю., Гармаев М.Ц. Использование йодированного арабиногалактана в производстве мясопродуктов .............................................................. 36
Величко А.Н., Захаров И.С., Сутырина Е.Р., Куликова Ю.В., Трофимова В.С., Трушкова Ю.Л. Программа расчета информативных параметров биотестовой реакции термотаксиса
инфузорий...................................................................................................................................................... 38
Верхозина Е.В., Верхозина В.А., Верхотуров В.В., Чеверикина Н.Т. Применение биотехнологических подходов к тестированию природных вод ................................................................... 41
Войников В.К. Митохондриальная редокс-регуляция экспрессии генов – возможная
перспектива для новых биотехнологий ...................................................................................................... 43
Гомбоева С.В., Балданов Б.Б., Ранжуров Ц.В. Исследование влияния плазменных потоков на микроорганизмы ............................................................................................................................ 45
Гомбожапова Н.И, Лескова С.Ю., Рампилова Е.А., Бадмаева Ц.Б. Использование тесктуратов в технологии мясных полуфабрикатов ..................................................................................... 47
Папкина А.В., Перфильева А.И., Живетьев М.А., Боровский Г.Б., Лесничая М.В., Клименков И.В., Сухов Б.Г., Граскова И.А., Трофимов Б.А. Использование полимерстабилизированных нанокомпозитов для подавления патогенов сельскохозяйственных растений ......................... 49
Дамбинова Е.Ц. Протеолитические бактерии холодного минерального источника Буксыхен (Северное Прибайкалье) ................................................................................................................... 51
Дансарунова О.С., Ковалева Н.В., Цыдыпов В.Ц. Изучение влияния композиционного
препарата на микрофлору желудочно-кишечного тракта лабораторных животных ............................ 54
Дышлюк Л.С., Асякина Л.К., Бабич О.О. Исследование химических показателей безопасности растительного сырья для получения биоразлагаемых полимеров .......................................................... 56
179
Жарникова Е.В., Шалбуев Дм.В. Разработка параметров биотехнологического пикелевания овчинно-мехового сырья ................................................................................................................... 58
Замбалова Н.А., Потапчук Н.Ю., Хамаганова И.В. Брожение, осуществляемое бактериями В. adolescentis .................................................................................................................................... 60
Зимина О.В., Шульгина Л.В. Разработка белково-липидного функционального продукта на основе мерценарии Стимпсона..................................................................................................... 62
Зимина М.И., Бабич О.О., Милентьева И.С. Идентификация штамма лактобактерий,
выделенного из природного источника ...................................................................................................... 64
Зорина Н.В., Евстафьев С.Н. Окислительная делигнификация соломы пшеницы пероксидом водорода........................................................................................................................................ 67
Иванов А.Ю., Бурханова А.Г., Колесникова Н.В., Забалуева Ю.Ю., Вторушина И.А.
Влияние компонентного состава белково-жировой эмульсии на качество пастообразных
консервов ...................................................................................................................................................... 69
Ишимцева А.С., Саловарова В.П. Оценка контаминированности микотоксинами кормовых средств для птицы ............................................................................................................................ 72
Козин В.А. Байкальский базовый медицинский колледж Министерства здравоохранения Республики Бурятия как основа создания международного многоуровневого образовательного кластера Россия–Монголия при Торгово-промышленной палате Республики Бурятия ................................................................................................................................................................... 75
Костромина Е.О., Чхенкели В.А., Белоусова Е.В., Борхоева А.С. Перспективы использования препаратов нового поколения на основе грибов-ксилотрофов в ветеринарной практике ................................................................................................................................................................. 77
Котова Т.И., Хантургаев А.Г., Хантургаева В.А. Качественные характеристики ферментированных сухих чайных напитков из растительного сырья Байкальского региона .................... 80
Кригер О.В., Лапин А.П. Сухой белковый продукт из крови убойных животных ...................... 83
Кудряшов В.Л., Погоржельская Н.С., Маликова Н.В. Биотехнологический комплекс
переработки барды в сухие кормовые дрожжи с применением мембранных процессов ..................... 85
Кушевская М.А., Садовая Т.Н., Милентьева И.С., Бабич О.О. Технологическая обработка молочного сырья с целью создания продуктов нового поколения ................................................ 88
Лебедева С.Н. Гуанидинсодержащие соединения: структура, свойства и области применения .......................................................................................................................................................... 91
Лескова С.Ю., Гомбожапова Н.И., Ардуева Е.С. Совершенствование технологии полуфабрикатов из мяса птицы.......................................................................................................................................... 96
Меркушева М.Г. Биотехнологические методы создания удобрений и удобрительных
композиций на основе месторождений Западного Забайкалья ................................................................ 98
Муруев А.В., Буянтуева Д.Т., Имеев А.Ю. Бионанотехнологические методы, снижающие себестоимость продукции животноводства ........................................................................................ 101
Муруев Г.Б., Янжиева Д.В. Значение ветеринарного благополучия животноводства
для получения продуктов высокого санитарного качества....................................................................... 104
Намсараева З.М., Хамнаева Н.И. О способе тендеризации сырья животного происхождения ............................................................................................................................................................ 106
Наумов Н.И. Лечебные свойства флоры Байкала ............................................................................ 108
Норбоева Б.Д., Гомбоева С.В., Цыренов В.Ж. Исследование физиолого-биохимических
свойств силикатных бактерий под действием металлов ........................................................................... 110
Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Ксилотрофные базидиомицеты и аскомицеты Cordyceps (Fr.) Link – источники биологически активных веществ, используемых
для оздоровления людей............................................................................................................................... 111
Павлова С.Н., Федорова Т.Ц., Лащилова Е.Ю. Использование добавки «Биомикс А»
при производстве вареных колбас ............................................................................................................... 115
Ревякин Р.А., Шалбуев Дм.В., Чепрасова Е.В. Изучение механизма утилизация СПАВ
и СПАВ–содержащих веществ культурами Bacillus licheniformis и Alcaligenes faecalis ....................... 117
Степанова А.В., Аньшакова В.В., Наумова К.Н., Смагулова А.Ш., Тимофеев С.М. Определение ряда биологически активных веществ в лишайниках рода Cladonia .................................... 119
180
Коновалов А.С., Бархатова А.С., Тетерина Г.А., Саловарова В.П., Бутырин М.В., Дагуров А.В. Модифицированные цеолиты в очистке и детоксикации модельного нефтяного
загрязнения .................................................................................................................................................... 122
Сультимова Т.Д., Стоянова Л.Г. Генотипирование штаммов молочнокислых бактерий .......... 124
Ендонова Г.Б., Сынгеева Э.В. Антиоксидантные свойства представителей семейства
Caryophyllaceae ............................................................................................................................................. 126
Сынгеева Э.В., Ламажапова Г.П., Жамсаранова С.Д. Жирнокислотный состав концентрата полиненасыщенных жирных кислот ........................................................................................... 128
Тайшин В.А., Анганов В.В. Ресурсы натуральных продуктов......................................................... 130
Туршатов М.В., Кононенко В.В., Соловьев А.О. Разработка ресурсосберегающей технологии, повышающей экологическую безопасность переработки зернового сырья на спирт ........... 134
Улзытуева Д.А., Жамсаранова С.Д. Выборочный анализ мясных консервированных
продуктов на наличие генетически модифицированной сои ................................................................... 137
Хамагаева И.С. Влияние полиненасыщенных жирных кислот на физиологобиохимические свойства бифидобактерий................................................................................................. 140
Хамаганова И.В., Дарбакова Н.В., Гатыпова М.Б., Жамсуева С.С. Использование
биологически активных добавок в технологии мясных продуктов ......................................................... 146
Хамаганова И.В., Замбалова Н.А., Потапчук Н.Ю. Бифидобактерии как оптимальная
основа продуктов функционального питания ............................................................................................ 149
Хамнаева Н.И., Доржиева Ч.Б. Разработка технологии получения ферментированного
напитка .......................................................................................................................................................... 152
Хаптанова Н.М., Дугаржапова З.Ф., Тайкашвили В.С., Гефан Н.Г., Цыренов В.Ж.
Изучение биотехнологического процесса вермикомпостирования куриного помета ........................... 154
Харпак Д.В., Колесникова Н.В., Забалуева Ю.Ю. Изучение влияния полиамидной колбасной оболочки на устойчивость окраски продукта ............................................................................... 158
Римарева Л.В., Лозанская Т.И., Худякова Н.М. Биотехнология переработки зерновой
барды в сухие кормовые дрожжи с использованием вторичных сырьевых ресурсов пищевой
промышленности .......................................................................................................................................... 159
Центер И.М., Батоев В.Б. Эффективный комбинированный способ обеззараживания
поверхностей ................................................................................................................................................. 162
Цыденова С.О., Белобородова Ю.А., Леонова Е.Г., Шалбуев Дм.В. Обзор перспективных методов переработки отходов кожевенной и меховой отрасли ....................................................... 164
Шалашникова Т.А. Формирование образовательного кластера в условиях модернизации системы здравоохранения .................................................................................................................... 166
Шалбуев Дм.В. Экологически чистые технологии как первый шаг к созданию «зеленой» экономики............................................................................................................................................. 168
Ширеторова В.Г. Применение микроволновой экстракции для извлечения ценных
компонентов из растительного сырья ......................................................................................................... 170
Щёкотова А.В., Хамагаева И.С. Биотехнологический способ получения казеиновых
фосфопептидов.............................................................................................................................................. 172
Хамашкеева М.Т., Бубеев А.Т., Цыренов В.Ж. Исследование ферментативной активности культуры микроорганизмов Bacillus licheniformis .............................................................................. 174
181
БИОТЕХНОЛОГИЯ В ИНТЕРЕСАХ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКИ
СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Материалы
III Всероссийской научно-практической конференции
(с международным участием)
18-22 сентября 2014 г.
Редактор Е.В. Белоплотова
Подписано в печать 17.11.2014 г. Формат 60х84 1/8.
Усл.п.л. 21,16. Тираж 100 экз. Заказ № 348.
__________________________________________
Издательство ВСГУТУ
670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в
Отпечатано в типографии ВСГУТУ
670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 42
182