Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 9
1.1. Функциональные продукты как основа питания 9
1.2 Пробиотики, пребиотики и их функциональные свойства 14
1.3 Применение про- и пребиотиков в пищевой промышленности для создания продуктов с синбиотическими свойствами 29
1.4 Кондитерские изделия, обогащенные функциональными ингредиентами 34
2 Методическая часть 37
2.1 Методика проведения эксперимента 37
2.2 Методы исследования пробиотических культур 39
2.3 Методы исследования пребиотиков 43
2.4 Методы исследования структурно-механических характеристик жировых масс 44
2.5 Методы исследования показателей качества полуфабрикатов и готовых изделий 48
2.6 Методы математической обработки результатов исследований 51
3 Экспериментальная часть 52
3.1 Обоснование выбора объектов исследования 52
3.1.1 Обоснование выбора вида пробиотических культур при создании жировых начинок для вафельных изделий 52
3.1.2 Сравнительная оценка пищевых волокон с пребиотическими свойствами 62
3.1.3 Характеристика синбиотических систем 66
3.2 Влияние про- и пребиотиков на реологические свойства модельных структурированных дисперсных систем 70
3.3 Определение оптимальных дозировок пробиотиков и бифидогенных волокон для введения в жировую начинку 74
3.4 Разработка научно- обоснованной рецептуры вафель с жировой начинкой 87
3.5 Обоснование технологических параметров производства жировых начинок с синбиотическими свойствами 91
3.6 Оценка потребительских свойств вафель с синбиотическими свойствами 105
3.6.1 Определение физико- химических и органолептических показателей качества вафельных изделий с синбиотическими свойствами 105
3.6.2 Оценка пищевой ценности вафельных изделий 107
3.6.3 Исследование сохраняемости вафельных изделий с синбиотическими свойствами „ 109
3.7 Изучение изменения проибиотических свойств синбиотического продукта в процессе хранения 114
4 Клинические исследования новых сортов вафельных изделий с синбиотическими свойствами 118
5 Опытно- производственные испытания 121
Выводы и рекомендации 122
Список использованной литературы 124
Приложения 140
- Применение про- и пребиотиков в пищевой промышленности для создания продуктов с синбиотическими свойствами
- Кондитерские изделия, обогащенные функциональными ингредиентами
- Методы исследования структурно-механических характеристик жировых масс
- Влияние про- и пребиотиков на реологические свойства модельных структурированных дисперсных систем
Введение к работе
1.1 Актуальность работы. В современном мире в связи с ухудшением экологической обстановки и все более широким применением антибиотиков наблюдается нарушение стабильности состава микрофлоры кишечника человека, приводящее к появлению дизбактериоза.
С точки зрения функционального питания пищевые продукты рассматриваются не только как источники энергии и пластических веществ, но и обладающие способностью оказывать благоприятное, оздоровительное воздействие на организм человека
В настоящее время актуальным является поддержание микробных ассоциаций кишечной микрофлоры на уровне, наиболее благоприятном для здоровья человека, т.к., по современным представлениям, от процессов микробной ферментации в толстом кишечнике зависит не только нормальное функционирование пищеварительной системы, но и состояние организма в целом, а дисбаланса кишечного микробиоценоза (при антибиотикотерапии, влияние экологических факторов – токсины и мутагенные вещества) приводит к серьезным физиологическим нарушениям и может являться первопричиной многочисленных заболеваний. Поиски путей и средств профилактики и коррекции дисбиотических нарушений являются актуальной проблемой.
В связи с этим, продолжается активный поиск оптимальных средств, направленных на профилактику возникновения дисбактериоза и увеличивающих сопротивляемость организма неблагоприятным факторам внешней среды. Этим обусловлено появление на рынке продуктов, синбиотиков (комбинация пробиотиков и пребиотиков). Эффективность синбиотиков основана на синергизме пробиотиков и пребиотиков, за счет которого не только имплантируются вводимые микроорганизмы в желудочно-кишечный тракт человека, но и стимулируется рост и развитие его собственной микрофлоры.
Перспективным при создании синбиотических функциональных продуктов является поиск и внедрение в производство натуральных компонентов, обладающих высокими технологическими и физиологическими функциональными свойствами. Свойствами пребиотиков обладают пищевые волокна и олигосахариды и их производные. Пищевые волокона способны воздействовать на нормофлору кишечника, усиливать селективную ферментацию, проявлять адсорбирующий эффект, оказывать стимулирующее воздействие на рост полезной микрофлоры кишечника, что позволяет создавать на их основе эффективные синбиотические продукты.
Пищевой промышленностью производится широкий ассортимент синбиотических продуктов на молочной основе, однако, выбор таких продуктов других групп еще невысок. Традиционно мучные кондитерские изделия пользуются большой популярностью, как у детей, так и у взрослого населения. Ввиду того, что жировые начинки не подвергаются тепловой обработке в ходе технологического процесса, создается возможность сохранить синбиотики в нативном состоянии. В этой связи разработка технологий синбиотических мучных кондитерских изделий является актуальной.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии тематикой НИР кафедры Технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ «Разработка научных основ создания технологий и ассортимента хлебобулочных и мучных кондитерских изделий лечебно- профилактического назначения» № госрегистрации 01200304874
1.2 Цели и задачи исследований. Целью работы являлось совершенствование технологии вафель функционального назначения с синбиотическими свойствами.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- изучение, анализ и систематизация научной и патентной литературы по теме исследований;
- теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности при-менения пробиотических и пребиотических добавок в качестве сырья для производства вафельных изделий;
- исследование комплекса физиолого-биохимических свойств бифидобактерий и комплексных бакпрепаратов;
изучение состава и технологических свойств пребиотиков;
выбор оптимальных дозировок и способов внесения синбиотика в жировую начинку вафельных изделий;
исследование влияния внесенных добавок на реологические, физико-химические и органолептические свойства вафельных изделий;
разработка рецептуры и технологии вафельных изделий функционального назначения;
оценка потребительских свойств, пищевой ценности, безопасности и сохраняемости вафельных изделий функционального назначения с синбиотическими свойствами;
изучение изменения пробиотических свойств синбиотического продукта в процессе хранения;
клинические исследования новых видов вафельных изделий функционального назначения;
опытно-промышленная апробация результатов исследований и разработка комплекта технической документации на новые сорта вафельных изделий функционального назначения;
оценка экономической эффективности от внедрения и реализации вафельных изделий функционального назначения по разработанным рецептурам.
1.3 Научная новизна. Научно обоснована целесообразность и эффективность использования пробиотиков – комбинированных поливидовых бакконцентратов Бифилакта А и Бифилакта Д – и пребиотика – растворимых бифидогенных пищевых волокон BeneoTMSynergy1 – в качестве синбиотической добавки к вафельным изделиям.
Изучены физиолого-биохимические и технологические свойства штаммов бифидобактерий и комплексных бакконцентратов, а также растворимых бифидогенных пищевых волокон BeneoTMSynergy1. Выявлены основные закономерности совместного влияния пробиотиков и бифидогенных волокон на технологические свойства жировой начинки и качество вафель.
Выявлено положительное влияние синбиотического комплекса на реологические и адгезионные свойства жировой вафельной начинки. Определены эффективные дозировки синбиотического комплекса для обогащения вафельных изделий.
Показана возможность снижения содержания жира в вафельной начинке за счет внесения бифидогенных пищевых волокон BeneoTMSynergy1, что приводит к снижению энергетической ценности.
С использованием метода компьютерного моделирования разработана рецептура жировой вафельной начинки повышенной физиологической ценности.
Показано, что применение синбиотического комплекса при производстве вафельных изделий повышает их потребительские свойства и увеличивает стойкость вафельной начинки к окислению жировой фазы в процессе хранения.
Проведенная клиническая оценка разработанных вафельных изделий –«Колибри» и «Мулат» позволила выявить положительное влияние на физиологическое состояние организма человека, заключающееся в коррекции микробиоценоза кишечника.
1.4 Практическая значимость. Разработана рецептура вафель «Колибри» и «Мулат», обладающих высокими потребительскими свойствами и физиологической ценностью. На основе анализа и обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации по выпуску вафельных изделий с синбиотическими свойствами.
Разработан комплект технической документации на вафли с синбиотическими свойствами (ТУ 9137-263-02067862-2008; ТИ 02067862–263–2008, РЦ 02067862-263; РЦ 02067862-264).
1.5 Реализация результатов исследования. Разработанные технологические режимы приготовления вафельных изделий с жировой начинкой с внесением синбиотиков, а также рецептуры мучных кондитерских изделий испытаны в условиях учебно- научно- производственного комплекса факультета инженерии, экспертизы и компьютерного моделирования и высоких технологий.
Опытно-промышленные испытания разработанных технологических и технических решений проведены на ОАО «Каравай» (г. Краснодар).
Разработанные технические и технологические решения рекомендованы к внедрению на предприятиях в II квартале 2010 г. Ожидаемый экономический эффект от внедрения и реализации вафельных изделий функционального назначения с синбиотическими свойствами в объеме 1000 тонн в год составит 700 тыс руб.
1.6 Апробация работы Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных автором, доложены и обсуждены на: Межд. конф. студ. и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2006); VIII Регион. науч.-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2006); VIII науч.- практич. конф. с межд. участием «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2006); V науч.-практ. конф. молодых ученых и студ. Юга России «Медицинская наука и здравоохранение» (г. Анапа 2007); ХХХVI науч. конф. студ. и молодых ученых вузов ЮФО, посвященная 40-летнему юбилею КГУФКСиТ (г. Краснодар, 2009); X Межд. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2009); Межд. науч. студ. конф. «Научный потенциал студенчества в XXI веке» (г. Ставрополь, 2009); Международная научно-практическая конференция «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2009).
1.8 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 18 научных трудов, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 3 патента РФ на изобретение.
1.9 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы выполнена на 138 страницах, включает 21 таблицу и 24 рисунка. Список литературных источников включает 171 наименование отечественных и зарубежных авторов.
Применение про- и пребиотиков в пищевой промышленности для создания продуктов с синбиотическими свойствами
Одна из основных областей применения «Fibregum» - молочные продукты (подкисленные молочные десерты, молочные напитки, плавленый сыр, желированное молоко, мороженое, замороженный йогурт).
Гуммиарабик представляет большой интерес для питания: проход этих волокон через пищеварительный тракт имеет своим следствием ряд физиологических эффектов, полезных для здоровья людей.
В кишечник человека попадают разные комплексы карбогидратов. Некоторые усваиваются с едой или проглатываются со слюной, другие сами образуются в кишечнике. Так как большинство из этих компонентов не абсорбируется или не разрушается окончательно во время прохода через желудок и тонкий кишечник, то они попадают в толстый кишечник в интактном состоянии. Наоборот, некоторые сахара и дисахариды, которые быстро абсорбируются в тонкой кишке, не доходят до толстого кишечника. Итак, комплекс карбогидратов является главным источником углерода и энергии,по крайней мере, для многочисленных видов сахаролитических бактерий в/толстом кишечнике.
Гуммиарабик - достаточно однородный по составу полисахарид в соединении с более разнородными гликопротеинами. Из литературы известно, что экстенсивная ферментация волокна акации способствует увеличению количества бактерий, присутствующих в слепой кишке и фекальных массах. Прием волокна акации может увеличить в организме во много раз (от 6,5 до 50%) количество бактероидов, бифидобактерий и лактобацил. Последние, живущие в анаэробных условиях, в толстом кишечнике могут ассимилировать и ферментировать продукты, полученные вследствие разложения волокон. Авторы статьи предполагают, что только незначительная часть гуммиарабик в составе синбио-тика утилизируется бифидобактериями, а остальные действуют как диетическое волокно [96,128].
В состав синбиотиков включили гуммиарабик марки AS (хорошо растворимый белый порошок, не содержит примесей). Он ферментируется благотворными микроорганизмами кишечной микрофлоры намного интенсивнее, чем стандартный гуммиарабик. Растворы гуммиарабик AS не обладают абсолютно никаким вкусом и запахом, способны изменять органолептические характеристики пищевого продукта, в состав которого входят.
На первом этапе проведения исследований по разработке синбиотических комплексов изучали влияние различных концентраций гуммиарабик на развитие бифидобактерий. При оптимальной концентрации наблюдались наибольший рост и сохранение количества жизнеспособных клеток бифидобактерий в процессе хранения готовых синбиотиков, сокращение продолжительности образования сгустка (на 10-13%) и уменьшение его синеретической способности (на 12-16%). В молоке без гуммиарабик уже через 10 суток клетки начинали отмирать, и их количество уменьшалось в 2,5 раза, тогда как при добавлении гуммиарабика оно оставалось практически на том же уровне. В продуктах с добавлением гуммиарабика через 20 суток насчитывались десятки миллионов клеток, в образце без добавок - миллионы. Пребиотик гуммиарабик является пищевым волокном — полисахаридом, который обладает сильной водосвязы-вающей способностью, что приводит к более быстрой дестабилизации мицелл казеина и образованию структурной сетки молочного геля. [24]
Важной характеристикой штаммов пробиотических бактерий, применяемых в промышленности, является антагонистическое действие по отношению к патогенным и условно - патогенным микроорганизмам. Установлено, что пробиотические свойства синбиотиков, полученных при сочетании бифидобактерийи гуммиарабика, усиливаются, что даёт возможность получать продукты, обладающие значительным терапевтическим эффектом.
Так, количество клеток Staph. Aureus под действием бифидобактерий уменьшается в 10 раз, под действием синбиотика - в 33 раза. В отношении Proteus vulgaris синбиотик проявляет менее выраженное антагонистическое действие. Количество клеток тест - культуры в его присутствии уменьшается в 8 раз. [7,99]
Готовые синбиотики характеризуются значительным количеством жизнеспособных клеток и значениями рН, позволяющими бифидобактериям сохраняться в физиологически активном состоянии.
Использование гуммиарабика при производстве синбиотических продуктов способствует активизации развития бифидобактерий, уменьшению окислительно - восстановительного потенциала, усилению антагонистической активности микрофлоры закваски, снижению синергетической способности продуктов, увеличению срока годности, позволяет получить продукт умеренной кислотности, что особенно важно для кисломолочных лечебных продуктов, предназначенных для детей [ 122].
Один из перспективных обогащающих ингредиентов из группы пищевых волокон и пребиотиков - полидекстроза. Полидекстроза, в отличие от подавляющего большинства растворимых волокон не подвержена даже кислотному гидролизу. Ее устойчивость в кислой среде очень важна при обогащении различных пищевых продуктов, в том числе кисломолочных.
Компания Danisco предлагает полидекстрозу под торговой маркой «Lite-ness» («Лайтнесс»), которая производится подразделением Danisco Sweeteners, специализирующемся на ингредиентах и здоровом питании [78]. Учитывая рекомендации отечественных и зарубежных учёных, на молочном комбинате "Ставропольский" разработана техническая документация на новые виды продуктов под общим названием "Здоровое питание". В качестве пребиотического фактора выбрана лактулоза[4,74].
Первыми из продуктов с пребиотическими свойствами комбинат стал выпускать глазированные сырки. Этот продукт в основном потребляют дети и люди пожилого возраста. И для тех, и для других профилактическое и терапевтическое действие лактулозы выражено наиболее ярко. На МК «Ставропольский» разработана техническая документация на новые творожные сырки (ТУ 9222-048-00437065-2004). Продукт натуральный, не содержит консервантов, искусственных красителей и ароматизаторов. Следующим этапом внедрения пребиотических продуктов станут диетические творожки с лактулозой и саха-розаменителями. Необходимость выпуска этого вида продукции подтверждается запросами людей, страдающих сахарным диабетом или другими нарушениями процессов обмена веществ. В ближайшее время комбинат освоит выпуск не менее 12 видов пребиотических продуктов под маркой " Здоровое питание" -молока, кефира, ряженки, питьевого йогурта и др.[3,67]. Идею технологии молочных продуктов с лакутолозой можно представить как формулу «из молока в молоко» [68]
В пищевой промышленности Лактулоза применяется в качестве лечебно-профилактической добавки к разнообразным продуктам, таким, например, как детские смеси, диетические продукты, йогурты, молоко. Клиническими испытаниями установлена доза и лактулозы и режимы внесения ее в молочные продукты. [117]. Особый интерес представляют работы по применению про- и пребиотиков при создании новых видов мороженного.
Работа в этом направлении, осуществляемая в МГУПБ, свидетельствует о том, что использование пробиотических культур в технологии мороженого — довольно сложная задача. Тем не менее получены положительные результаты, позволяющие получать не просто вкусное мороженное, а продукт, в котором содержится необходимое количество пробиотических бактерий.
Кондитерские изделия, обогащенные функциональными ингредиентами
На кафедре «Технологии кондйтерского производства» МГУПГТ работают над созданием песочного печенья, обогащенного пищевыми волокнами с лечебно - профилактическими свойствами [131].
В исследованиях применяли пищевые волокна «Витацель WF - 200», которые на российский рынок поставляет компания «Мугунция - Интеррус». «Витацель WF - 200» на 98% состоит из балластных веществ (целлюлозы и гемицеллюлозы), что очень важно с точки зрения питания. Главная функциональная особенность «Витацель WF - 200» - высокая водосвязывающая и жиропоглощающая способности. В связи с этим при замешивании теста нужно вносить дополнительное количество жира.
Применение в производсиве песочного печенья, пользующегося большим спросом населения, пищевых волокон «Витацель WF - 200» позволяет создать продукт с лечебно - профилактическими свойсвтами. Так внесение в рецептуру печенья «Песочные палочки» пищевых волокон «Витацель WF - 200» в количестве 2% к массе сухих веществам муки дает возможность уменьшить калло-рийность продукта, повысить его балластными веществами, улучшить его ор ганолептические показатели и улучшить релогические характеристики теста, а также увеличить выход готовых изделий на 5,7%[152].
Печенье с рекомендуемой долей пищевых волокон «Витацель WF - 200» (2%) имеет ряд достоинств: стабилизируется формование песочного теста; улучшаются органолептические показатели готового изделия за счет структурообразующей, водо- и жиросвязывающей способности волокон; увеличивается выход изделий; продукция приобретает лечебно -профилактические свойства; повышается конкурентоспособность изделий.
В Орловском государственном университете проводились исследования, целью которых было установление возможности использования в производстве леденцовой карамели функциональной добавки RAFTILOSEP95 [62,102,175]. RAFTILOSEgyP95 представляет собой порошок, который состоит из олигофруктозы, фруктозы и глюкозы, и содержит до 92% пищевых волокон. Его получают частичным ферментативным гидролизом инулина из цикория. При употреблении в пищу инулин и олигофруктоза поступают в толстый кишечник в практически неизменном виде. В верхнем отделе они не гидролизуются до составляющих их моносахаридов и следовательно не влияют на уровень глюкозы и инсулина в крови.
Многочисленные исследования фирмы ORAFTI SA (Бельгия) показали, что употребление в пищу RAFTILOSEP95 в умеренных количествах приводит к значительному увеличению количества полезных бифидобактерий в кишчном тракте [175].
Оптимальная дозировка RAFTILOSEP95, которая не ухудшает органолептические показатели качества леденцовой карамели - 5% массы по сухим веществам. Изучали физико — химические и органолептические показатели качества карамели, содержащей 5% RAFTILOSEP95 при хранении в течении 30 суток (каждые 5 суток). На основе полученных данных рассчитали рецептуру леденцовой карамели с RAFTILOSEP95, которую назвали «Машенька».
Подробный анализ колчества пищевых волокон в 100 г леденцовой карамели «Машенька» показал, что изделие с RAFTILOSEP95 содержит на 3,49%) пищевых волокон больше, чем контрольный образец. Доля усвояемых углеводов уменьшается на 4,8%. При этом энергетическая ценность изделий составляет 358,77 ккал, что на 3,3% меньше аналогичного показателя у контрольного образца.
Таким образом, потребление 10 г леденцовой крарамели с RAFTILOSEP95 позволяет обеспечить сточную потребность организма в пищевых волокнах на 17,45% и усвояемых углеводах - на 22,77%.
Использование RAFTILOSEP95 при производстве леденцовой карамели способствует уменьшению сахароемкости и обогащению ее пищевыми волокнами. Это дает возможность решить одну из важнейших задач кондитерской отрасли, а карамель «Машенька» рекомендовать в качестве функционального продукта для широкого круга потребителей [102,120].
Недостаточная приживаемость поступающих с пищей бифидо-, коли- и лактобактерий наносит существенный ущерб здоровью: снижаются физическая и умственная работоспособность, сопротивляемость к различным неблагоприятных экологических условий, эмоциональное напряжение; развиваются различные нарушения обмена веществ, увеличивается риск развития дисбактериоза и т.д. [1,67,84]
Мировой и отечественный опыт показывает, что наиболее эффективный и экономически выгодный путь повышения эффективности действия полезных бактерий - дополнительное внесение пребиотиков в продуктов массового потребления. В настоящее время такими являются кондитерские изделия. Они относятся к группе продуктов, которым отдают наибольшее предпочтение дети дошкольного и школьного возраста. Ассортимент данной продукции велик и разнообразен: Таким образом разработка кондитерских изделий с пребиотиками является наилучшим способом лечения и профилактики различных заболеваний
Методы исследования структурно-механических характеристик жировых масс
В пробирках на питательных средах с последними разведениями бифидобактерии образуют изолированные светло-коричневые колонии, похожие на крупинки гречихи или в виде дисков, иногда колонии кометообразные или гвоздикообразные. Из изолированных колоний, выросших в последнем разведении и характерных для бифидобактерии, делали препараты, окрашивали по Граму и микроскопировали.
Метод микроскопирования основан на просмотре окрашенных препаратов под микроскопом для ориентировочной характеристики микрофлоры исследуемых продуктов [139]. Клетки бифидобактерии представляли собой грамположительные слегка изогнутые палочки с раздвоением или утолщением на одном—двух концах, Y или V формы, располагались в мазке группами или по одиночке в виде китайских иероглифов, образовывали короткие цепочки. Группы бактерий кишечных палочек определяли по ГОСТ 9225 [202].
Взвешивали 1г сухих бифидобактерии или бакконцентрата, тщательно растирали в ступке и вносили в колбу, которая содержала 9,0 см разбавленного фосфатного буфера, необходимого для предварительного обогащения. Содержимое колбы тщательно перемешивали, определяли значение рН универсальной индикаторной бумагой. Колбы с содержимым помещали в термостат при температуре 37 ± 1С и выдерживали в течении 24 часов. После термостатирования 1,0 см инкубированной в буферном растворе смеси засевали, в пробирку, ссодержащую 10,0 см среды Кесслер с латозой и проводили анализ. При отсутствии газообразования или помутнения среды, т.е признаков роста кишечных палочек делали заключение об отсутствии БГКП (колиформных бактерий) .
Определение содержания экзополисахаридов проводили антроновым методом [39], этот метод количественного определения полисахаридов, основанн на их способности давать производное фурфурола при нагревании с серной кислотой, которое с антроном образует окрашенное соединение. Бактериальные клетки отмывали от компонентов среды центрифугированием при 5000 об" ; в течение 10 мин. Осадок суспендировали в физиологическом растворе и вновь центрифугировали. Осажденные клетки ресуспендировали в дистиллированной воде, отбирали пипеткой пробы клеточной суспензии (0,1—1,0 мл) и вносили их в термостойкие пробирки. Объем во всех пробах доводили дистиллированной водой до 1 мл. Паралельно готовили контрольную пробу дистиллированной воды (1,0 мл) и стандарты, содержащие от 10 до 100 мкг глюкозы в 1,0 мл. Пробирки и антроновый реактив охлаждали в бане со льдом. Добавляли 5 мл охлажденного антронового реактива, быстро перемешивали, встряхивая пробирки в ледяной воде, и затем продолжали перемешивание в ледяной бане в- течение 5 мин. Пробирки переносили в кипящую баню ровно на. 10 мин, после чего помещали их в ледяную воду. Измеряли интенсивность окраски в каждой пробирке с помощью спектрофотометра СФ-26 при длине волны 625 нм. Концентрацию глюкозы в пробах определяли по калибровочной кривой, отражающей зависимость между оптической плотностью стандартных растворов и концентрацией глюкозы.
Антимутагенную активность определяли по тесту Эймса [187]. Принцип метода основан на выращивании мутантных ауксотрофных бактериальных клеток в присутствии исследуемого вещества. Растворы исследуемых образцов готовили в стерильной дистиллированной воде в стандартных концентрациях 0.1, 1.0, 10.0, 100.0, 1000.0 мкг/мл. Во всех случаях растворы препаратов готовили с таким расчетом, чтобы при внесении в смесь 0,1 мл раствора доза образца на чашку соответствовала бы необходимой по условиям опыта. Селективный полуобогащенный агар (0.6%) в пробирках плавили в водяной бане при температуре 100 С и помещали в термостатируемую водяную баню с температурой 45-46 С. Вначале в пробирки с агаром вносили ОД мл раствора тестируемого образца в необходимых дозах (0,1мл раствора стандартного мутагена в необходимых концентрациях или 0,1мл стерильного растворителя), затем — 0,1мл суспензии бактерий. После этого вносили 0,5мл микросомальной активирующей смеси. Все добавки делали вне бани, затем содержимое пробирки быстро перемешивали и выливали на слой нижнего минимального агара на чашки Петри. Продолжительность времени внесения микросомальной активирующей смеси и разлива полужидкого агара на чашки не должна превышать 10-15 секунд. Чашки оставляли при комнатной температуре на 30-40 мин и после полного застывания агара переносили в термостат при 37 С. Учет результатов проводили через 48 и 72 часа инкубации.
Параллельно в опыт включали варианты с активирующей смесью и без нее. В состав первой входили: суспензия бактерий, исследуемый препарат, фракция S-9 печени крыс и кофакторы. В вариантах без активаций в пробирки с полужидким агаром вносили соответствующий объем стерильной воды. В вариантах без активации может быть зарегистрировано действие прямых мутагенов, т.е. соединений, проявляющих мутагенный эффект за счет активности исходной структуры вещества. Действие же промутагенов, т.е. соединений, эффект которых связан с образованием мутагенных метаболитов, может быть учтено при сравнении результатов, полученных при испытании образца в вариантах с активацией и без нее. Эксперимент сопровождали позитивными контролями. В качестве позитивных контролей использовали вещества, индуцирующие мутации у соответствующих штаммов-тестеров при наличии или отсутствии условий активации. В каждом контрольном и опытном вариантах использовали по 3 чашки. Эксперимент повторяли дважды. Результаты учитывали при. наличии мутагенного эффекта во всех вариантах позитивного контроля. Данные представляли в виде количества ревертантных колоний на чашку.
Влияние про- и пребиотиков на реологические свойства модельных структурированных дисперсных систем
Для разработки нового ассортимента мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и физиологической ценности исследовали влияние пробио-тических культур Бифилакта А и Бифилакта Д, а также пребиотических волокон BeneoSynergyl на реологические свойства жировой начинки. К числу основных реологических характеристик жировых масс относятся предельное напряжение сдвига, при котором начинается разрушение структуры, эффективная вязкость, пластическая прочность. Прочность характеризует способность отформованных изделий выдерживать дальнейшие механические воздействия (глазирование, завертку и т.д.). Вязкость характеризует способность массы формоваться тем или иным способом. Так, Ю.А. Мачихиным [136,137].было установлено, что эффективная вязкость жировых смесей падает с увеличением скорости сдвига, достигая наименьшего значения при скорости порядка 9 — 10 с"1 (соответствует наибольшему разрушению структуры). При напряжениях ниже предельного напряжения сдвига (предела текучести), характеризующего прочность пространственной структуры, наблюдается медленное течение типа ползучести. При таком очень медленном течении структура разрушается, но успевает вновь восстановиться. Эти свойства непосредственно связаны с особенностями строения, молекулярного взаимодействия и соотношения в этих системах их структурных компонентов. Следует отметить, что при получении жировых начинок сырье и полуфабрикаты в зависимости от температурных факторов и скорости деформации могут изменять свои свойства и структуру, что в значительной степени может повлиять на структурно-механические свойства начинки. В качестве базовой рецептуры нами была выбрана рецептура вафель «Ананасные», которая приведена в таблице ЗЛО Для исследования влияния про- и пребиотиков на реологические свойства жировой начинки вафель, выбора оптимальной дозировки пробиотических культур и пребиотических волокон BeneoSynergyl при замене жира, были приготовлены образцы жировой начинки. Количество пробиотиков Бифилакт А и Бифилакт Д при введении их в жировую начинку варьировали в количестве 0,04 до 0,12% к массе продукта. Дозы биомассы Бифилакта А и Бифилакта Д выбирались таким образом, чтобы содержание микроорганизмов в 1 грамме было не менее 107 КОЕ.
Пребиотические волокна Вепео Synergyl вводили в начинку в количестве то 10 до 30%, заменяя ими эквивалентное количество жира. Образцы, при-готовленные с заменой свыше 30 % жира на Вепео Synergyl, обладали более высокой плотностью и вязкостью, что препятствовало равномерному нанесению начинки на вафельные листы. Их органолептические показатели (специфический привкус и плотная консистенция) также свидетельствуют о невозможности введения такого количества пребиотика.
Результаты исследования изменения вязкости и плотности жировой начинки при внесении пробиотиков представлены на рисунках 3.7 и 3.8, а пребиотика BeneoSynergyl на рисунке 3.9.
Из приведенных зависимостей (рисунки 3.7 и 3.8) видно, что с увеличением дозировки пробиотиков с 0,04 до 0,12%, как Бифилакта А так и Бифилакта Д, вязкость начинки снижается незначительно, а плотность практически не изменяется
В результате исследований структурно-механических показателей жировой начинки установлено, что увеличение содержания пребиотических волокон Вепео mSynergyl приводит к увеличению вязкости начинки с 13,2 до 15,1 Па.с (при скорости сдвига 5 с"1) и плотности с 750 до 790 кг/м3 соответственно. Увеличение вязкости вероятнее всего связано с тем, что коагуляционная структура, которую образует дисперсная среда, возникает за счет сцепления частиц пребиотических волокон BeneoSynergyl и сахарной пудры через тонкие прослойки дисперсионной среды (жира). С уменьшением содержания жира в начинке жировая прослойка между частицами становится тоньше, происходит упрочнение структуры и коагуляци-онных контактов. Поэтому при введении пребиотических волокон BeneolwlSyn-ergyl эффективная вязкость массы увеличивается.
Образование структуры жировых масс происходит при их охлаждении в результате кристаллизации дисперсионной среды - смеси жиров. Процесс структуро-образования жировых масс при их охлаждении сопровождается снижением температуры массы и упрочнением ее структуры, т.е. увеличением пластической прочности.
Жировые начинки, относящиеся к коогуляционно-кристаллизационным структурам, являются термодинамически неустойчивыми системами, в которых происходит агрегирование твердых частиц, что приводит к уменьшению поверхности соприкасающихся частиц с дисперсионной средой, в результате чего система переходит в состояние с более низкой потенциальной энергией. Присутствие разных по природе и физико-химическим свойствам частиц (пробио-тики или BeneoSynergyl) по-разному влияет на характер соединений и прочность агрегативных образований структуры. Энергия связи частиц в коагуляци-онных контактах зависит от природы вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды. Чем более полярна одна из них, тем выше поверхностное натяжение на границе между ними. Чем больше разность полярностей между дисперсионной средой и частицами, тем сильнее тенденция частиц к агрегированию [47]. Поверхность частиц как Бифилакта А и Бифилакта Д, так и пребиотических во-локон Beneo Synergyl обладает большей гидрофильностью и способностью образовывать лиофобные связи. Поэтому при их добавлении происходит повышение прочности контактов. Это приводит к упрочнению структуры.
Результаты исследования влияния различных дозировок пробиотиков Бифилакта А и Бифилакта Д на пластическую прочность жировой начинки приведены на рисунке 3.10.
Анализ полученных данных показал, что введение в рецептуру жировой начинки пробиотиков БифилактА и Бифилакт Д способствует незначительному повышению пластической прочности жировой начинки. Чем выше предельное напряжение сдвига (структурная прочность) жировой начинки, тем интенсивнее должно быть внешнее механическое воздействие, чтобы вызвать предельное разрушение ее структуры.
