Технологія функціональних інгредієнтів на основі біополімерів культивованих грибів
Вантажиться...
Дата
2015
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація присвячена розробці технологій функціональних інгредієнтів на основі біополімерів культивованих грибів. На основі біомодіфіцірованних полісахаридів грибів отримані розчинні залізовмісні комплекси. Обґрунтовано оптимальні умови отримання функціонального інгредієнта адаптогенної дії з печериці. Медико-біологічними дослідженнями доведено, що дія стресора «Функціональний інгредієнт адаптогенної дії» позитивно впливає на стан нервової системи експериментальних тварин, на функціонування систем детоксикації, активує антиоксидантну систему, сприяє стабілізації показників ліпідного обміну. Розроблено та економічно обгрунтовані технології функціональних інгредієнтів. Показано, що отримана продукція відповідає необхідним санітарно-гігієнічним показникам і може зберігатися 12 місяців. Розроблено нормативну документацію на виробництво пропонованих функціональних інгредієнтів.
Диссертация посвящена разработке технологий функциональных ингредиентов на основе биополимеров культивируемых грибов. На основе биомодифицированных полисахаридов грибов получены растворимые железосодержащие комплексы. Обоснованы оптимальные условия получения функционального ингредиента адаптогенного действия из шампиньона. Медико-биологическими исследованиями доказано, что действие стрессора «Функциональный ингредиент адаптогенного действия» положительно влияет на состояние нервной системы экспериментальных животных, на функционирование систем детоксикации, активирует антиоксидантную систему, способствует стабилизации показателей липидного обмена. Разработаны и экономически обоснованы технологии функциональных ингредиентов. Показано, что полученная продукция соответствует необходимым санитарно-гигиеническим показателям и может храниться 12 месяцев. Разработана нормативная документация на производство предлагаемых функциональных ингредиентов.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. Диссертация посвящена разработке технологий функциональных ингредиентов на основе биополимеров культивируемых грибов. Установлено, что в составе грибов преобладают углеводы (56,1...61,4 % сухих веществ сырья). Содержание белка составляет 14,0...17,5 %, липидов - 2,3...3,1 %, фенольных веществ - 4,2...6,6 %. Последние представлены фенольными кислотами, флавоноидами и меланинами. Показано, что водорастворимые полисахариды грибов содержат разветвленный β-(1→3)/(1→6)-глюкан, линейный ɑ-(1—>3)-глюкан и манногалактан. Щелочерастворимый полисахарид шампиньона является разветвленным галактоглю каном, а вешенки - β-(1→3)/(1→6)-глюканом. Макромолекула β-(1→3)/(1→6)-глюкана имеет разветвленное строение, ее кор построен из D-глюкопиранозных единиц, соединенных β-(1→3)- гликозидными связями; к положениям 0-6 моносахаридных остатков основной цепи присоединены боковые ответвления в виде D-глюкопиранозных остатков, связанных β-(1→3)-гликозидными связями. Основная цепь макромолекулы галак тоглюкана шампиньона состоит из β-(1→3)-глюкопиранозных остатков, к некоторым моносахаридным звеньям в положениях 0-6 присоединены боковые ответвления в виде остатков β-D-глюкопираноз и β-D-галактопираноз. Обоснованы условия получения и последующего ограниченного ферментативного гидролиза полисахаридов грибов с целью максимального накопления в гидролизате продуктов с молекулярной массой 15...25 кДа (биомодифицированные полисахариды). Рациональные условия проведения ферментолиза: концентрация фермента 0,25 мг/см^3, соотношение E : S = 1 : 45, продолжительность 21 час, гидромодуль 150. На основе биомодифицированных полисахаридов грибов получены растворимые железосодержащие комплексы. Установлено, что их состав и устойчивость в кислой среде зависят от соотношения ион железа : полисахариды, концентрации реагирующих веществ, pH реакционной среды. Рациональными условиями получения железосодержащих комплексов является совмещение растворов хлорида железа концентрацией Fe^3^+ 0,075 % и полисахарида концентрацией 0,19%, при массовом соотношении ионы железа : углеводы 1,0 : 2,5 и pH среды- 11,0...11,5. Образование железосодержащих комплексов доказано методами гельхроматографии, дериватографии, УФ-, ИК-спектроскопии. С помощью электронной микроскопии установлено, что они относятся к наноструктурам, размер частиц которых составляет 5...20 нм. В экспериментах на животных доказано, что функциональный ингредиент «Железосодержащий комплекс на основе биомодифицированных полисахаридов грибов» является эффективным противоанемическим средством при профилактике и лечении патологических состояний, связанных с дефицитом железа в организме. Выделены нерастворимые биополимерные комплексы грибов. Показано, что варьированием условий обработки сырья возможно получение образцов с разным массовым соотношением компонентов (содержание глюкана 39.3...81.3 %, хитина - 7,5...39,7%, меланинов - 2,5...19,8%, белка - 3.0..11,7%). Установлено, что они проявляют сорбционные, антацидные, антиоксидантные свойства, способны стимулировать рост кишечной микрофлоры и могут быть отнесены к категории функциональных ингредиентов адаптогенного действия. Обоснованы оптимальные условия получения функционального ингредиента адаптогенного действия из шампиньона. Медико-биологическими исследованиями доказано, что при воздействии стрессора «Функциональный ингредиент адаптогенного действия» положительно влияет на состояние нервной системы экспериментальных животных, функционирование систем детоксикации, активирует антиоксидантную систему, способствует стабилизации показателей липидного обмена. Показана возможность иммобилизации ингибиторов пищеварительных ферментов - ингибиторов липазы и амилазы на биополимерном комплексе клеточных стенок грибов. Получены препараты, содержащие как одну, так и две иммобилизованные ингибиторные составляющие. Показано, что эффективной матрицей для совместной иммобилизации ингибиторов является биополимерный комплекс шампиньона, который содержит хитина свыше 35 % и глюкана около 40 %. Обоснованы оптимальные условия ее получения. Разработаны условия совместной иммобилизации ингибиторов: концентрация фенольных соединений в растворе - 0,33 %, белковых веществ овса - 0,33 %; последовательность нанесения - вначале ингибитор амилазы, затем ингибитор липазы; гидромодуль 6; температура 20...25 °С; длительность иммобилизаций каждого из ингибиторов 20 мин. Иммобилизованный препарат характеризуется высокой степенью сохранения антилиполитической и антиамилолитической активностей в условиях желудочно-кишечного тракта. Полученный функциональный ингредиент комплексного действия относится к категории ингредиентов, регулирующих обменные процессы, и может быть рекомендован при профилактике и лечении ожирения и сахарного диабета второго типа. Разработаны и экономически обоснованы технологии функциональных ингредиентов: «Железосодержащий комплекс на основе биомодифицированных полисахаридов грибов», «Функциональный ингредиент адаптогенного действия» и «Функциональный ингредиент комплексного действия». Осуществлена их промышленная апробация на биотехнологическом предприятии. Показано, что полученная продукция соответствует необходимым санитарно-гигиеническим показателям и может храниться 12 месяцев. Разработана нормативная документация на производство предлагаемых функциональных ингредиентов.
The thesis for obtaining the scientific degree of the Candidate of Technical Sci¬ence on the specialty 03.00.20 - Biotechnology. This thesis was devoted to development of functional ingredients on the basic of cultivated mushrooms biopolymers. The characteristic of bioactive substances of mushrooms cultivated in Ukraine (Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus) was represented. The composition of mushrooms polysaccharides and their structure was determined. The method of mushrooms polysaccharides biotransformation using controlled enzymatic degradation by the enzyme preparation Rovabio Excel AP was developed. The conditions obtaining iron complexes on the basic of biomodificated mushrooms polysaccharides were substantiated. Their antianemic activity was proved by the biomedical research. The biopolymer complexes of mushrooms cell walls were isolated and investigated. They were functional and physiological components with adaptogenic activity. The optimum conditions for obtaining the functional ingredient with the adaptogenic action were determined. Its effectiveness was confirmed in the experiment on animals. The method of obtaining the stabilized lipase and amylase inhibitors by their coimmobilization on the mushrooms biopolymer matrix was developed. The technologies of the proposed functional ingredients were developed and eco-nomically substantiated. Their reality was confirmed by the results of the industrial testing at the biotechnological company. The normative documentation for producing the functional ingredients was developed.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. Диссертация посвящена разработке технологий функциональных ингредиентов на основе биополимеров культивируемых грибов. Установлено, что в составе грибов преобладают углеводы (56,1...61,4 % сухих веществ сырья). Содержание белка составляет 14,0...17,5 %, липидов - 2,3...3,1 %, фенольных веществ - 4,2...6,6 %. Последние представлены фенольными кислотами, флавоноидами и меланинами. Показано, что водорастворимые полисахариды грибов содержат разветвленный β-(1→3)/(1→6)-глюкан, линейный ɑ-(1—>3)-глюкан и манногалактан. Щелочерастворимый полисахарид шампиньона является разветвленным галактоглю каном, а вешенки - β-(1→3)/(1→6)-глюканом. Макромолекула β-(1→3)/(1→6)-глюкана имеет разветвленное строение, ее кор построен из D-глюкопиранозных единиц, соединенных β-(1→3)- гликозидными связями; к положениям 0-6 моносахаридных остатков основной цепи присоединены боковые ответвления в виде D-глюкопиранозных остатков, связанных β-(1→3)-гликозидными связями. Основная цепь макромолекулы галак тоглюкана шампиньона состоит из β-(1→3)-глюкопиранозных остатков, к некоторым моносахаридным звеньям в положениях 0-6 присоединены боковые ответвления в виде остатков β-D-глюкопираноз и β-D-галактопираноз. Обоснованы условия получения и последующего ограниченного ферментативного гидролиза полисахаридов грибов с целью максимального накопления в гидролизате продуктов с молекулярной массой 15...25 кДа (биомодифицированные полисахариды). Рациональные условия проведения ферментолиза: концентрация фермента 0,25 мг/см^3, соотношение E : S = 1 : 45, продолжительность 21 час, гидромодуль 150. На основе биомодифицированных полисахаридов грибов получены растворимые железосодержащие комплексы. Установлено, что их состав и устойчивость в кислой среде зависят от соотношения ион железа : полисахариды, концентрации реагирующих веществ, pH реакционной среды. Рациональными условиями получения железосодержащих комплексов является совмещение растворов хлорида железа концентрацией Fe^3^+ 0,075 % и полисахарида концентрацией 0,19%, при массовом соотношении ионы железа : углеводы 1,0 : 2,5 и pH среды- 11,0...11,5. Образование железосодержащих комплексов доказано методами гельхроматографии, дериватографии, УФ-, ИК-спектроскопии. С помощью электронной микроскопии установлено, что они относятся к наноструктурам, размер частиц которых составляет 5...20 нм. В экспериментах на животных доказано, что функциональный ингредиент «Железосодержащий комплекс на основе биомодифицированных полисахаридов грибов» является эффективным противоанемическим средством при профилактике и лечении патологических состояний, связанных с дефицитом железа в организме. Выделены нерастворимые биополимерные комплексы грибов. Показано, что варьированием условий обработки сырья возможно получение образцов с разным массовым соотношением компонентов (содержание глюкана 39.3...81.3 %, хитина - 7,5...39,7%, меланинов - 2,5...19,8%, белка - 3.0..11,7%). Установлено, что они проявляют сорбционные, антацидные, антиоксидантные свойства, способны стимулировать рост кишечной микрофлоры и могут быть отнесены к категории функциональных ингредиентов адаптогенного действия. Обоснованы оптимальные условия получения функционального ингредиента адаптогенного действия из шампиньона. Медико-биологическими исследованиями доказано, что при воздействии стрессора «Функциональный ингредиент адаптогенного действия» положительно влияет на состояние нервной системы экспериментальных животных, функционирование систем детоксикации, активирует антиоксидантную систему, способствует стабилизации показателей липидного обмена. Показана возможность иммобилизации ингибиторов пищеварительных ферментов - ингибиторов липазы и амилазы на биополимерном комплексе клеточных стенок грибов. Получены препараты, содержащие как одну, так и две иммобилизованные ингибиторные составляющие. Показано, что эффективной матрицей для совместной иммобилизации ингибиторов является биополимерный комплекс шампиньона, который содержит хитина свыше 35 % и глюкана около 40 %. Обоснованы оптимальные условия ее получения. Разработаны условия совместной иммобилизации ингибиторов: концентрация фенольных соединений в растворе - 0,33 %, белковых веществ овса - 0,33 %; последовательность нанесения - вначале ингибитор амилазы, затем ингибитор липазы; гидромодуль 6; температура 20...25 °С; длительность иммобилизаций каждого из ингибиторов 20 мин. Иммобилизованный препарат характеризуется высокой степенью сохранения антилиполитической и антиамилолитической активностей в условиях желудочно-кишечного тракта. Полученный функциональный ингредиент комплексного действия относится к категории ингредиентов, регулирующих обменные процессы, и может быть рекомендован при профилактике и лечении ожирения и сахарного диабета второго типа. Разработаны и экономически обоснованы технологии функциональных ингредиентов: «Железосодержащий комплекс на основе биомодифицированных полисахаридов грибов», «Функциональный ингредиент адаптогенного действия» и «Функциональный ингредиент комплексного действия». Осуществлена их промышленная апробация на биотехнологическом предприятии. Показано, что полученная продукция соответствует необходимым санитарно-гигиеническим показателям и может храниться 12 месяцев. Разработана нормативная документация на производство предлагаемых функциональных ингредиентов.
The thesis for obtaining the scientific degree of the Candidate of Technical Sci¬ence on the specialty 03.00.20 - Biotechnology. This thesis was devoted to development of functional ingredients on the basic of cultivated mushrooms biopolymers. The characteristic of bioactive substances of mushrooms cultivated in Ukraine (Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus) was represented. The composition of mushrooms polysaccharides and their structure was determined. The method of mushrooms polysaccharides biotransformation using controlled enzymatic degradation by the enzyme preparation Rovabio Excel AP was developed. The conditions obtaining iron complexes on the basic of biomodificated mushrooms polysaccharides were substantiated. Their antianemic activity was proved by the biomedical research. The biopolymer complexes of mushrooms cell walls were isolated and investigated. They were functional and physiological components with adaptogenic activity. The optimum conditions for obtaining the functional ingredient with the adaptogenic action were determined. Its effectiveness was confirmed in the experiment on animals. The method of obtaining the stabilized lipase and amylase inhibitors by their coimmobilization on the mushrooms biopolymer matrix was developed. The technologies of the proposed functional ingredients were developed and eco-nomically substantiated. Their reality was confirmed by the results of the industrial testing at the biotechnological company. The normative documentation for producing the functional ingredients was developed.
Опис
Нікітіна, О. В. Технологія функціональних інгредієнтів на основі біополімерів культивованих грибів [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 03.00.20 "Біотехнологія" / Нікітіна Олександра Валеріївна ; наук. кер. Н. К.Черно ; Одес. нац. акад. харч. технологій. - Одеса : ОНАХТ, 2015. - 20 с.
Ключові слова
печериця двоспорова, глива звичайна, ферментативний гідроліз, полісахариди, шампиньон двуспоровый, вешенка обыкновенная, ферментативный гидролиз, полисахариды