Иразработка технологии хитозансодержащихфункциональныхпродуктов из водных биоресурсов

Компонент системы	Номер образца
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Мышечнаяткань горбуши	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Растворхитозана		+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Растительноемасло (5 %)			+	+	+	+	+
Сахар (3%)				+	+	+	+	+
Повареннаясоль (3 %)					+	+	+		+
Уксуснаякислота (1 %)						+	+			+
Крахмал (2%)							+				+
ВеличинарН	7,0	6,7	6,8	6,8	6,8	6,5	6,5	6,8	6,8	6,5	6,8
Сенсорнаяоценка ИВВХ, балл	0	3,2	3,0	1,8	1,6	2,7	2,6	2,4	1,2	3,4	2,8

Разработанные путиснижения и декорирования ИВВХ позволяютиспользовать разномолекулярный хитозанконцентрацией порядка 0,5 % безотрицательного влияния на сенсорныесвойства ХСП.

Глава 4 Разработкатеоретических основ технологиихитозансодержащих функциональныхпродуктов из водных биоресурсов. Для решения поставленной задачиизучены зависимостифункционально-технологических ифункционально-физиологических свойств(ФТС и ФФС) хитозана от характеристикполимера: ММ, фазового состояния,растворимости, а также технологическихпараметров –режима обработки и хранения и составапищевой среды.

Посколькумикробиологические и окислительныепроцессы являются основной причинойснижения качества рыбных продуктов ипродолжительности их хранения, в первуюочередь исследовали взаимосвязь барьернойактивности хитозана в пищевой среде изводных биоресурсов с его характеристиками.

На первом этапепроведены исследования при концентрациихитозана в модельных системах (МС) 0,15 %, чтоблизко к ее минимальным значениям втехнологии пищевых продуктов. МС весьпериод хранения при температуре 4±1 С отличались на2–3 порядка отконтроля (без хитозана) более низкимизначениями КМАФАнМ. что свидетельствует опроявлении хитозаном АМА.

В дальнейшем уровеньАМА исследован в более высоком диапазонеконцентраций (0,24–0,48 %), при которых технологическийэффект хитозана достигает, как правило,рациональных значений (рис. 4–6).

Анализ полученныхрезультатов выявляет различие характерароста микроорганизмов в контрольных МС схарактерной для кулинарной продукциидинамикой и МС, изготовленных сдобавлением хитозана. На первом,бактериостатическом, участке КМАФАнМснижался у всех МС с хитозаном в среднем до1102 и сохранялсяопределенное время на этом уровне.

Рисунок 4 – Динамика КМАФАнМ вконтрольных МС: а – фаршсырой (МС-1), б– фаршбланшированный (МС-2), в и г – фарш с добавлениемсоответственно воды (МС-3) и уксуснойкислоты (МС-4)

Рисунок 5 – Динамика КМАФАнМ вМС с ВРСХ-55

Следующий участоккривых характеризуется интенсивным(логарифмическим) ростом КМАФАнМ вовремени, который сохраняется и запределами допустимого уровня контаминациимодельного продукта.

По данным рис. 4–6 графоаналитическимметодом из точки пересечения значенийэкспериментального и допустимого уровнейКМАФАнМ вычислены продолжительностьдопустимого срока хранения 1 ипродолжительность бактериостатическогопериода 2 для МС различногосостава. Поскольку уровень 2отражает длительность постоянства КМАФАнММС, то его доля по отношению к 1принята как индекс надежности (ИН)антимикробного препарата (табл. 2). Хитозанывсех исследуемых ММ при концентрации 0,24 %отличаются низким (не более 30 %) значениемИН, которое возрастает до 70–80 % при повышениисодержания хитозана в продукте.Максимальное значение ИН отмечено в МС сВРСХ-55, минимальное – в МС с ВМХ-588.

Рисунок 6 – Динамика КМАФАнМ вМС с НМХ-32

Таблица 2 – Сравнительныезначения 1 и 2 дляМС с разномолекулярным хитозаном

различныхконцентраций, сут*

МС	1				2				1/2(ИН), %
	Концентрация хитозана, %
	0,24	0,32	0,40	0,48	0,24	0,32	0,40	0,48	0,24	0,32	0,40	0,48
ВРСХ-55	7	9	17	18	2	8	14	18	29	89	82	100**
НМХ-32	6	10	14	17	0	7	9	14	0	70	63	82
ВМХ-270	6	10			13	15	9	11	33	60	69	73
ВМХ-588	8	10	11	12	2	6	8	7	25	60	73	58

* Значения округленыдо ближайших меньших целых.

** В пределахэксперимента рост КМАФАнМ ненаблюдался.

Анализ переменныхфакторов показывает, что степень влиянияММ хитозана на продолжительностьдопустимого срока хранения и в целом наантимикробный эффект полимеранеоднозначна, что, вероятно, объясняетсяразличной силой электростатическоговзаимодействия разномолекулярногохитозана и зависит от его концентрации вМС.

Установленныефункциональные зависимостипродолжительности бактериостатическогопериода действия хитозана (рис. 7) идопустимого срока хранения МС (рис. 8) от ММполимера и концентрации его в продуктепредстав

лены в виде графическихмоделей.

Рисунок 7 – Функциональнаязависимость продолжительностибактериостатического периода действияхитозана от его ММ и концентрации

Рисунок 8 – Функциональнаязависимость продолжительностидопустимого срока хранения МС от ММ иконцентрации хитозана

Математическаяобработка результатов исследованияпозволила описать зависимость на рис. 7следующим уравнением:

; (1)

Х1Є [32: 588] кДа, Х2Є [0,24: 0,48] %,

где Y – продолжительностьбактерицидного эффекта, сут; X1 – молекулярная масса,кДа; X2 – концентрацияхитозана, %; достоверность аппроксимациисоставила R2 =0,95.

Аналитическая модельграфической зависимости на рис. 8 описанауравнением (2):

; (2)

Х1Є [32: 588] кДа, Х2Є [0,24: 0,48] %,

где Y – продолжительностьдопустимого срока хранения рыбногопродукта, сут; достоверность аппроксимациисоставила R2= 0,99.

Индивидуальный эффектхитозана какбарьера, оцененный по разработанной нами методике, независимо от ММ, приконцентрации порядка 0,5 % в его совместномдействии степловой обработкой иохлаждением продукта в хранении составляетболее половины общегоантимикробногодействия барьеров.

Установлено, чтопромышленные хитозаны с ММ в пределах32–588 кДаобладают сопоставимой АМА в пищевых средахиз водных биоресурсов с некоторымпреимуществом водорастворимого хитозана.Порядок ранжирования хитозана с разной ММпо величине АМА меняется в зависимости отконцентрации полимера.

Для оценки барьернойэффективности хитозана определяли его ПААи проявленные полимером антиокислительныесвойства в пищевой (рыбной) среде.

Установлено, что приодной концентрации тролокса (стандарта) ирастворов хитозана начальная ПАА полимеравыше, чем стандарта. Однако рассчитатьтролоксовый эквивалент ПАА для хитозанаВМХ-588 кДа не представлялось возможным всвязи с высокой вязкостью растворов.

ПАА низкомолекулярныххитозанов (ВРСХ-55 и НМХ-32) значительноотличалась от ПАА тролокса и составиласоответственно 0,2 и 0,5 ед. (рис. 9).

Рисунок 9 – ПАА хитозанаотносительно активности тролокса

В дальнейшихисследованиях АОА хитозана такжеоценивали по количеству малоновогодиальдегида, динамика накопления которогосогласуется c его потенциальнойактивностью и порогом сенсорнойчувствительности запаха окисленногожира.

Установленныебарьерные свойства хитозана в диапазонеконцентраций от 0,24 до 0,48 % предопределяютувеличение стойкости в хранении ХСП в1,5–3,0 разаи подтверждаютвозможность его использования в качествеантимикробного препарата и антиоксидантав технологии ХСП из водныхбиоресурсов.

Поскольку обеспечениесоответствия заявленной полезности дляздоровья определяется стабильностьюнутриента в данной пищевой среде,осуществлены исследования влияния налечебные свойства хитозана его ММ, составапищевой среды и режимных параметров еёобработки.

При исследованиифизиологической активности хитозана взависимости от его ММ готовили рационы дляэкспериментальных животных сиспользованием двух видов хитозана – ВРСХ-55 и ВМХ-588,уровень которых в корме (бланшированныйфарш минтая) составлял 0,48 %. Рацион безхитозана (контроль) включал виварный корм вравной смеси с бланшированным фаршемминтая.

Сравнительноеисследование динамики биохимическихпоказателей сыворотки крови (табл. 3)позволяет отметить достоверное улучшениесостояния биообъектов, принимающих корм собоими видами хитозана. Об этомсвидетельствуют снижение в сывороткекрови (СК) содержания ОЛ, ХС, ТГ, ЛПНП, АлАТ,АсАТ и приближение их значений к исходнымданным, которые получены на здоровыхживотных, не достигших экспериментальноймодели атеросклероза. В то же время наблюдается большиймедико-биологический эффектвысокомолекулярного хитозана, который ииспользовали в дальнейшихмедико-биологических исследованиях.

Таблица 3 – Биохимическиепоказатели сыворотки крови биообъектовпри скармливании кормов с хитозаномразличной ММ

Показатель	Продолжительность кормления,сут
	0		15			30
	Исходный	Экспериментальный	Контроль без хитозана	ВРСХ-55	ВМХ-588	Контроль без хитозана	ВРСХ-55	ВМХ-588
ОЛ,г/л	3,48±0,04	4,84±0,02	4,81±0,04	3,24±0,05	3,20±0,05	4,80±0,03	3,21±0,08	3,16±0,07
ХС,моль/л	2,38±0,05	5,52±0,12	5,50±0,08	2,69±0,06	1,73±0,09	5,50±0,10	2,49±0,05	1,50±0,07
ТГ,моль/л	0,67±0,02	1,61±0,04	1,61±0,02	0,87±0,02	0,41±0,08	1,59±0,03	0,78±0,14	0,41±0,06
ФЛ,моль/л	1,5±0,04	2,11±0,06	2,10±0,07	1,74±0,19	1,88±0,08	2,09±0,04	1,76±0,02	2,02±0,06
ЛПВП,г/л	3,36±0,11	2,51±0,01	2,49±0,01	2,96±0,05	3,12±0,12	2,49±0,02	2,86±0,03	3,17±0,04
ЛПНП,г/л	3,07±0,42	4,90±0,13	4,79±0,07	3,69±0,09	2,91±0,06	4,70±0,14	3,31±0,11	3,02±0,04
АсАТ,моль/(ч·л)	0,89±0,12	1,81±0,07	1,77±0,05	0,79±0,09	0,72±0,03	1,78±0,06	0,71±0,03	0,50±0,04
АлАТСК, моль/(ч·л)	0,58±0,01	1,22±0,05	1,20±0,03	0,79±0,07	0,48±0,07	1,19±0,06	0,53±0,06	0,47±0,02
ФЛ/ХС	0,63±0,02	0,38±0,03	0,38±0,06	0,65±0,13	1,09±0,07	0,38±0,04	0,71±0,04	1,34±0,06
ЛПВП/ЛПНП	1,09±0,01	0,51±0,02	0,52±0,04	0,80±0,07	1,06±0,07	0,53±0,02	0,86±0,07	1,05±0,10
Коэффициент де Ритиса	1,53±0,14	1,48±0,04	1,48±0,03	1,00±0,08	1,50±0,04	1,50±0,03	1,34±0,04	1,08±0,06