автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Получение фукозосодержащего концентрата и применение его в технологии синбиотических продуктов

На правах рукописи

Мурадова Ольга Афанасьевна

ПОЛУЧЕНИЕ ФУКОЗОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО В ТЕХНОЛОГИИ СИНБИОТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7 НОЯ Ш

Ставрополь — 2013

005537076

005537076

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мельникова Елена Ивановна

Официальные оппоненты: Рябцева Светлана Андреевна

доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», профессор кафедры прикладной биотехнологии

Ковалева Тамара Андреевна доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет», профессор кафедры биофизики и биотехнологии

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ В НИМИ Россельхозакадемии), г. Москва

Защита состоится « 6» декабря 2013 г. в 10:00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при ФГАОУ ВПО «СевероКавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, корп. 3, ауд. 506.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, д. 1. Автореферат разослан « "/ » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

■

доктор технических наук, профессор В.И. Шипулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Приоритетные направления государственной политики в области здорового питания на период до 2020 года предусматривают сохранение и укрепление здоровья населения путем удовлетворения потребности в полноценном и сбалансированном питании. Реализация этой тенденции предусматривает стимулирование развития отечественного производства пищевых продуктов массового потребления, в том числе функциональных ингредиентов и продуктов питания на их основе.

Большое значение уделяется синбиотическим продуктам, которые оказывают выраженное функциональное воздействие на организм человека за счёт комплексного действия пробиотических и пребиотиче-

ских компонентов.

Перспективным сырьевым источником для получения ингредиентов с пребиотическими свойствами является подсырная сыворотка многокомпонентная полифункциональная система, биотехнологический потенциал которой позволяет получить широкий спектр функциональных производных.

Переработке молочной сыворотки и получению продуктов на ее основе посвящены работы известных ученых: А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Нестеренко, А.Ю. Просекова, Н.И. Дунчеяко, Е.И. Мельниковой, JI.A. Забодаловой, Э.Ф. Кравченко, С.А. Рябцевой, Г.Б. Гаврилова, A.B. Серова, В.Д. Харитонова, Е.В. Денисовой, А.Н. Пономарева, Т. Mizota, Y. Tamura, S. Adashi, G.R.Andrews, F.Petuely и других ученых.

Направленная биохимическая трансформация лактозы - основного компонента сухих веществ подсырной сыворотки - позволяет получать различные функциональные нутриенты: тагатозу, фукозу, лактуло-зу, лактосахарозу, галактоолигосахариды. Фукоза относится к минорным моносахаридам и характеризуется многочисленными эффектами позитивного воздействия на организм человека.

С учетом актуальности разработка технологии получения фукозы с последующим применением в производстве синбиотических продуктов открывает дополнительные возможности в решении проблемы комплексной, экономически-целесообразной и экологически безопасной переработки вторичного молочного сырья, обеспечивающей население полноценным и сбалансированным питанием.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ г. р. 01.2.00605297, 2006 - 2010 гг.), по федеральной целевой

программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г).

Цель работы - разработка технологии фукозосодержащего концентрата и синбиотических продуктов на его основе.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- обосновать применение подсырной сыворотки как сырья для получения фукозы и способы её биотехнологической трансформации в фукулозу;

- оптимизировать условия биотрансформации фукулозы в фуко-зосодержащий концентрат и разработать технологию его получения;

- установить химический состав, функционально-технологические характеристики и показатели безопасности фукозосодержащего концентрата;

- разработать рецептурно-компонентные решения фукозосодер-жащих синбиотических продуктов с заданными химическими и функционально-технологическими характеристиками;

- усовершенствовать технологию производства синбиотических продуктов, обосновать экономическую эффективность и провести апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту.

Оптимальные условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.

Фукозосодержащий концентрат как многокомпонентная полифункциональная система: химический состав, функционально-технологические свойства (в том числе бифидогенные), показатели качества и безопасности.

Модифицированная технология, состав и свойства синбиотических продуктов с фукозосодержащим концентратом.

Научная новизна.

Предложены способы и оптимизированы условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.

Получены новые данные о фукозосодержащем концентрате, включающие его химический состав, физико-химические, бифидогенные свойства, показатели качества и безопасности.

Разработаны рецептурно-компонентные решения для реализации ценных свойств фукозосодержащего концентрата в производстве синбиотических продуктов с учетом их функциональности, социальной значимости и качественных характеристик

Практическая значимость. Запатентованный способ биотехнологической трансформации предусматривает комплексное использование сырья и позволяет получить фукозосодержащий концентрат с пре-биотическими свойствами.

Разработанные рецептуры и усовершенствованные технологии кисломолочных продуктов с фукозосодержащим концентратом позволяют придать им синбиотические свойства и усилить их функциональное действие.

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных технологий подтверждена промышленной апробацией на предприятиях отрасли (ОАО Молочный комбинат «Воронежский», г. Воронеж, ОАО «Липецкий Хладокомбинат», г. Липецк).

Новизна практических разработок подтверждена материалами Роспатента.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 6, 7 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); П Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); V Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» {Санкт-Петербург, 2011); Инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011); П Международной научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности» (Ставрополь, 2011); Международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии», научно-практический семинар «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, теории и практики» (Ставрополь, 2011); Ш Общероссийской студенческой электронной научной конференции « Студенческий научный форум 2011» (Воронеж, 2011); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок» (Воронеж,

2011); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012); Научно-практической конференции профессорско-преподавательского и аспирантского состава факультета технологии и товароведения «Актуальные вопросы технологий производства, переработки, хранения сельскохозяйственной продукции и товароведения» (Воронеж,

2012); Ь Отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2011 год (Воронеж, 2012); Материалы Х1Увсероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Алиментарно-зависимая патология: предиктизный подход» (Москва, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 20 работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисов докладов и 2 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 228 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц и 52 рисунка. Список литературы включает 145 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цели, задачи и основные направления исследований, охарактеризована научная и практическая ценность диссертации.

Глава 1. Аналитический обзор литературы. Проанализировано современное состояние рынка синбиотических продуктов и пищевых ингредиентов для их производства, основные тенденции в развитии технологии синбиотических продуктов: питьевого йогурта и кисломолочного мороженого.

Систематизированы и обобщены знания о целесообразности использования подсырной сыворотки для получения производных лактозы, в частности, фукозы и последующего применения этих компонентов в технологии синбиотических продуктов.

Глава 2. Объекты, материалы и методы исследований.

Для реализации цели и задач работы предложена схема (рис. 1) и объекты исследований: подсырная сыворотка ГОСТ Р 53438-2009, полученная при производстве сыра Российского на ОАО «Калачеевский сырзавод», ультрафильтрат подсырной сыворотки и его обрагаоосмотический концентрат, пад-ролизат, фукозосодержащий концентрат, синбиотический питьевой йогурт и кисломолочное мороженое.

Экспериментальные исследования проводились в научно-исследовательских лабораториях кафедр технологии молока и молочных продуктов; неорганической химии и химической технологии; процессов и аппаратов химических и пищевых производств; Центра стратегического развития научных исследований Воронежского государственного университета инженерных технологий (ВГУИТ); в научно-испытательной лаборатории AHO НТЦ «Комбикорм» (г. Воронеж); микробиологической и химической лаборатории ОАО «Прогресс» (г. Липецк); в лаборатории хроматографических методов анализа Ф1Т «Менделеевского центра стандартизации, метрологии и сертификации» (г. Орехово-Зуево, Московская область); в аккредитованной испытательной лаборатории профилактической токсикологии «Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области».

При выполнении работы применялись стандартные и общепринятые в исследовательской практике методы исследований, а также модифицированные, усовершенствованные и специальные, выполненные с применением современных приборов и информационных технологий для оценки свойств сырья и готовой продукции.

Обоснование и выбор способов биотехнологической трансформации подсырной

сыворотки

+

Ультрафильтрация подсырной сыворотки; Обратноос-мотическое концентрирование ультрафильтрата

V

Ферментативный гидролиз лактозы в присутствии Lactozum 3000 L HP-G

Химическая трансформация галактозы в фукулозу

Оптимизация условий биотрансформации фукулозы в фукозу

Разработка технологии фукозосодержащего концентрата

Химиче- Функцио- Бифидогенная Токсикологиче- Срок

ский нально- активность ская годности

состав технологиче- in vitro безопасность

ские свой- in vivo

ства

Разработка рецептурно-компонентных решений фукозосодержащих синбиотических

продуктов

Питьевой йогурт

Кисломолочное мороженое

-т-

Оценка качества, безопасности и срока годности синбиотических продуктов

Модификация технологии синбиотических продуктов с учетом рекомендаций по адаптации системы управления качеством НАССР

Оценка конкурентоспособности, разработка технической документации, промышленная апробация новых технологий

Рис. 1 - Схема проведенных исследований

Количественное содержание моно- и дисахаридов определяли на хроматографе Alliance с сепарационным модулем «Waters 2690» и абсорбционным детектором «Waters 2487» (Германия); реологические свойства продуктов - на ротационном вискозиметре Bohlin Visco 88 BV (Англия); показатель активности воды - сорбционно-емкосгаым методом на приборе «Hygtolab-З» с цифровой вентилируемой станцией «AwVC-DIO» и обработкой результатов програм-ным обеспечением «HW3» по методике МВИ № 241.224/2008 (А.Г. Галсгян, 2008); размеры кристаллов льда - методом микроскопирования; криоскопиче-скую температуру смесей для мороженого - по методикам (Р.Т. Маршалл и др., 2005; С. S. Chen, 2007); аминокислотный состав сырья и готовых продуктов определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105». Технико-экономические показатели рассчитывали по методикам определения экономической эффективности в молочной промышленности.

7

Статистическую обработку и оценку достоверности результатов исследований проводили методами регрессионного анализа с помощью программ Microsoft Office 2010 и Statistica v.8.0. Для оптимизации условий ферментативного превращения фуцигола применяли «ридж-анализ». Расчеты, построение графиков и их описание проводили с помощью приложений Microsoft Office 2010 и Excel 2010 для Windows, «MathCAD, version 14.0», Компас 3D Vil, «ViscoSoft», «Millenium».

Глава 3. Разработка технологии фукозосодеижащего концентрата на основе подсырной сыворотки. Для получения фукозосодержащего концентрата из подсырной сыворотки нами обоснованы способы её технологической модификации: ультрафильтрация и обратноосмотическое концентрирование полученного пермеата, которое позволяет повысить доброкачественность лакто-зосодержащего сырья до 86,54%.

Перед проведением стадии химической трансформации галактозы в обратноосмотическом концентрате необходимо осуществить гидролиз лакто-

Для осуществления биохимической трансформации лактозы проводили ее гидролиз ферментным препаратом Ьайогут 3000 Ь НР-в с последующей биохимической трансформацией 1>галакгозы. При этом важное значение имел выбор ферментного препарата, а также подбор оптимальных условий протекания реакции: продолжительность процесса, концентрация фермента, температура и рН среды.

Условия протекания процесса: температура - 37° С, продолжительность процесса - 300 мин., количество вносимого фермента — 7500 ед. на 1 дм5, рН среды— 6,3-6,5 ед.

Степень гидролиза при оптимальных условиях контролировали методом ВЭЖХ (рис. 3, таблица 2)

зы.

а а)

б)

3

Î

Рис. 3 - Хромагограммы обратноосмотического концентрата ультрафильтрата подсырной сыворотки (а) и его гидролизата (б).

Таблица 2

Качественные и количественные параметры хроматографирования обратноосмотического концентрата сыворотки и его гидролизата__

Углевод Время удерживания, мин Высота пика, ц!Ш Концентрация, г/дм1 ( при п=3 и р=0,95)

Образец а - Обратноосмотический концентрат ультрафильтрата подсырной сыворотки

Глюкоза 11,63 53 2,1

Галактоза 12,40 7,8 2,0

Лактоза 26,51 73,7 168,1

Образец б—Гвдролизат обратноосмотического концентрата

Глюкоза 11,63 120,1 82,1

Галактоза 12,40 113,4 82,0

Лактоза 26,51 9,7 8,1

При предложенных условиях степень гидролиза лактозы составляет

92%.

Химическая трансформация галактозы в фукулозу, с последующей изомеризацией фукулозы в фукозу может быть осуществлена по следующей схеме.

На первой стадии происходит взаимодействие Б - галактозы с тозил-гидразидом в этиловом спирте. В результате образуется комплекс тозилгид-разон-В-галактоза (рис. 4).

СНО

Н—С—ОН Ы—Г--1ЧМ -

Н —С-ОМ

НО—С—Н тозилгидрааид ^ НО—Н

но—¿—н с2н5он "" но-с-н

Н—С —ОН Н-С —ОН

С —ОН С —ОН

н, Н,

гыжго» тоэилгндразок-Э-!

Рис. 4 - Стадия образования комплекса тозилгидразон-О-галактоза На второй стадии процесса происходит восстановление комплекса тозилгидразон-О-галактозы натрий боргидридом в этиловом спирте до первичного спирта фуцитола (рис.5). Выпавшие в осадок тозилгид-разид и метаборат натрия отфильтровывают.

— О — он

-¿_н ....... .............

МО-

5-ом

Рис.5 - Стадия образования спирта фуцитола

На третьей стадии оставшийся в фильтрате после удаления осадка фуцитол подвергают дегидрированию флавинадениндинуклеотидом. В результате данной реакции образуется фукулоза (рис.6).

ун, нгс «он

— Л — - И л ТГ * . „_ ---1—4

Рис.6 - Стадия дегидрирования фуцитола в присутствии флавинаде-ниндинуклеотида с образованием фукулозы

На четвертой стадии фукулоза действием фермента L-фукозоизомераза превращается в фукозу (рис.7).

HjC — он о—о

— ОН

— он но—о—н

ем,

L-фукуяо*»

— с—с

оно МО-<р— н » и—С—он и— ¿—он МО—H см,

L-фукоэа

Рис. 7- Изомеризация фукулозы в фукозу под действием фермента L-фукозоизомеразы

Для оптимизации условий процесса изомеризации применяли регрессионный метод анализа. Входные параметры: Хт~ температура, °С; Х2 - рН среды, ед. рН; ^продолжительность процесса, мин., Х4 лоза вносимого ферментного препарата, г/дм3. Критерий оценки оптимизации- массовая

доля фукозы в обратноосмотическом концентрате (Y), г/дм .

Для построения математической модели применены центральное композиционное ротатабельное униформ-планирование и полный факторный эксперимент 24 (ПФЭ24). В результате статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, адекватно описывающее процесс гидролиза лактозы:

У= 5 90+ 0,72-Х, - 0,01Хг - 0,60-Xi + 0,09-Х4 + 0,13-Х,-X, +0,04-Х,-Х4 + +0,0]-Х2-Х} + 0,08-Х,-Х4- 0,53-Х/ + 0,19-Х22 + 0.31Х,2 + 0,22-Х/ С применением «ридж-анализа» оптимизированы условия ферментативной изомеризации фукулозы в фукозу: температура - 37,0 °С; рН - 6,5; продолжительность процесса - 180 мин., доза вносимого ферментного препарата— 1,6 мл/дм3.

Процесс ферментативной изомеризации фукулозы при оптимальных условиях контролировали методом ВЭЖХ (рис. 8, табл. 3).

S

S

I:

Рис. 8 - Хроматограмма фукозосодержащего концентрата

Таблица3

Качественные и количественные параметры хроматографирования обратноос-

Углевод Время удерживания, мин Высота пика, HRIU Концентрация, г/дм3(при п=3 и р=0,95,Д*=0,05

Фукоза 7,45 104,8 67,1

Глюкоза 11,61 117,3 70,5

Галактоза 12,54 29,4 13,8

Лактоза 26,45 7,9 6,4

Полученный фукозосодержащий концентрат из подсырной сыворотки содержит такие дефицитные базовые нутриенты как кальций, фосфор, магний, железо, витамины В6, В2, С в количествах, адекватных физиологическим нормам потребления (табл. 4).

Таблица 4

Физико-химические показатели фукозосодержащеш концентрата

Показатель Значение

1 2

Массовая доля сухих веществ, % 18,5

Общее содержание углеводов, % вт. ч. фу козы 15,78 6,71

Макроэлементы, мг%, в т. ч, кальций фосфор магний хлориды 110 100 44 210

Микроэлементы, в т. ч железо, мг% цинк, мкг% медь, мкг% 0,219 0,208 0,005

Витамины, мг%, в т. ч. рибофлавин пиридоксин аскорбиновая кислота ниацин 0,579 0,001 3,670 50,86

Титруемая кислотность, °Т 40-50

Активная кислотность, ед. рН 6,2 - 6,4

Плотность, кг/дм3 1075

Вязкость, мПа-с 1,64

центрата из подсырной сыворотки, путем количественного учета бифи-добакгерий В. В!Й<1ит -1 методом предельных разведений и посевов в стандартную кукурузно-гидролизатную среду ГМК-1 (рис. 9). В образцах с фукозосодержащим концентратом численность колоний В. В ¡Мит -1 по сравнению с контрольным образцом увеличивается на 32-43%

I

JTil'lin IIIIJ Ш[11М /lili,14.111 /Цктг/нгнки

Mo-Wía ".

Рис. 9 - Влияние фукозосодер-жащего концентрата на рост B.bifidum

Проведенная токсико-гигиеническая оценка пищевого концентрата, которую осуществляли in vivo на белых крысах, свидетельствует о том, что концентрат относится по показателям безопасности согласно ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация безопасности» к IV классу как малоопасная пищевая добавка.

Нами предложена технологическая схема получения фукозосо-держащего концентрата, которая предусматривает применение серийно выпускаемого оборудования, не усложняет процесс производства продукта и реализует замкнутый цикл производства на предприятиях молочной отрасли.

Комплексный анализ химического состава и свойств фукозосо-держащего концентрата позволяет рекомендовать его к применению в производстве синбиотических продуктов функционального назначения. Глава 4. Применение фукозосодержащего концентрата в технологии синбиотических продуктов. Для разработки рецептурно-компонентного решения питьевого синбиотического йогурта в качестве пробиотической культуры использовали YO-MEX511LYO (Streptococcus thermophilus и Lactobacillus eulgaricus), в качестве пребиотика- фукозо-содержащий концентрат. С применением симплекс-метода математического планирования оптимизирована рецептура йогурта (табл.5).

Таблица 5

Рецептура питьевых йогуртов (м. д. ж. 1,5 %)

Наименование компонента Масса, кг

Образец Контроль

Молоко цельное (м. д. ж. 3,2 %) 44,45 48,12

Молоко обезжиренное (м.д.ж. 0,05%) 45,53 48,11

Молоко сухое обезжиренное (м. д. ж. 1,5 %) 3,79 3,76

Фукозосодержащий концентрат 5,72 -

Стабилизатор карбоксиметилцеллюлоза 0,50 -

Закваска УО-М1Х511ЬУО 0,01 0,01

Итого: 100 100

Физико-химические свойства и химический состав синбиотического питьевого йогурта представлены в табл. 6.

Таблица 6

Физико-химические свойства и химический состав синбиотического питьевого йогурта_

Физико-химические показатели

Показатель Опыт Контроль

Титруемая кислотность, Т 75-80 65-75

Вязкость, мПа с 450 350

Химический состав

М. д. сухих веществ, % 13,8 13,0

М. д. жира, % 1,5 1,5

М. д. белка, % 3,9 4,0

М. д. углеводов, %,

лактоза 3,5 3,5

фукоза 0,3 -

Продолжение табл. 6

Макроэлементы, мг%, в т. ч.

кальций 180 122

натрий 190 52

калий 270 147

фосфор 110 96

магний 18 15

Микроэлементы

в т. ч. железо, мг% 0,171 0,100

Витамины, мг%

в т. ч. аскорбиновая кислота 1,16 0,60

ниацин 3,54 1,50

По содержанию фукозы, витамина С и РР, а также кальция, фосфора, магния и железа питьевой синбиотический йогурт может быть отнесен к группе функциональных.

При разработке ресурсосберегающей технологии синбиотическо-го йогурта за базовую принята традиционная схема производства кисломолочных продуктов резервуарным способом. Ее модификация заключается во введении дополнительных операций получения фукозосо-держащего концентрата (рис. 10).

Основные преимущества нового технологического решения: обогащение продукта минорным моносахаридом фукозой, характеризующейся многочисленными эффектами позитивного воздействия на организм человека; расширение ассортимента синбиотических продуктов.

Изучена возможность релизации ценных свойств фукозосодер-жащего концентрата в технологии синбиотического мороженого. Исследованиями установлено, что рациональной дозой внесения фукозо-содержащего концентрата является 5 % (рис.9).

Разработка рецептуры мороженого проводилась с учетом органо-лептических и некоторых физико-химических показателей (взбитость, криоскопическая температура, сопротивляемость таянию, массовая доля сухих веществ, титруемая кислотность, вязкость) (табл. 7). В качестве контрольного образца для разработки рецептурно-компонентного решения синбиотического мороженого выбрано кисломолочное мороженое «Аэрофрукт», на основе молока цельного, молока сухого обезжиренного, масло сливочного, сахара-песка, воды и закваски.

Рис. 10 - Схема производства синбиотического напитка

Таблица 7

Рецептуры кисломолочного мороженого

Наименование ингредиента № 1 №2

опыт контроль

Молоко цельное (м.д.ж. 3,2%) 50,1 50,1

Молоко сухое обезжиренное (м.д.ж. 0,05%) 3,81 3,81

Масло сливочное (м.д.ж. 72,5%) 6,08 6,08

Сахар - песок 20,74 20,74

Вода питьевая 13,76 18,77

Фукозосодержащий концентрат 5,01 -

Стабилизатор Palsgaard Mouldlce 155 0,5 0,5

Закваска YO-MIX511LYO 0,01

Изучали зависимость взбитости продукта от вида стабилизационной системы и её концентрации в смеси. Связывая значительное количество свободной влаги стабилизационные системы повышают вязкость смеси и препятствуют образованию крупных кристаллов льда при замораживании (рис. 11). а) б) ___

О 30 мкм

ЗОмкм 35 мкм 40 мкм

а) образец № 1 (опытный); б) образец № 2 (контрольный) Рис. 11 - Распределение кристаллов льда в мороженом по размерам

Стабилизационная система Ра^аагс! МоиЫ1се 155 обеспечивает устойчивость к тепловому шоку при колебаниях температуры.

В технологически значимом температурном интервале в опытном образце вымерзает такое же количество влаги как и в контрольном (рис. 7). Следовательно, сопротивляемость таянию опытного образца находится на уровне с контрольным образцом, что не оказывает существенного влияния на устойчивостью к тепловому удару в условиях розничной торговли.

Тепловой удар (таяние и повторно; замораживание воды, за счет повышения и понижения температуры)

" Опытный образец

Контрольный образец

Рис. 7 - Кривые замораживания исследуемых смесей мороженого Разработанное синбиотическое мороженое с добавлением фуко-зосодержащего концентрата характеризуется органолептическими, физико-химическими показателями и высокой пищевой ценностью (табл. 5).

Таблица 5

Наименование пищевого компонента Единица измерения Содержание

Массовая доля углеводов,в т.ч.: сахарозы лактозы галактоза фукоза % 20,7 5,60 0,65 0,04

Массовая доля общего белка % 3,2

Массовая доля минеральных веществ, в т.ч.: кальций фосфор натрий магний калий хлориды железо мг % 170 120 80 20 180 290 0,165

Массовая доля витаминов: витамин А витамин Е витамин С витамин РР мг% 0,06 1,23 1,75 7,81

Для производства синбиотического мороженого выбрана традиционная схема, которую модифицировали с учетом введения дополнительных операций по получению фукозосодержащего концентрата (рис. 12). Данная технологическая схема адаптирована к системе НАССР.

Основные преимущества нового технологического решения — реализация замкнутого цикла производства; расширение ассортимента синбиотических функциональных молокосодержащих продуктов; ча-

стачная замена воды фукозосодержащим концентратом, что позволило придать готовому продукту функциональные свойства.

А) физико-химический контроль; Б) микробиологический контроль; В) визуальный контроль; Г) органолептическпй контроль;

Рис. 12 - Технологическая схема получения синбиотического мороженого с основными принципами НАССР

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что к перспективному биотехнологическому способу получения фукозы относится гидролиз лактозы в обратноосмотическом концентрате подсырной сыворотки с последующей химической трансформацией Б-галактозы в Ь-фукулозу.

2. Оптимизированные условия изомеризации Ь-фукулозы в Ь- фукозу (доза ферментного препарата Ь-фукозоизомеразы 1,6 г/дм , тем-

пература 37 °C, pH среды 6,5 ед., продолжительность процесса 180 мин.) послужили основой для разработки технологии фукозосодержащего концентрата.

3. Химический состав фукозосодержащего концентрата, в т. ч. углеводный (концентрация глюкозы - 70,5 г/дм3, фукозы - 67,1г/дм3, галактозы -13,8 г/дм3, лактозы - 6,4 г/дм3), аминокислотный, витаминно-минеральный, бифидогенные свойства и срок годности (7 суток при температуре (4±2)°С) позволяют рекомендовать его в качестве пребиотическош компонента в производстве синбиотических продуктов.

4. Разработанные синбиотические продукты с фукозой (питьевой йогурт и кисломолочное мороженое) характеризуются функциональными свойствами, в том числе синбиотическими, показателями качества и безопасности, соответствующими № 88 -ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

5. Опытно-промышленная апробация модифицированных технологий синбиотических продуктов с фукозосодержащим концентратом подтвердила ожидаемый экономический эффект от реализации: при выпуске 300 т/год синбиотического йогурта- 3882,37 тыс. руб., синбиотического мороженого - 10924,89 тыс.руб.. Разработан проект технической документации на производство нового продукта («Синбиотический йогурт» ТУ 9222-193-02068108-2013).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

1. Мельникова, Е. И. Анализ углеводного состава фукозосодержащей добавки [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. — № 12. -С. 30-33.

2. Мельникова, Е. И. Бифидогенная активность фукозосодержащей добавки из подсырной сыворотки [Текст] /Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова, А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко // Сыроделие и маслоделие. -2011. - №5.-С.44-45.

3. Мельникова, Е. И. Фукозосодержащая добавка из подсырной сыворотки [Текст] /Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко., О. А. Мурадова//Пищевая промышленность.-2012. - № 7. - С. 26 - 27.

4. Пономарев, А. Н. Пищевая композиция из подсырной сыворотки [Текст] / А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко, Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова//Молочная промышленность. — 2012. — №7. —С. 62 — 63.

5. Мельникова, Е. И. Синбиотическое мороженое [Текст] / Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова, А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко // Молочная промышленность. - 2012. - № 11. - С.74 - 75.

6. Мельникова, Е. И. Исследование показателей безопасности фукозо-содержащей добавки из подсырной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова, Е. С. Рудниченко, А. Н. Пономарев, Н. И. Ново-млинская // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. -2012.— № 4. -С. 11-13.

7. Мельникова, Е. И. Синбиотический напиток с фукозой [Текст] / Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова, А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко. // Молочная промышленность. — 2013. — № 2. — С. 82.

Материалы некоторых конференций

1. Мельникова, Е. И. Перспективы применения фукозы в качестве добавки к функциональным продуктам [Текст] / Е. И. Мельникова, О. А. Мурадова, Е. А. Ковырялова / Современная наука: теория и практика: материалы I международной научно-практической конференции. -Ставрополь: СевКавГТУ, 2010,.- Т. 1. - с. 460 - 461.

2. Пономарев, А. Н. Оценка биологической безопасности фукозосодер-жащего углеводного комплекса из подсырной сыворотки [Текст] / А. Н. Пономарев, Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова /Современная наука: теория и практика: материалы II международной научно-практической конференции. - Ставрополь. СевКавГТУ, 2011. - с. 146 - 149.

3. Мельникова, Е. И. Новая фукозосодержащая добавка для синбиотиче-ских продуктов [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова и др. / Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: материалы V международной научно-технической конференции -Санкт-Петербург, 2011. - с. 254.

4. Рудниченко, Е. С. Применение минорного углевода фукозы в технологии функциональных продуктов [Текст] /Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова / Кузбасс: образование, наука, инновации: инновационный конвент-Кемерово, 2011.-с. 148-150.

5. Мельникова, Е. И. Получение бифидоактивного углеводного комплекса из молочной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, С. И. Нифта-лиев, О. А. Мурадова и др. / Молодежная наука - пищевой промышленности: материалы II международной научной конференции - Ставрополь: СевКавГТУ, 2011.-е. 19-21.

6. Мельникова, Е. И. Получение фукозосодержащей добавки из молочной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, О. А. Мурадова и др. / Современные достижения биотехнологии: материалы международной научно-технической конференции - Ставрополь, СевКавГТУ, 2011,-4.1.-с. 107-109.

7. Ковырялова, Е. А. Химическая и биохимическая трансформация лактозы в минорный углевод фукозу [Текст] / Е. А. Ковырялова, О. А. Мурадова // Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок: сборник трудов региональной научно-практической

Vf

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - Воронеж, 2011.-с. 212.

8. Мурадова, О. А. Разработка технологии синбиотического мороженого на основе модифицированной формы подсырной сыворотки [Текст] / О. А. Мурадова / Материалы международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово, 2012. - с. 35 — 36.

9. Мельникова, Е. И. Токсикологическая безопасность фукозосодержа-щей добавки из молочной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, О. А. Мурадова и др. / Актуальные вопросы технологий производства, переработки, хранения сельскохозяйственной продукции и товароведения: материалы научно-практической конференции профессорско-преподавательского и аспирантского состава факультета технологии и товароведения - Воронеж, 2012. - с. 127 - 132.

10. Мельникова, Е. И. Изучение бифидогенных свойств фукозосодер-жащей добавки из подсырной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова и др. / Материалы L отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2011 год. - Воронеж, 2012. - Ч. 1. - с. 31.

11. Мельникова, Е. И. Токсикологическая безопасность пищевой композиции из подсырной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. С. Рудниченко, О. А. Мурадова и др. / Алиментрарно-зависимая патология: пре-диктивный подход: материалы XIV всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием. - Москва, 2012. - Т. 2.-Ч. 1. — с. 56.

Патенты РФ

1. Пат. 2464796 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 21/00. Способ получения фукозосодержащей функциональной добавки из молочной сыворотки [Текст] / Мельникова Е. И., Нифталиев С. И., Мурадова О. А. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (RU). - № 2011122348/10; заявл. 01.06.2011; опубл. 27.10.2012, Бюл. № 30. - 6. с.

2 Пат. 2478294 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 9/123. Способ производства йогурта с синбиотическими свойствами [Текст] / Мельникова Е. И., Мурадова О. А., Рудниченко Е. С., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (RU). - № 2012111798/10; заявл. 27.03.2012; опубл.10.04.2013, Бюл. № 10. - 7 с.

_Подписано в печать 31.10.2013 Формат 60x84 716.

Усл. печ. л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ N°1SB ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Отдел оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полиграфии: 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

На правах рукописи

Мурадова Ольга Афанасьевна

ПОЛУЧЕНИЕ ФУКОЗОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО В ТЕХНОЛОГИИ СИНБИОТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств

Ц") ДИССЕРТАЦИЯ

00

на соискание ученой степени кандидата технических наук

со 8

Т™ (\| Научный руководитель

О ^

доктор технических наук,

V СМ

профессор Мельникова Е.И.

Воронеж - 2013

Содержание

Введение................................................................................................................................................................4

Глава 1 Аналитический обзор литературы........................................................................9

1.1 Минорные углеводы как функциональные компоненты пищи. Современное состояние их производства........................................9

1.2 Физиологические функции, сырьевые источники, способы получения минорного углевода фукозы......................................................................13

1.3 Синбиотические продукты: роль в питании, тенденции и

перспективы развития производства..............................................................................26

Заключение............................................................................................................................................30

Глава 2 Объекты, материалы и методы исследований..................................................31

2.1 Организация исследований..........................................................................................31

2.2 Методы и методики экспериментальных исследований....................33

2.3 Материально-техническая база эксперимента............................................42

2.3.1 Установки для мембранной обработки сыворотки................42

2.3.2 Хроматограф жидкостной «Alliance»..................................................46

2.3.3. Вискозиметр ротационный Bohlin Visco 88 BV......................49

2.4 Математическое планирование и обработка результатов исследований............................................................................................................................................51

Глава 3 Разработка технологии фукозосодержащего концентрата на

основе под сырной сыворотки....................................................................................................................53

3.1 Получение фукулозы из лактозосодержащего сырья................................53

3.2 Оптимизация условий биотрансформации фукулозы в фукозу..............................................................................................................................................................60

3.3 Алгоритм и технологическая схема производства фукозосодержащего концентрата....................................................................................69

3.4 Химический состав, функциональные свойства, показатели

качества и безопасности фукозосодержащего

концентрата................................................................... 72

Глава 4 Применение фукозосодержащего концентрата в технологии синбиотических продуктов.......................................................... 83

4.1 Обоснование выбора ассортиментных групп кисломолочных продуктов....................................................................... 83

4.2 Синбиотический йогурт: состав, свойства, показатели качества и безопасности...................................................... 86

4.3 Разработка рецептурно-компонентного решения синбиотического мороженого, исследование его состава и свойств......................................................................... 103

4.4 Совершенствование технологии синбиотических продуктов в соответствии с рекомендациями по использованию системы управления качеством НАССР.......................................................... 122

Выводы..................................................................................... 127

Список использованных источников.................................................. 128

Приложения.............................................................................. 146

«Молочная сыворотка-универсальное сырье» академик Н. Н. Липатов

ВВЕДЕНИЕ

Приоритетные направления государственной политики в области здорового питания на период до 2020 года предусматривают сохранение и укрепление здоровья населения, путем удовлетворения потребности в полноценном и сбалансированном питании. Выбранная тенденция предусматривает стимулирование развития отечественного производства пищевых продуктов массового потребления, в том числе функциональных ингредиентов и продуктов питания на их основе.

Большое значение среди продуктов питания уделяется синбиотическим, которые оказывают выраженное функциональное воздействие на организм человека за счёт комплексного действия пробиотических и пребиотических компонентов.

Перспективным сырьевым источником для получения ингредиентов с пре-биотическими свойствами является подсырная сыворотка - многокомпонентная полифункциональная система, биотехнологический потенциал которой позволяет получить широкий спектр функциональных производных.

Переработке подсырной сыворотки и получению продуктов на ее основе посвящены работы известных ученых: А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Несте-ренко, А.Ю. Просекова, Н.И. Дунченко, Е.И. Мельниковой, J1.A. Забодаловой, Э.Ф. Кравченко, С.А. Рябцевой, Г.Б. Гаврилова, A.B. Серова, В.Д. Харитонова, А.Н. Пономарева, Т. Mizota, Y. Tamura, S. Adashi, G.R.Andrews, F.Petuely и других ученых.

Направленная биохимическая трансформация лактозы - основного компонента сухих веществ подсырной сыворотки - позволяет получать различные функциональные нутриенты: тагатозу, фукозу, лактулозу, лактосахарозу, галакто-олигосахариды. Фукоза относится к минорным моносахаридам и характеризуется многочисленными эффектами позитивного воздействия на организм человека.

С учетом актуальности разработка технологии получения фукозы с последующим применением в производстве синбиотических продуктов открывает дополнительные возможности в решении проблемы комплексной, экономически-целесообразной и экологически безопасной переработки вторичного молочного сырья, обеспечивающей население полноценным и сбалансированным питанием.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ г. р. 01.2.00605297, 2006 - 2010 гг.), по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г). Цель работы - разработка технологии фукозосодержащего концентрата и синбиотических продуктов на его основе.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- обосновать применение подсырной сыворотки как сырья для получения фукозы и способы её биотехнологической трансформации в фукулозу;

- оптимизировать условия биотрансформации фукулозы в фукозу концентрат и разработать технологию получения фукозосодержащего концентрата;

- установить химический состав, функционально-технологические характеристики и показатели безопасности фукозосодержащего концентрата;

- разработать рецептурно-компонентные решения фукозосодержащих синбиотических продуктов с заданными химическими и функционально-технологическими характеристиками;

- усовершенствовать технологию производства синбиотических продуктов, обосновать экономическую эффективность и провести апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту.

Оптимальные условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.

Фукозосодержащий концентрат как многокомпонентная полифункциональная система: химический состав, функционально-технологические свойства (в том числе бифидогенные), показатели качества и безопасности.

Модифицированная технология, состав и свойства синбиотических продуктов с фукозосодержащим концентратом.

Научная новизна.

Предложены способы и оптимизированы условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.

Получены новые данные о фукозосодержащем концентрате, включающие его химический состав, физико-химические, бифидогенные свойства, показатели качества и безопасности.

Разработаны рецептурно-компонентные решения для реализации ценных свойств фукозосодержащего концентрата в производстве синбиотических продуктов с учетом их функциональности, социальной значимости и качественных характеристик.

Практическая значимость. Запатентованный способ биотехнологической трансформации предусматривает комплексное использование сырья и позволяет получить фукозосодержащий концентрат с пребиотическими свойствами.

Разработанные рецептуры и усовершенствованные технологии кисломолочных продуктов с фукозосодержащим концентратом позволяют придать им син-биотические свойства и усилить их функциональное действие.

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных технологий подтверждена промышленной апробацией на предприятиях отрасли (ОАО Молочный комбинат «Воронежский», г. Воронеж, ОАО «Липецкий Хладокомбинат», г. Липецк).

Новизна практических разработок подтверждена материалами Роспатента.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 6, 7 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); II Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); V Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2011); Инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011); II Международной научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности» (Ставрополь, 2011); Международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии», научно-практический семинар «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, теории и практики» (Ставрополь, 2011); III Общероссийской студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум 2011» (Воронеж, 2011); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок» (Воронеж, 2011); Научно-практической конференции профессорско-преподавательского и аспирантского состава факультета технологии и товароведения «Актуальные вопросы технологий производства, переработки, хранения сельскохозяйственной продукции и товароведения» (Воронеж, 2012); Ь Отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2011 год (Воронеж, 2012); Материалы ХР/всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Алиментарно-зависимая патология: предиктивный подход» ( Москва, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 20 работ, в том числе 7 в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисов докладов и 2 патента РФ.

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Минорные углеводы, как функциональные компоненты пищи, современное состояние их производства

К одному из наиболее распространенных классов пребиотических соединений относятся углеводы - полифункциональные соединения, объединяющие в себе простейшие сахара, их олигомеры и полимеры [9,106].

В настоящее время существует более двухсот моносахаридов, однако только девять из них присутствуют практически во всех природных объектах. Данный класс углеводов носит название «минорные» по аналогии с аминокислотами [22,67,95,106] (таблица 1).

Таблица 1

Минорные моносахариды

Название и обозначение моносахарида

Класс

Формула

Э-галактоза О-ва!

гексоза

СН2ОН

он

-Оч он

нЧ

он н

он

Б-манноза В-Мап

гексоза

СН 2ОН

-Оч Н

но^

он п он

о н

Ь-фукоза Ь-Рис

гексоза дезоксисахар

Н

"О ОН

НО

н снз он^

н

он н

Ь- рамноза Ь-Ш1а

гексоза дезоксисахар

он

он

н снз н

он он

Продолжение таблицы 1

Э-ксилоза Б-Ху1

пентоза

Н

Н

-о Н

онн н

но

он

н он

Ь-арабиноза Ь-Ага

пентоза

Н

ОН

"О Н

N

онн н

он

н он

]\[-ацетилглюкозамин вкИАс

гексоза аминосахар

СН2ОН

"О ОН

НО^

ОНН н

н

н ын

НоС^ ^о

Ы-ацетилгалактозамин Оа1КАс

гексоза аминосахар

СН2ОН

ОН

"О Н

N

онн н

он

н мн

Ы-ацетилнейраминовая кислота ЫеиАС

ноноза кетосахар дезоксисахар аминосахар

Н,С

/

:С-1ЧН

Галактоза - относится к классу минорных сахаридов и присутствует как в животных, так и в растительных организмах. В растениях галактоза содержится составе трисахарида раффинозы и способна превращаться в глюкозу. В организме человека галактоза представлена как структурная часть лактозы. При участие ферментных систем галактоза может также трансформироваться в глюкозу и использоваться в метаболических целях. Образуется галактоза в организме человека в результате гидролиза лактозы [78].

Следующий представитель класса минорных сахаридов - манноза, входящая в состав полисахаридов мананнов, которые являются структурными компонентами бактериальных и растительных гликопротеинов. Растительные камеди и ман-наны - основные источники получения маннозы. В растительных тканях манноза присутствует в виде составных частей различных высокомолекулярных соединений, таких как слизи и гемицеллюлоза. В организме человека манноза присутствует в слюне, крови и различных жидкостях и секретах. В организме человека манноза не метаболизируется [66].

Получают маннозу путем гидролитического расщипления маннанов, накапливающихся в растительных продуктах, таких как скорлупа каменного ореха, семена рожкового дерева, зерна финика. Наиболее распространенным источником получения маннозы являются бобы рожкового дерева.

Фукоза - минорный углевод, встречающийся как в свободном так и в связанном состояниях. Фукоза присутствует в клетках млекопитающих в Ь-форме, входит в состав бактериальных и растительных полисахаридов, гликопротеинов и других природных биополимеров. Источниками получения этого углевода являются бурые водоросли и фукус пузырчатый. В организме человека она практически не метаболизируется [22,54].

Рамноза - минорный сахарид, встречающийся в свободном виде в составе многих растительных и бактериальных полисахаридов, растительных гликозидов. О-рамноза встречается лишь в некоторых гликозидах и полисахаридах микроорганизмов.

Исходным материалом для получения рамнозы служит кора красильного дуба, содержащая как главную составную часть глюкозид кверцитрин, из которого рамноза может быть получена путем гидролиза [66].

Ксилоза - «древесный сахар», входит в состав пектиновых веществ, камедей, слизей, гемицеллюлоз и некоторых гликопротеинов. Получают ксилозу при гидролизе полисахарида ксилана, содержащегося в больших количествах в древесине и различных сельскохозяйственных отходах: подсолнечной лузге, соломе, хлопковой шелухе [66].

Арабиноза - моносахарид, входит в состав многих полисахаридов растительного происхождения, гликозидов, камедей (гуммиарабик, вишнёвый клей), слизей и сапонинов. Арабиноза встречается в плодах многих растений как в свободном, так и в связанном состоянии. Ее получают обычно из камеди (гумми), которую выделяют некоторые деревья и кустарники при повреждении коры. Получают при гидролизе полимерного ангидрида арабана, который является составной частью камеди [66].

Аминосахара - моносахариды, в которых одна или несколько гидроксиль-ных групп заменены на аминогруппы. Некоторые из них являются компонентами смешанных биополимеров, другие встречаются в качестве структурных единиц в антибиотиках. Наиболее распространены производные 2-амино-2-дезоксисахаров: М-ацетилглюкозамин, Ы-ацетилгалактозамин и К- ацетилнейраминовая кислота [66].

1Ч-ацетилглюкозамин в виде гомополимера хитина формирует скелет насекомых и ракообразных, у бактерий является компонентом клеточной стенки. В животном мире ТЧ-ацетилглюкозамин входит в состав мукополисахаридов соединительной ткани (гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфатов, гепарина), групповых веществ крови и других гликопротеинов. Также данный моносахарид входит в состав олигосахаридов женского молока. Остаток К-ацетилглюкозамина обычно находится на восстанавливающем конце Ы-гликозидных углеводных цепей животных гликопротеинов и образует связь « углевод — белок» [66].

Аналогичную роль, но в О-гликозидных цепях, выполняет ]Ч-ацетилгалактозамин, входящий в состав как гликопротеинов, так и гликолипидов. !Ч-ацетилгалактозамин является детерминантным сахаром групповых веществ крови, определяющим их специфичность.

М-ацетилнейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты), являющиеся компонентами олигосахаридов молока, ганглиозидов и многих животных гликопротеинов. Си�