Пектинді заттардың классификациясы
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Бейсембі елмира Жұмабайқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Қызылша пектинін алу және оның негізінде
функционалды пектин бар көкөніс езбесін өндіру
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Алматы, 2019ж.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Осы дипломдық жұмыста төмендегідей сілтемелер пайдаланылды:
ҚР СТ 3.0-2001 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Негізгі ережелер.
ҚР СТ 3.1-2001 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Сәйкестендіру белгісі. Техникалық талаптар.
ҚР СТ 374-2003 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Өнімнің сәйкестігін растауды жүргізу тәртібі. Жалпы ережелер.
ҚР СТ 1414-2005 Жеміс пен көкөністерді өңдеу өнімдері. Құрғақ заттарды анықтау әдісі ҚР.Е. 50.3.1-94 ҚР МСЖ терминдер мен анықтамалар. ҚР.Е. 50.3.16-96 ҚР МСЖ. Тағам өнеркәсiбi мен ауыл шаруашылығы өндiрiсiнiң өнiмдерiн сертификаттау тәртiбi.
МЕСТ 28562-90 Жемiстер мен көкөнiстердi қайта өңдеу өнiмдерi. Құрғақ заттарды анықтаудың рефрактометриялық әдісі
МЕСТ 20270-95 Жемiстер мен көкөнiстердi қайта өңдеу үшiн өнiмдердi iрiктеу және сынама дайындау МЕСТ 8756- 13-87 Қантты анықтаудың фотоколориметриялық әдісі
МЕСТ 24556-89 С витаминiн анықтаудың фотоколориметриялық әдісi
МЕСТ 26933 - 86 Шикiзат және тағам өнiмдерi. Кадмийдi анықтау әдiсi.
Анықтамалар
Пектиндік заттар немесе пектиндер - негізінен галактурон қышқылының қалдықтарынан пайда болған полисахаридтер. Барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде әсіресе жемістерде кездеседі.
Детоксиканттар - бұл сырттан түскен ауыр металдарды, нитраттарды, пестицидтер мен басқа да уытты заттарды, сондай-ақ ішкі уытты заттарды байланыстыруға және ағзадан шығаруға қабілетті қосылыстар.
Пробиотиктер - бұл сүт қышқылды бактериялардың тірі микроорганизмдері, көбінесе бұл эволюция процесінде қалыптасқан адамның табиғи микрофлорасына жататын бифидо-және лактобактериялар
Пребиотиктер - бұл әртүрлі суда еритін тағамдық талшықтар: моно -, олиго- және полисахаридтер.
Тиімді пребиотик - D-галактурон қышқылының қалдықтарынан құралған және өсімдік шикізатынан тұратын полисахарид болып табылатын пектин.
Бифидогенді потенциал ( қасиеттері) - өнімнің про-және пребиотикалық қасиеттерінің көрінісі
Тағамдық талшықтар-адам денсаулығына қажетті заттар. Бактериялық ферментацияға төзімділігі бойынша олар толық ферментацияланатын, ферментацияланатын және ферментацияланбайтын болып бөлінеді.
Езбе - блендер арқылы өнімдерді ұсақтау немесе електен өткізіп езу нәтижесінде алынатын қалың біртекті масса.
Концентратталған езбе - жеміс және көкөніс езбесіне физикалық әсер ету және еритін құрғақ заттардың құрамын кемінде 50 пайызға ұлғайту мақсатында ондағы судың бөлігін алып тастау арқылы дайындалған тамақ өнімі.
БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ПЗ - пектиндік заттар
ТТ - тамақ талшықтары
ФТӨ - функционалды тамақ өнімдері
КЕ - көкеніс езбесі
ҚП - қызылша пектині
ЖЭ - жоғары этерирленген
ТЭ - төмен этерирленген
КІРІСПЕ
Жұмыстын өзектілігі: Заманауи азық-түлік өнімдерінің тиімділігін арттырудың маңызды жолдарының бірі аз қалдықты технологияларды құру, қайталама ресурстарды қайта өңдеу өндірісін кеңейту, оның ішінде пектин құрамындағы шырын және қантты өндіру болып табылады.
Пектин өсімдік тектес табиғи полисахариді ретінде, гель қалыптастыру және сорбциялық қасиеттерге ие. Осының арқасында олар тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. [1]
Өкінішке орай, қазіргі таңда отандық өндірісте шетелдік өндіріс пектині қолданылады,себебі біздің елде бұл құнды полисахарид өндірісі жоқ. Осыған байланысты, пектин өндірісі саласындағы зерттеулердің практикалық маңызы зор.
Белгілі болғандай, қазіргі уақытқа дейін өнеркәсіптте пектинді цитрустан, алма сығындыларынан, қызылша сығындысынан және т.б. өндіреді. Одан басқа пектин алу үшін қышқылды гидролиз әдісін қолданылады.
Пектинді заттарды өндіру технологиясын, атап айтқанда, тиімді физикалық және физика-химиялық процестерді қолдану есебінен қызылша пектинін технологиясын жетілдіру пектинді заттарды экстрагирлеу және тазарту процестерін қарқындатуға, технологияның жекелеген сатыларының параметрлерін едәуір жеңілдетуге, пектинді тағамдық қоспалардың функционалдық қасиеттерін арттыруға мүмкіндік береді.[2,3]
Жаңа ұрпақтың функционалдық азық-түлік өнімдерін әзірлеу өте маңызды практикалық мәні және әлеуметтік тиімділігі бар тамақ өнеркәсібіндегі инновациялық бағыт болып табылады. Теориялық және практикалық әзірлемелер ғылымның тиісті салаларында мойындалды және іске асыруға қабылданды. Қазіргі уақытта денсаулық жағдайы күнделікті тамақтануды түзетуді қажет ететін тұтынушылардың топтары үшін функционалдық тамақ өнімдерін, әсіресе солардын ішінде пектинді қосылған функционалды өнімдерін әзірлеуге қоғамның қажеттілігі туындайды. Әрине, мұндай жұмыс тапсырмасын орындау ең алдымен -биотехнологтың міндеті.
Сондықтан, жоғарыда айтылғандай болашақта биотехнолог болатын ретінде алдыма диплом жұмыстың келесі мақсат қойылды:
Қызылша сығындысынан қызылша пектинін алу және оның негізінде функционалды пектин бар көкөніс езбесін өндіру. Осы мақсатқа жеткізу үшін алдыға келесідей міндеттер анықталды:
1.Эксперимент жүргізу үшін қызылша сығындысын алу регламентін әзірлеу.
2.Қышқыл гидролиз әдісімен қызылша сығындысынан пектин алу технологиясын әзірлеу
3.Алынған пектиннің физика-химиялық қасиеттерін зерттеу.
4.Қызылша пектиніне негізделген функционалды пектині бар көкөніс езбесін дайындау және олардың органолептикалық пен биохимиялық қасиеттерін зерттеу.
5.Пектині бар көкөніс езбесінің денсаулыққа пайдалылығын және функционалдық маңызын анықтау үшін ауыр металл туздарын енгізілген егеуқұйрықтарға арнайы зертханалық тәжіребе жүргізу
Ғылыми жаңалығы. Жергілікті қант қызылша сығындысынан алынған пектиніне негізделіп функционалды пектині бар көкөніс езбесін өндіру технологиясы алғашқы рет дайындалды. Пектині бар көкөніс езбесінің органолептикалық, физикалық-химиялық көрсеткіштері зерттелді және детоксикациялық қасиеттері дәлелденді.
Жұмыстың практикалық маңызы. Қант қызылшасынан алынатын пектинди көкөніс езбесіне қосу арқылы функционалдық тамақ өнімін алу әдісі табылды. Пектині бар көкөніс езбесін ауыр металл тұздарымен үланған егеуқұйрықтарды тамақтандыру барысында олардың қан плазмасынының биохимиялық құрамын тиімді түрде түзететін әсері анықталды.
Жұмыс ҚР БҒМ "Адам және жануарлар физиологиясы институты" базасында лимфа жүйесінің физиологиясы зертханасында және Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің "Биотехнология" кафедрасында орындалған. экология мәселелері ҒЗИ ЕМК аккредитацияланған сынақ зертханасында №KZ.И. 02.17.12 10.03.2016. ҚР СТ ИСО МЭК 17025-2007 жүйесінде аккредитациядан өтті
Жұмыстың апробациясы. Жұмыстың нәтижелері 2019 жылдың 26-27 сәуір айында өткен XLVIII Бүкіл Қазіргі әлемдегі өзекті ғылыми зерттеулер халықаралық ғылыми конференциясында баяндалды.
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1. Пектині бар шикізаттың қасиеттері және жіктелуі. Пектиндік заттар немесе пектиндер - негізінен галактурон қышқылының қалдықтарынан пайда болған полисахаридтер. Барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде әсіресе жемістерде кездеседі.
Пектиндер өсімдік тінінің құрылымдық элементі болып табылып, оларға тургорді сақтауға көмектеседі және өсімдіктердің құрғақшылыққа төзімділігін, көкөніс пен жемістердің сақтау кезіндегі тұрақтылығын арттырады.
Табиғи полисахарид пектин - жоғары өсімдіктердің жасуша қабырғаларының негізгі құрылыс материалдарының бірі - функционалдық қасиеттердің кең ауқымына ие. Сумен және басқа да заттармен үйлескенде, ол қоюландырғыш, гель жасаушы және агент ретінде көрінеді.
Қазіргі уақытта зерттеушілердің көпшілігімен қабылданған пектиннің химиялық құрылысы теориясы өсімдік жасушасындағы пектин биосинтезі үшін негізгі бастапқы зат галактурон және глюкурон қышқылы болып табылатындығына негізделеді. Өсімдік жасушасында пектин жасушалық қабырғаның орталық қабатында құрылымдаушы агент қызметін атқарады. [4,5]
Пектинді заттардың жалпы құрамы, протопектин мен еритін пектин қатынасы, сондай-ақ олардың жасушадағы орналасуы өсімдіктердің түріне, жасына, өсу және даму жағдайларына тәуелді. Бұл пектинді заттарды алудың технологиялық параметрлеріндегі және олардың физика-химиялық қасиеттеріндегі айырмашылықты негіздейді. [6]
Пектинді заттар өсімдіктердің барлық бөліктерде кездеседі: тамырларда, сабақтарда, гүлшоқтарда, жапырақтарда, жемістер мен көкөністерде.
Пектинді заттар бірнеше формада кездеседі: ерімейтін (протопектин) және суда еритін, еркін галактурон қышқылында және оның тұздарында. Бұл түрлер өсімдік тіндерінде әртүрлі физиологиялық функцияларды орындайды және өсімдіктегі биохимиялық процестердің бағытталуына байланысты бір күйден екіншісіне ауысады. [7]
Құрамында пектині бар шикізаттарды негізгі 3 топқа бөлуге болады.
Бірінші топқа көкөністер жатады: түйнек жемістер (картоп), тамыржемістілер (қызылша, сәбіз), жапырақ (қырыққабат, пияз), сабақ (балдыркөк), жеміс (баклажан, қызанақ), асқабақ (қарбыз, қауын, асқабақ), бұршақ (бұршақ, үрме бұршақ).
Құрамында пектин бар шикізаттың екінші тобы жемістерді қамтиды және келесі топтарға бөлінеді: дәнді (алма, айва), сүйекті (шие, шие), нағыз жидектер (жүзім, қарақат), жалған жидектер (құлпынай, таңқурай), субтропикалық және тропикалық жемістер (лимон, апельсиндер, мандариндер, інжір, Анар).
Үшінші топқа құрамында пектині жоғары өнеркәсіп шикізатының басқа түрлері енгізілген: шай мен темекі жапырақтары, сабақ пен гүл шоғы - күнбағыс себеті, мақта жемісінің жармасы, қылқан жапырақты ағаш тұқымдарының қабығы (қарағай, шырша, балқарағай).
Пектиннің ең көп мөлшері тамыржемістерде (6,4-30%) және асқабақ көкөністерде (1,7-23,6%), дәнді жемістерде (3,3-19,9%), тропикалық (5,5-15,8%) және субтропикалық (9,0-14,0%) жемістерде, жидектерде (4,2-12,6%), сабақтарда (20,0-35,7%) және күнбағыс себеттерінде (24% дейін) бар. [8]
Аталған шикізат түрлерінен негізі үш түрлі пектин өндіріледі: жоғары этерификацияланған; төмен этерификацияланған; амидталған.
Пектиндердің физикалық-химиялық қасиеттерін қорыта келе, жоғары этерирленген пектиндер құрамында еритін құрғақ заттар жоғары және рН мәні төмен су жүйелерінде гелдерді құруға қабілетті екенін атап өткен жөн. Бұл жағдайда этерификация дәрежесі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым қатты еритін қатты заттар және рН деңгейін жоғарылату тұрақты гельдің құрылымын қалыптастыру үшін қажет. Өнеркәсіптік этерифицирленген пектиндердің этерификация дәрежесі әдетте 58-7594 шегінде ауытқиды. Осы пектиндерді гельдерді қалыптастыру үшін пайдаланған кезде еритін құрғақ заттардың құрамы кемінде 55 00, ал РН 2,8 -- 3,5 тең болуы тиіс.
Жоғары этерияланған пектиндер әртүрлі: жылдам, орташа жылдам және баяу жылдамдықпен сілікпе жасайды. Сілікпе жасау жылдамдығы гельдің пайда болу уақытымен немесе температурасымен анықталады. Кейбір елдерде геле түзілу температурасы пектин маркасын стандартты зертханалық әдіспен анықтау үшін қолданылады. Бұл мәндер пектиннің сандық шығынын растау үшін қолданылады. Жоғары этерирленген пектиндердің типтік көрсеткіштері 1.1. - кестеде келтірілген.
Кесте 1.1 - Жоғары этерификацияланған пектинге қойылатын негізгі талаптар.
Көрсеткіштер
Талаптар
Сыртқы түрі
Ұнтақ, ақ, ақшыл сары-қоңыр түсті
Иісі
Жеңіл, бөгде қоспасыз
Дәмі
Жеңіл, шайырлы, хош иістендіргішсіз
Геле пайда болу дәрежесі (USA-SAG)
150+-5
Ерітіндінің тұтқырлығы, mPas
400-500
Қышқылдығы 2 00 аство а, Н
3,4-тен кем емес
МЫШЬЯК (күшәла), ш-кг
З-тен артық емес
Қорғасын, мг кт
5-тен артық емес
Мырыш, мг кг
25-тен артық емес
Мыс, мг кг
25-тен артық емес
Ауыр металдар
(қорғасынға қайта есептегенде), мг кг
40-тан артық емес
Ылғалдылығы, %
12-ден артық емес
Азот (қышқылданған спиртпен жуғаннан кейінгі күл және ұшпа заттар), %
0,5-тен артық емес
Галактурон қышқылы, %
65-тен артық емес
Жоғары этерирленген пектиндер негізінен кондитерлік өнеркәсіпте зефир, пастила және мармелад өндіру үшін қолданылады.
Әлемдік нарықта қойылатын сапалық көрсеткіштер бойынша жоғары этерификацияланған пектин мынадай құжаттарда баяндалған барлық өлшемдерге сәйкес болуы тиіс:
-- Food Chemicals Codex 4th Edition 1st Supplement (National Academy Press -- Washington, DC, 1977);
-- Codex Alimentarius Specifcation 1993 ОРРА, Bishofszell,
Switzerland, 1994);
- ЕЕС директивтері 74329ЕЕС және 78663ЕЕСбарлық түзетулермен, Е44О пектин.
Жоғары этерификацияланған пектинге қойылатын негізгі талаптар 1.1.Кестеде келтірілген.
Төмен этерификацияланған пектиндер екі негізгі топқа бөлінеді:
-- қалыпты төмен этерифицирленген пектин;
-- амидтелген төмен этерифицирленген пектин.
Құрамында пектин бар шикізат өзінің химиялық ерекшеліктері бар, атап айтқанда, көптеген жемістердің пісуіне қарай еритін пектин артады, ал қант қызылшасында керісінше пісетін тамыр жемістерінде протопектин жиналады. Тамыржемістілердің пектинді заттары (қант, жемдік және қызыл қызылша) жемістердің пектиндеріне қарағанда (дәндік жемістер, субтропикалық және тропикалық) аз сілікпелік қасиетке ие, бұл олардың жоғары емес молекулалық массасымен, метоксилденудің төмен дәрежесімен және ацетильді топтардың көп болуымен байланыстырады. [9]
Қызылша сығындысы ақуыз, целлюлоза және жасушалық қабырғаның басқа компоненттерімен тығыз байланысқан, ал алма сығындысы пайдаланған жағдайда өнімнің жеткілікті көп мөлшерін алуға мүмкіндік бермейді.
Өзінің желе құрау қабілеті бойынша қызылша пектині алмадан және цитрустардан алынған пектинге қарғанда біршама нашар, бірақ сонымен қатар емдеу-алдын алу өнімдерін өндіру үшін маңызды болып табылатын әлдеқайда жақсы кешенді құраушы қасиеттерге ие [10]. Қазіргі уақытта қант қызылшасы зауыттары құрғақ қызылша жомын жеке шаруашылықтарға 33 866 тг.бағасымен сатады. Бағасы кг үшін 367-ден 11 288 теңгеге дейін болатын пектин өндірісі үшін бұл жомды пайдалану экономикалық жағынан тиімді, ал пектиннің бір тоннадан шығуы шамамен 180 кг құрайды. Қызылша сығындысынан пектин алу технологиясы келесі кезеңдерден тұрады. Қоймадан келіп түскен кептірілген қызылша сығындысы пектинді заттарды алу процестерін қарқындату үшін ұсақтайды; одан әрі жом гидролизге ұшырайды; алынған қоспа экстрактіні қатты және жұқа тазарту үшін сүзгі-престерге жіберіледі.
Зарарсыздандырғаннан кейін гидролизацияланған күйік мал азығына жіберіледі. Жұқа сүзуден өткен сығындыны тазалауға жібереді. Тазартудан кейін сығынды пектин тұндыру үшін келеді. Содан кейін оны ұсақтайды, тазалайды және кептіреді. Кептірілген пектин оралып, сақтауға жіберіледі [11]. Мұндай схема экологиялық қауіпті, энергияны қажетсінетін болып табылады және арнайы коррозияға төзімді орындау жабдығын, сондай-ақ қымбат тұратын химиялық реактивтерді пайдалануды, тазарту құрылыстарының болуын талап етеді.
Пектин өндірудің дәстүрлі технологиясы да жоғары өрт және жарылыс қаупі бар процестерге тән. Ұсынылған технологиялық схема қызылшаның пектинін 76-77% тазалығымен және 600 мг Pb2+г-ға жуық кешенді түзуге қабілетті, яғни тағамдық және медициналық мақсаттағы пектинді заттарға қойылатын талаптарды қанағаттандыратын өнім алуға мүмкіндік береді[12].
ҚР-да қызылша сынығынан пектин өндіру үшін қолда бар шикізат қоры шектелмеген. Қант қызылшасы өндірісінің алдыңғы қатарлы кәсіпорындарында қызылша сығындысынан пектин өндірісін ұйымдастыру мәселелері қарастырылуда. Бұл қант қызылшасы өндірісінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Алайда, қазіргі уақытта қант зауыттарында пектин өндіру желілерін өндіріске белсенді енгізуге кедергі келтіретін бірқатар факторларды бөліп көрсетуге болады.
Қазіргі заманғы технология бойынша қызылша сынығынан алынатын пектин тамақ өнеркәсібінің талаптарына сәйкес келеді,алайда медициналық мақсатта оны тазартудың төмен дәрежесіне байланысты пайдаланыла алмайды. Соңғы уақытқа дейін жоғары тазаланған пектинді заттарды алуға мүмкіндік беретін ғылыми әзірлемелердің болмауы медицина үшін пектиннің жоқтығының басты себебі болды. Қант өндірісі шығарылатын өнімнің бірлігіне есептегенде шикізаттың едәуір мөлшерін талап ететін өнеркәсіптік өндірістің материал сыйымды салаларының бірі болып табылады.
Қантты алу технологиясының мақсаты дайын мақсатты өнім түрінде қантты барынша көп алу болып табылады. Бұл ретте 100 кг қант қызылшасында қантпен қатар орташа 2,2 кг клетчатка және гемицеллюлоздар, 2,5 кг пектин, 0,2 кг амин қышқылдары, микро және макроэлементтер бар. Қызылшадан қант алудың дәстүрлі технологиясы осы пайдалы заттарды алу проблемаларын шешпейді. Олар технологиялық процестердің жүзеге асырылуын баяулатады, өндірісте сахарозаның жоғалуын арттырады. Олардың белгілі бір бөлігі диффузионды шырынды физикалық-химиялық тазалау және жартылай өнімдерді термиялық өңдеу кезінде біржола жоғалады, қалған бөлігі өндірістің жанама өнімдерімен - ЖОМ және мелассамен шығарылады [13]. Бұл саладағы өзекті бағыт қант қызылшасын қайта өңдеу және одан жаңа өнім алу технологияларын әзірлеу болып табылады, бұл ресурс үнемдеу деңгейін арттырады және диеталық және емдеу-алдын алу бағыттары өнімдерінің ассортиментін кеңейтуге, атап айтқанда тамақ талшықтарын (ТТ) және пектинді алуға әкеп соғады.
Пектин заттарының құрамы сахароза аз тіндерде жоғары [14]. Қызылша шикізатының оң ерекшелігі ондағы протопектиннің құрамы болып табылады (пектинді заттардың жалпы сомасының 98% - на жетеді), бұл осы мақсатты өнімді алудың технологиялық параметрлерін тудырады. Пектиннен басқа қызылша жомында (%): целлюлозалар - 22 - ден 25 - ке дейін, гемицеллюлоздар - 21-23, азотты заттар-1,8-2,5, күлдер-0,8-1,3, сахарозалар-0,15-0,20 бар. Сондай-ақ жаңа шикі жомда: C витамині және лизин және треонин сияқты адам тамақтануына қажетті амин қышқылдары бар.
Пектинді заттардың классификациясы. Белгілі болғандай, өсімдіктердің онтогенезінде жалпы пектин құрамының өзгеруі және өсімдіктердің әрбір түріне тән еритін пектин мен протопектиннің арақатынасы пайда болады. Еритін пектин мен протопектин өсімдік жасушасының әртүрлі бөліктерінде орналасқан және әртүрлі функцияларды орындайды. Протопектин жасушалық қабықтың құрамына кіреді, одан едәуір мөлшерде орта пластинкалар тұрады; еритін пектин вакуоль шырынында және жетілген жемістер тіндерінің жасушааралық қабаттарында болады. [16,15] Өсімдік шикізатының полисахаридті компоненті ретінде пектинді заттарды 1825 жылы Итальяндық ғалым Браконно ашылқан. Пектин өз атауын грек тілінен "ресtos- қоюлатушы" деген сөзден алды [17].
1944 жылы американдық химиялық қоғам комитеті пектинді заттардың номенклатурасын әзірлеп, ресми түрде қабылдады. 2000 жылы ғалым Колесновпен ол нақтыланды және қазіргі уақытта келесі түрі бар:
o пектинді заттар ( pectin substances) - пектиндердің жанама заттармен физикалық қоспалары (мысалы, пектозандар және гексозандар);
o протопектин (protopectin) - негізінен пектинді тізбектер желісінен тұратын, көпвалентті металдар иондарының СООН-ның түрлендірілмеген топтарымен ионды көпірлік байланыстардың пайда болуымен және аз мөлшерде, Н3РО4-пен эфир көпіршелерінің көмегімен пайда болған өсімдіктің суда ерімейтін табиғи пектині.
o пектин (pectin) - целлюлозадан бос және полигалактурон қышқылының ішінара немесе толық метоксилденген қалдықтарынан тұратын суда еритін зат. Метоксильді топтардың санына және полимерлеу дәрежесіне байланысты әртүрлі пектиндер бар. Н-пектин ( H-pectin) - жоғары этерификацияланған пектин. Этерификация дәрежесі бар, яғни пектин қышқылының әрбір 100 карбоксильді тобына этерифицирленген карбоксильді топтар санының қатынасы 50%-дан астам; L-пектин (L - pectin) - төмен этерифицирленген пектин. 50%-дан кем этерификация дәрежесі бар;
o пектин қышқылдар (pectic acid) - толығымен деметоксилирленген пектиндер. Пектин қышқылдарының тұздары қалыпты немесе қышқыл пектаттар деп аталады (pectates);
o пектин қышқылы - төмен этерифицирленген полигалактурон қышқылы;
o өндіріс пектиндері - әртүрлі топтармен негізгі валенттілікке байланысты пектиндер, мысалы, ацетилпектин.
Тамақ өнеркәсібінде пектин -- гель түзушілер, қоюландырғыштар ретінде, сондай -- ақ медициналық және фармацевтикалық өнеркәсіпте-адам ағзасына пайдалы қасиеттері бар физиологиялық белсенді заттар ретінде пайдаланылады. [18].
Пектиннің пайдалы қасиеттері. Пектин өсімдік тектес табиғи полисахарид ретінде, желе құрайтын, гель түзетін және сорбциялық қасиеттерге ие және осының арқасында тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.[19]
Пектин-гель түзгіш, тұрақтандырғыш, қоюландырғыш, ылғал ұстағыш агент, ағартқыш, сүзуді жеңілдететін зат және капсулалау құралы болып табылады, E440 азық-түлік қоспасы ретінде тіркелген.
Пектин ішек қабырғаларынан уытты заттарды жинайтын және оларды табиғи жолмен ағзадан шығаратын геле түзетін массаны қалыптастыруға қабілетті сіңірілмейтін тамақ талшығы болып табылады. Пектині бар өнімдерді пайдалану, ішектің моторикасын қалыпқа келтіру арқылы метаболизмді қалыпқа келтіреді. Табиғи пектиннің бірегейлігі адам ағзасының бактериологиялық тепе-теңдігін сақтау қабілеттілігінен тұрады.
Таза түрдегі пектиндер ең аз мөлшерде сіңіріледі, табиғи энтеросорбенттер рөлінде болады, ағзадан ауыр металдар мен радиоактивті заттарды шығарады, қандағы холестерин деңгейін төмендетеді. Пектиндердің пайдалы қасиеттері әлі толық зерттелмеген, ғылыми әзірлемелер үнемі жаңартылып отырады.
Адам ағзасына айқын пайдасымен қатар, пектиндер денсаулыққа зиян келтіруі мүмкін - олар аллергиялық реакциялар тудырады.
Тамақ және фармацевтика өнеркәсібінде қолдануға арналған пектинді -тазартылған полисахаридті - цитрустан (лайм, лимон, апельсин, грейпфрут), алма сығындысынан, қант қызылшасының сынығынан, теңіз шөптерінен немесе күнбағыс себетінен қышқыл экстракция арқылы алады.
Гидролиздеуші агенттер ретінде қолданылатын микробтық текті ферменттердің әсеріне негізделген биотехнологиялық әдіс ең заманауи және экологиялық таза болып табылады.
Ферментативті гидролизде даусыз технологиялық артықшылықтар қатары бар, олардың ең бастысы пектиннің сілікпені құрайтын қасиеттерін сақтай отырып шығуының артуы. Мұндай зерттеулер өнеркәсіпке микробтан шыққан тиімді ферментті препараттарды және оларды пектин алу технологиясында, оның ішінде модификацияланған формаларда пайдалану режимін ұсынуға мүмкіндік береді.
Қызылша жомы пектин өндірілетін шикізат ретінде, алма және цитрус сығындыларынан препараттарды көп мөлшерде алуға мүмкіндік бермейтін жағдайларда бірқатар өзіне тән ерекшеліңтерге ие. Бұл ерекшеліктер протопектиннің ақуыз, целлюлоза және клеткалық қабырғаның басқа компоненттерімен тығыз байланысымен анықталады. Сонымен қатар, жом пектиннің гидроксильді топтары айтарлықтай мөлшерде ацетилденген. [20,21]
Осылайша, қызылша пектинінің жақсы шығуы үшін жасушалық қабырғалардың құрылымдық элементтерімен және оның дезацетилденуі протопектиннің байланыстарын ыдырату үшін өте қатаң температуралық-қышқыл әсері қажет.
Өсімдік клеткасының пектиндік заттары. Өсімдік шикізатының күрделі анатомиялық құрылымы мен химиялық құрамы бар, оның көп бөлігі протопласттарды қолайсыз сыртқы әсерлерден қорғайтын, жасушадағы су мен қоректік заттардың алмасуын реттейтін, өсімдік жасушаларының тіректері мен қаңқасы болып табылатын өсімдіктердің жасушалық қабырғаларынан тұрады.
Қазіргі ұсыныстарға сәйкес қабырғалардың өздері де, олардың түзетін полимерлері де әр түрлі өсімдіктердің өсімдік ұлпалары бір принцип бойынша салынған
Өсімдік клеткасының қабырғасы бірнеше қабаттан тұрады: сыртқы бастапқы қабықты құрайды, ішкі -- қайталама, ол өз кезегінде ішкі, орта және сыртқы қабаттардан тұрады (сурет. 1). Олардың әрқайсысына целлюлозаның, гемицеллюлозаның, пектинді және басқа да заттардың белгілі бір өзара орналасуы тән.
Жасушалық қабырғаның негізгі химиялық компоненттері органикалық заттар болып табылады, аздаған бөлігін минералды заттар құрайды. Жасуша қабырғасының органикалық компоненттері шартты түрде целлюлозалы құрылымдық болып бөлінеді; қабырға матриксінің компоненттері - гемицеллюлоздар, пектиндер, ақуыздар, липидтер; жасуша қабырғасын инкрустеуші лигнин, суберин және клет - балауыз, кутин бетінің компоненттері. Өсімдік шикізаты қалдықтары тұрғысынан пектинді заттар, фенолдық қосылыстар, таннин және жасушаның басқа да полимерлері қызығушылық тудырады.
Пектинді заттар жасуша қабырғасының көмірсулар компоненті болып табылады, олар қабырға талшықтарын және көрші жасушаларды бір матаға байланыстырады және жасуша қабырғасының құрғақ субстанциясының 13 дейін құрайды. Олар өсімдік тіндерінде болады, онда орта пластинкалар деп аталатын жасушааралық кеңістікті толтырады.
Пектин заттарды 1825 жылы итальяндық ғалым Браконо ашты. Ал XX ғасырдың бірінші жартысында пектинді заттардың химиялық құрылысын зерттеу, әр түрлі жемістердегі, жидектердегі және тамыржемістердегі сандық құрамын анықтау, олардың өсімдік жасушаларының құрылымдық құрауыштарына әсері бойынша зерттеулер жүргізілді. Өсімдік жасушасындағы пектин биосинтезі үшін негізгі бастапқы зат галактурон және глюкурон қышқылы болып табылады, ал пектин молекуласының фрагменттерінің биосинтезінің орны Гольджи аппараты болып саналады.
Химиялық табиғаты бойынша пектиндер гетерогенді полимерлерге жатады, бұл өсімдік пектиндерінің түрлі айырмашылықтарына да, олардың құрылымының лабильділігіне да байланысты.
Барлық заттардың пектин молекуласы а-1,4-байланысымен байланысты D-галактурон қышқылының қалдықтарынан тұратын полисахарид болып табылады, олар алтыншы көміртегі атомы бойынша метоксилденуі мүмкін және су сіңіргіш қабілеті бар еритін коллоидты заттар болып табылады. Әртүрлі объектілерден бөлінген пектиндердің молекулалық массасы 14-тен 36 КД-ға дейін өзгереді. Пектиндердің этерификация дәрежесі 37-90% құрайды, бірақ этерификация дәрежесі 14,9-дан 16,2% - ға дейін төмен этерификацияланған пектиндер де кездеседі. Пектиндердің ерекшелігі, әсіресе қант, қышқыл және поливалентті металл иондарының әсерінен геле түзілу қабілеті болып табылады. Протопектиннен басқа, барлық пектинді заттар суда ериді.
Пектинді заттардың құрамына галактуронандар мен рамногалактуронандар кіруі мүмкін, онда Сб-галактозаның көміртекті атомы карбоксильді топқа дейін тотыққан, сондай-ақ арабинандар, гомогалактандар мен арабиногалактандар болуы мүмкін. Гомогалактандар тегіс пектин болып табылатын қышқыл полисахаридтер болып табылады, қабырғаға метилэтерификацияланған. Гомогалактуронан тізбектерінің көрші бөліктері арасында пектинэстеразаның деэтериялануынан кейін карбоксильді топтар қатарынан орналасқан жерлерде гомогалактуронандардың агрегациясын тудыратын кальцийлі көпіршелер пайда болады, бұл созылудың өсуіне мүмкіндік бермейді.
1.2. Қышқыл гидролиз әдісімен қызылша жомынан пектин алу
Қызылша пектинін өндіру үшін ҚР аумағында іс жүзінде шексіз шикізат базасы бар. Құрамында пектин бар шикізаттың басқа түрі қызылша жомымен бағасына байланысты бәсекелесе алмайды. Қанттың орташа шығуы 12-13% болғанда, ҚР қант қызылшасы өндірісі өңделген қызылша массасынан 80-96% шикі қызылша жомын береді.
Нақты мәнде -- 15 млн.т қызылша өңдеу кезінде шамамен 12 млн. т қызылша жомы құрайды.
Әлемдік әдебиетте қызылша мен қызылша жомы арзан пектинді шикізат болып табылғанына қарамастан, қызылша пектинін алу тәсілдеріне қатысты деректер өте аз. Қызылшаның пектинді заттары бойынша мақалалардың, өтінімдердің, шолулардың басым бөлігі ресейлік ғалымдарға тиесілі, әсіресе соңғы кезеңде. Бұл саладағы шетелдік жарияланымдардың ішінде ең алдымен Michel-дің қызметкерлермен жұмыс істеуі көзге түседі. [22]
Пектинді заттар өсімдік шикізатында екі нысанда болады: жасушалық шырынның құрамына кіретін және пектинді заттардың жалпы құрамының % -ын білдіретін еритін пектин және целлюлозамен, ге-мицеллюлозамен және ақуыздармен байланысты күйдегі жасушалық қабырғалардың құрамына кіретін ерімейтін пішін. Өсімдік шикізатындағы протопектин құрамы пектинді заттардың жалпы құрамының орташа 75% - ын құрайды. Бұл шикізаттан пектинді заттарды алу процесінің екі сатылы болуын тудырады. Бірінші сатыда протопектин гидролизін жүргізеді, нәтижесінде протопектин пектиннің еритін түріне ауыстырылады. Екінші кезеңде шикізаттан ерітіндіге еритін пектин молекулаларын экстракция немесе диффузия процесі жүреді.
Протопектин гидролизі үшін минералды (күкірт, тұз, азот) және органикалық (лимон, сүт, щавельді) қышқылдардың су ерітінділерін, сондай-ақ сілтілерді, жоғары температурамен үйлескен тұз ерітінділерін пайдаланады.
Қышқылдардың (немесе сілтілердің) әсерінен табиғи протопектин пектиннің еритін түріне айналады және ерітіндіге экстрагациялайды. Бұл әсер механизмі даулы болып табылады: кейбір зерттеушілер қышқыл протопектиндер көпвалентті катиондарды жояды деп санайды, басқалары - целлюлоза кешенінің гидролизі байқалады деп есептейді [23].
Әдетте пектин алу технологиясында гидролиз және экстрагирлеу процесі бір-біріне біріктірілген, яғни протопектин байланыстарының гидролизі және пектин молекулаларының ерітіндіге диффузиясы бір мезгілде жүреді. Гидролиз және экстрагирлеу екі дербес кезеңді білдіретін қызылша сығындысынан пектин алу технологиясы ерекшелік болып табылады.
Пектинді шикізаттан шығару процесі ортаның қышқылдығына (рН), температураға (с), гидромодульге (қатты және сұйық фазалар көлемінің арақатынасына), процестің ұзақтығына (х) және пайдаланылатын гидролиздеу агентіне байланысты.
Қызылша пектинінің (ҚП) құрамы мен құрылысының жоғарыда көрсетілген ерекшеліктерін назарға ала отырып, авторлар пектинді қышқыл гидролиз әдісімен алу тәсілін сипаттады.
Қызылша жом ұнтақтауға ұшырап, шикізаттың келесідей арақатынасында өңделеді: экстрагент 1: 25 гидролиздеу агенті рН = 1 (тұз немесе азот қышқылын қолданған) 85°С кезінде 1 сағат ішінде. Гидролиз аяқталғаннан кейін рН қоспасын 5-ке дейін және натрий гидроксиді 4,25-ке дейін жеткізді. Суспензияны бөлу. Пектин концентратынан 1:3 қатынасында спиртпен тұнады. Коагулят спиртпен дегидраттады және кептіреді.
Соңғы жылдардағы зерттеу нәтижелері бойынша қызылша пектині өзінің физикалық-химиялық қасиеттері бойынша ауыр металдар мен радионуклидтерге қатысты ең жақсы табиғи кешен құрушы болып табылатыны анықталды. Бұл экологиялық жағдайдың нашарлауы кезінде ерекше өзектілікке ие болады.
1.3. Функционалды тағам өнімдері
Адам денсаулығы, ең алдымен, оның толыққанды және теңгерімді тамақтануына байланысты екені белгілі. Алайда, адам денсаулығына әсер ететін маңызды факторлар экологиялық факторлар болып табылады, бұл бифидогенді қасиеттері бар тамақ өнімдерінің көлемі мен ассортиментін кеңейту қажеттігіне себепші болады.
Бифидогенді потенциал ( қасиеттері) - өнімнің про-және пребиотикалық қасиеттерінің көрінісі.
Соңғы жылдары адам микроэкологиясына арналған ғылыми әдебиет пен ресми құжаттарда, сондай-ақ тамақтанудың негізгі теорияларында да адамның табиғи қорғанысының факторларының бірі оның микрофлорасының тұрақты құрамы қарастырылады. Бұл рөлді орындайтын функционалдық ингредиент болып пробиотиктер табылады.
Пробиотиктер - бұл сүт қышқылды бактериялардың тірі микроорганизмдері, көбінесе бұл эволюция процесінде қалыптасқан адамның табиғи микрофлорасына жататын бифидо-және лактобактериялар. Пайдалы микрофлораның өсуін күшейту үшін пребиотиктер қолданылады.
Пребиотиктер - бұл әртүрлі суда еритін тағамдық талшықтар-моно -, олиго-және полиса, олар ағзада адамның ас қорыту ферменттерімен сіңірілмейді және ішектің жоғарғы бөліктерінде сіңірілмейді, тек микрофлорамен харидтер сіңіріледі.
Тиімді пребиотик-D-галактурон қышқылының қалдықтарынан құралған және өсімдік шикізатынан тұратын полисахарид болып табылатын пектин. Сонымен қатар, клиникалық зерттеулер пектиннің ағзадан ауыр металдар мен уыттарды шығару қабілетін көрсетті. Оның азық-түлік құрамындағы тұрақты тұтынуы, сондай-ақ зат алмасуын және ас қорыту органдарының қызметін реттеуге, қандағы глюкоза мен холестерин деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді [24]. Сондықтан пектин өнімдерінің ассортиментін кеңейту, сондай-ақ оларды тұтыну өзекті міндет болып табылады.
Экологиялық агрессия жағдайында бүкіл әлемде бағытталған әсері бар азық-түлік өнімдеріне қажеттілікті арттыру мәселесі туындады. Адам тамақтануының мұндай бағыты функционалдық деп аталды.
Функционалдық тамақтану тұжырымдамасы Медициналық және Тағам биотехнологиясы тоғысында пайда болды және 1989 жылы Жапонияда ресми мойындалды. Жапон зерттеушілері мұндай өнімдердің үш негізгі сапасын анықтайды :тағамдық құндылығы, дәмдік қасиеттері және физиологиялық әсері [25].
"Функционалдық тамақтану" терминімен рационалды тамақтанудың жалпы қабылданған ұғымына қарағанда жапон зерттеушілері табиғи текті өнімдерді пайдалануды білдіреді, олар жүйелі түрде қолданғанда адамның физикалық және психикалық денсаулығын жақсарта отырып, ағзаның белгілі бір жүйелері мен органдарына оң реттеуші әсер етеді.
Қазіргі уақытта синбиотикалық қасиеттері бар сүт негізінде өнім алумен байланысты бағыт перспективалы болып саналады. Про - және пребиотиктер комбинациясын білдіретін синбиотиктерді қолдану адам аутофлорасының өсуін ынталандыруға және ішекте енгізілетін бактериялық қоспалардың өміршеңдігін жақсартуға мүмкіндік береді [26].
Сондай-ақ, тамақ өнімдерінің құрамына биологиялық белсенді (функционалдық) компоненттерді енгізу дәстүрлі өнімдерге жаңа қасиеттер беруге мүмкіндік беретінін атап өткен жөн.
Мысалы, тағамдық талшықтар адам ағзасына жан-жақты әсер етеді: олар тамақ өнімдерімен түсетін уытты қосылыстарды адсорбциялайды, олардың ішектің шырышты қабығына әсер ету уақытын және концентрациясын азайтады, зат алмасуын жақсартады.
Тамақ талшықтарымен байытылған өнімдерді жасау-тамақ индустриясының өзекті міндеті. Ұзақ уақыт бойы тағамдық талшықтар қажетсіз балласты заттар деп есептеді,оларды дайын өнімдерден шығарып тастауға тырысты. Нәтижесінде халықтың тамақ талшықтарын нақты тұтынуы нормамен салыстырғанда 2-3 есе төмендеді: тәулігіне 30-35 г орнына орташа статистикалық адам 10-15 г аз жейді [27].
Сонымен қатар, қазіргі заманғы медицинаның зерттеулерінің арқасында тағамдағы тағамдық талшықтардың жетіспеушілігі адамның ішкі ортасының динамикалық тепе-теңдігінің бұзылуына алып келеді және көптеген аурулардың, соның ішінде гастроэнтерологиялық қатердің факторы болып табылатындығы дәлелденген.
Адамның тамақтану рационында минералдық заттардың болуы өте маңызды. Минералды заттар ағзада маңызды физиологиялық функцияларды орындайтын тағамның алмастырылмайтын, өмірлік қажетті компоненттеріне жатады.
Витаминдердің жетіспеушілігі адам денсаулығына теріс әсер етеді: оның көңіл-күйі нашарлайды, жалпы жұмысқа қабілеттілігі төмендейді, әртүрлі ауруларға қарсы тұру, ағзаға зиянды еңбек жағдайлары мен сыртқы ортаның теріс әсері күшейді, кез келген ауруларды емдеу қиындайды, ағзаның жоғары радиациялық аяның әсеріне сезімталдығы артады, онкологиялық аурулардың қаупі артады [28].
Функционалдық тамақтанудағы өте перспективалы бағыт витаминдер, минералды заттар сияқты қоректік заттардың көзі болып табылатын нутрицевтиктерді шырын, көкөніс және жеміс пюресі түрінде қолдану болып табылады.
Бұл үрдіс функционалдық азық-түліктің тұтыну нарығының талдауымен расталады, ол тамақ талшықтарымен, витаминдермен, минералдармен және басқа да биологиялық белсенді қосылыстармен байытылған тамақ өнімдерінің елеулі орын алатынын көрсетті.
Осылайша, ғылыми-техникалық әдебиетті сыни талдау жеміс-көкөніс негізіндегі пробиотикалық азық-түлік өнімдерінің ассортиментін кеңейту және өндіру көлемін ұлғайту қажеттілігі туралы қорытынды жасауға негіз береді.
Айта кету керек, жоғары танымалдылыққа байланысты құрылымдалған өнімдердің ассортименті қарқынды өсіп келеді. Бұл ретте құрылым құрушылар ретінде әр түрлі сілікпе құраушылар жиі қолданылады. Мысалы, пектинді заттар белгілі бір функцияларды орындай алады: консистенцияны өзгертіп, арнайы қасиеттер береді.
Басқа танымал функционалдық ингредиентт- тағамдық талшықтар. Адам тамақтандырудағы олардың тапшылығы ағзалар мен ағзалар жүйесінің жұмыс істеуінің бұзылуына әкеп соғады. Сонымен қатар, тағамдық талшықтардың кейбір түрлері кальцийдің сіңірілуін арттыруға ықпал ететіні және пробиотикалық өнімдердің функционалдық ингредиенті ретінде пектинді заттарды қолданудың орындылығын негіздейтін ішектегі пробиотиктердің дамуы үшін қолайлы жағдай жасай отырып, пребиотика ретінде әрекет ететіні дәлелденген. Тамақ талшықтарының көзі ретінде қызылша сығындысы, жармалар, дәнді дақылдардың кебектері, жемістер, жидектер және көкөністер қосылады [29].
Тағамдық талшықтар-адам денсаулығына қажетті заттар. Бактериялық ферментацияға төзімділігі бойынша олар толық ферментацияланатын, ферментацияланатын және ферментацияланбайтын болып бөлінеді. Бірінші топқа пектин, камеди, шырыш, екінші топқа - целлюлоза және гемицеллюлоза, үшінші топқа - лигнин жатады. Көкөністер тағамдық талшықтардың бірінші тобының негізгі көзі болып табылады. Бұл қосылыстар маңызды лактобактериялардың өсуіне қолайлы ішек бактерияларының тіршілік ортасын қалыпқа келтіреді. Жоғары адсорбциялық қасиеттері мен антиоксиданттық белсенділігі эндо - және экзотоксиндердің шығарылуына ықпал етеді. Тамақ талшықтарын тұтынудың жеткілікті деңгейі атеросклероздың, гипертония мен диабеттің пайда болуына және дамуына кедергі келтіреді. Көкөніс дақылдары арасындағы тағамдық талшықтардың маңызды көздері бұршақтар, шпинат, ақжелкен, қырыққабат және т. б. болып табылады. [30]
Пектиннің биологиялық белсенді фракциялары және олардың жоғары сорбциялық қасиеттері туралы көптеген деректер пектинді жоғары белсенді биологиялық заттар тобына жатқызуға мүмкіндік береді. Көкөніс дақылдары арасында пектиннің ең көп мөлшері бойынша қызылша, ақжелкен, асқабақ, сәбіз, бұрыш, баклажан және т. б. бөлінеді. [31]
Осылайша, негізгі функционалдық ингредиенттер туралы аналитикалық шолу нәтижелері келесі қорытындылар үшін негіз береді:
1. Дәстүрлі түрде функционалдық мақсаттағы өнімдерге жеміс-жидек қоспалары қосылады. Толтырғыштардың ең көп таралған түрі-табиғи күйдегі, ұсақталған, паста (ботқа) түріндегі және өңделген түрдегі (шырындар, концентраттар, ұнтақтар, джемдер, спиртті морстар, экстракттар) жемістер мен жидектер (балшық, шырғанақ, қарақат, қара жемісті шетен, итмұрын, шабдалы, алма, шие және т.б.).
2. Функционалдық азық - түлікке пюре, шырындар, концентраттар түріндегі көкөніс толтырғыштары (сәбіз, қызылша, асқабақ, топинамбур) да енгізіледі.
3. Биологиялық құндылықты арттыру үшін сүт сарысуын әртүрлі дозада енгізеді.
Пектиндердің функционалдық қасиеттері. Пектин соңғы онжылдықта ерекше маңызға ие болды, кешендер құра отырып, ағзадан ауыр металдарды ғана емес, ағзадан биогенді токсиндерді, анаболиктерді, антибиотиктерді, ксенобиотиктерді, метаболизм өнімдерін және биологиялық зиянды заттарды ағзада жинақтауға қабілетті: холестерин, өт қышқылдары, несепнәр, ұн жасушаларының өнімдері туралы мәліметтер пайда болды.
Медицинаға және ветеринарияға дәрілік препараттарды, атап айтқанда антибиотиктерді кеңінен енгізу ағзаның зиянды факторларға қарсы тұруының төмендеуіне алып келді, адамның микроорганизмдермен экологиялық қарым-қатынасын өзгерткені белгілі. Ағзаны инфекция мен аллергиялық аурулардан қорғайтын микрофлораның түрлік құрамы өзгеріске ұшырады, шартты-патогенді микроорганизмдердің әртүрлі түрлері пайда болды, дисбактериоз жағдайы пайда болды [Дубинкин В. А., 2000]. Осыған байланысты, алдын алу құралы ретінде пектинді пайдаланудың маңызы зор.
Пектиннің емдік әсерінің негізгі әсері оның химиялық құрылымының ерекшеліктерімен байланысты. Полигалактурон қышқылының полимерлік тізбегі, химиялық белсенді еркін карбоксильді топтар мен спиртті гидроксидтердің болуы хелатты кешендердің пайда болуына және соңғылардың ағзадан бөлінуіне ықпал етеді.
Адам ағзасында игеру процесінде пектиннің деметоксилденуі орын алады, бұл оның полигалактурон қышқылына айналуына алып келеді, ол органикалық текті токсиндермен байланыстыра отырып кешендер құрады және өзінің құрылымында негізгі сипаттағы топтар -- МН2, -- ОН (спирттік немесе фенолды) және т. б. құрайды. Атап айтқанда, пектиндер ішектегі өт қышқылдарының продуценттерін байланыстыра алады және бұл ағзада, ең алдымен қан тамырларында холестериннің жиналуына кедергі жасайды (атеросклероздың алдын алу).
Пектиннің физикалық-химиялық қасиеттері, оны одан әрі қолдану қолданылатын өсімдік шикізатының сапасына, осы шикізаттан пектинді экстракциялау жағдайларына, сондай-ақ функционалдық топтардың теңгеріміне байланысты. Жеміс-жидек шикізатының қалдықтарынан алынған пектиндердің биохимиялық және физикалық-химиялық көрсеткіштері ағзаның бактериологиялық балансын бұзбай тірі ағзаларды зиянды заттардан тазарту қабілетін тағы да дәлелдейді. Осыған байланысты пектинді зиянды қоршаған орта жағдайында, ауыр металдардың қосылыстарымен, радионуклеидтермен және нитраттармен қаныққан профилактикалық құрал ретінде қолдануға болады. Эндополигалактуроназды, гемицеллюлазды және целлюлазды әсер ететін ферментті препараттарды пайдалану пектиндердің шығуын арттыруға және экологиялық таза өнім алуға мүмкіндік береді, ал бұл өз кезегінде құрамында пектин бар консерві, кондитерлік, нан-тоқаш және басқа да өнімдердің ассортиментін шикізаттың кең спектрінде кеңейтуге мүмкіндік береді.
Пектинді заттар полифункционалды құрылым түзгіштер ретінде. Экологиялық жағдайдың нашарлауы, сыртқы ортадағы ластағыштармен әртүрлі ауырлық дәрежесіндегі уланулардан басқа, сондай-ақ иммундық тапшылыққа әкеп соғады. Радиация,пестицидтер, ауыр металдар, диоксиндер мен нитраттар ағзаның иммунологиялық реактивтілігін, яғни оның тітіркендіргішке лайықты бейімделген реакциямен жауап беру қабілетін бұзады. Сондықтан арнайы зат-детоксиканттардың көмегімен денені детоксикациялау мәселесі өте өзекті. Детоксиканттар-бұл сырттан түскен ауыр металдарды, нитраттарды, пестицидтер мен басқа да уытты заттарды, сондай-ақ ішкі уытты заттарды байланыстыруға және ағзадан шығаруға қабілетті қосылыстар. Олар холестерин мөлшерін қалыпқа келтіреді, алмасу процестерін реттейді, бауыр мен бүйректің жұмысын жақсартады және улы заттарды ағзадан шығарады. Жоғары тиімді антитоксикалық зат болып табылатын тағамдық заттардың қатарына пектинді заттар жатады[32].
Пектинді заттар ерімейтін кешендер құрып, адам ағзасынан уытты металдар мен ұзақ өмір сүретін (бірнеше онжылдықтағы жартылай ыдырау кезеңімен) стронций, цезий және т. б. изотоптарын шығару туралы мәліметтер пайда болғаннан бастап соңғы үш онжылдықта ерекше мәнге ие болды. Сонымен қатар, пектинді заттар ағзада пайда болатын биогенді токсиндерді, ксенобиотиктерді, анаболиктерді, метаболизм өнімдерін және биологиялық зиянды қосылыстарды сорбциялауға және ағзадан шығаруға қабілетті. Олар көптеген елдерде қолдану бойынша шектеулері жоқ бағалы тағамдық ингредиенттер ретінде танылған[33].
Пектин - сорбциялық және желе құрайтын қасиеттерден басқа ең тиімді сілікпе түзгіштердің бірі болып табылатын шырын және қант қызылшасы өндірісінің қайталама шикізат ресурстарынан гидролиз-экстрагирлеу жолымен алынатын табиғи полисахарид, осының арқасында тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Сілікпенің пайда болу механизмі пектинді тізбектердің үш өлшемді кеңістіктік құрылымды құрумен байланысты.
Пектиннің желдейтін әсері сүт ақуыздарымен қосымша өзара әрекеттесу нәтижесінде өседі. Пектин негізгі сүт ақуыз - казеинмен әрекет етеді, изоэлектрлік нүктеден төмен PH кезінде оның коагуляциясын болдырмайды және жылумен өңдеу кезінде ақуыздың тұрақтылығын арттырады, соның арқасында қышқыл сүт өнімдерін сақтау мерзімін ұзарту үшін Жоғары температуралы пастерлеуді жүргізуге болады.
Қазіргі уақытта әртүрлі шикізаттан бөлінетін және құрамы мен функционалдық қасиеттері жағынан ерекшеленетін (алма, цитрус, қызылша, гүл шоғырынан-күнбағыс себетінен, жүзім сығындысы және т. б.) пектиндердің бірнеше түрлерін шығарады. [34].
Пектиннің әрекетіне оның этерификация дәрежесі әсер етеді. Жоғары этерирленген (ЖЭ) және төмен этерирленген (ТЭ) пектиндерде сілікпенің пайда болу механизмі қатты ерекшеленеді: ТЭ-пектиндер тек кальций мен қант құрамы 50% - дан кем болғанда ғана сілікпені құрайды. Сондықтан олар төмен қантты тамақ өнімдерін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Бейсембі елмира Жұмабайқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Қызылша пектинін алу және оның негізінде
функционалды пектин бар көкөніс езбесін өндіру
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Алматы, 2019ж.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Осы дипломдық жұмыста төмендегідей сілтемелер пайдаланылды:
ҚР СТ 3.0-2001 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Негізгі ережелер.
ҚР СТ 3.1-2001 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Сәйкестендіру белгісі. Техникалық талаптар.
ҚР СТ 374-2003 Қазақстан Республикасының мемлекеттік сертификаттау жүйесі. Өнімнің сәйкестігін растауды жүргізу тәртібі. Жалпы ережелер.
ҚР СТ 1414-2005 Жеміс пен көкөністерді өңдеу өнімдері. Құрғақ заттарды анықтау әдісі ҚР.Е. 50.3.1-94 ҚР МСЖ терминдер мен анықтамалар. ҚР.Е. 50.3.16-96 ҚР МСЖ. Тағам өнеркәсiбi мен ауыл шаруашылығы өндiрiсiнiң өнiмдерiн сертификаттау тәртiбi.
МЕСТ 28562-90 Жемiстер мен көкөнiстердi қайта өңдеу өнiмдерi. Құрғақ заттарды анықтаудың рефрактометриялық әдісі
МЕСТ 20270-95 Жемiстер мен көкөнiстердi қайта өңдеу үшiн өнiмдердi iрiктеу және сынама дайындау МЕСТ 8756- 13-87 Қантты анықтаудың фотоколориметриялық әдісі
МЕСТ 24556-89 С витаминiн анықтаудың фотоколориметриялық әдісi
МЕСТ 26933 - 86 Шикiзат және тағам өнiмдерi. Кадмийдi анықтау әдiсi.
Анықтамалар
Пектиндік заттар немесе пектиндер - негізінен галактурон қышқылының қалдықтарынан пайда болған полисахаридтер. Барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде әсіресе жемістерде кездеседі.
Детоксиканттар - бұл сырттан түскен ауыр металдарды, нитраттарды, пестицидтер мен басқа да уытты заттарды, сондай-ақ ішкі уытты заттарды байланыстыруға және ағзадан шығаруға қабілетті қосылыстар.
Пробиотиктер - бұл сүт қышқылды бактериялардың тірі микроорганизмдері, көбінесе бұл эволюция процесінде қалыптасқан адамның табиғи микрофлорасына жататын бифидо-және лактобактериялар
Пребиотиктер - бұл әртүрлі суда еритін тағамдық талшықтар: моно -, олиго- және полисахаридтер.
Тиімді пребиотик - D-галактурон қышқылының қалдықтарынан құралған және өсімдік шикізатынан тұратын полисахарид болып табылатын пектин.
Бифидогенді потенциал ( қасиеттері) - өнімнің про-және пребиотикалық қасиеттерінің көрінісі
Тағамдық талшықтар-адам денсаулығына қажетті заттар. Бактериялық ферментацияға төзімділігі бойынша олар толық ферментацияланатын, ферментацияланатын және ферментацияланбайтын болып бөлінеді.
Езбе - блендер арқылы өнімдерді ұсақтау немесе електен өткізіп езу нәтижесінде алынатын қалың біртекті масса.
Концентратталған езбе - жеміс және көкөніс езбесіне физикалық әсер ету және еритін құрғақ заттардың құрамын кемінде 50 пайызға ұлғайту мақсатында ондағы судың бөлігін алып тастау арқылы дайындалған тамақ өнімі.
БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ПЗ - пектиндік заттар
ТТ - тамақ талшықтары
ФТӨ - функционалды тамақ өнімдері
КЕ - көкеніс езбесі
ҚП - қызылша пектині
ЖЭ - жоғары этерирленген
ТЭ - төмен этерирленген
КІРІСПЕ
Жұмыстын өзектілігі: Заманауи азық-түлік өнімдерінің тиімділігін арттырудың маңызды жолдарының бірі аз қалдықты технологияларды құру, қайталама ресурстарды қайта өңдеу өндірісін кеңейту, оның ішінде пектин құрамындағы шырын және қантты өндіру болып табылады.
Пектин өсімдік тектес табиғи полисахариді ретінде, гель қалыптастыру және сорбциялық қасиеттерге ие. Осының арқасында олар тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. [1]
Өкінішке орай, қазіргі таңда отандық өндірісте шетелдік өндіріс пектині қолданылады,себебі біздің елде бұл құнды полисахарид өндірісі жоқ. Осыған байланысты, пектин өндірісі саласындағы зерттеулердің практикалық маңызы зор.
Белгілі болғандай, қазіргі уақытқа дейін өнеркәсіптте пектинді цитрустан, алма сығындыларынан, қызылша сығындысынан және т.б. өндіреді. Одан басқа пектин алу үшін қышқылды гидролиз әдісін қолданылады.
Пектинді заттарды өндіру технологиясын, атап айтқанда, тиімді физикалық және физика-химиялық процестерді қолдану есебінен қызылша пектинін технологиясын жетілдіру пектинді заттарды экстрагирлеу және тазарту процестерін қарқындатуға, технологияның жекелеген сатыларының параметрлерін едәуір жеңілдетуге, пектинді тағамдық қоспалардың функционалдық қасиеттерін арттыруға мүмкіндік береді.[2,3]
Жаңа ұрпақтың функционалдық азық-түлік өнімдерін әзірлеу өте маңызды практикалық мәні және әлеуметтік тиімділігі бар тамақ өнеркәсібіндегі инновациялық бағыт болып табылады. Теориялық және практикалық әзірлемелер ғылымның тиісті салаларында мойындалды және іске асыруға қабылданды. Қазіргі уақытта денсаулық жағдайы күнделікті тамақтануды түзетуді қажет ететін тұтынушылардың топтары үшін функционалдық тамақ өнімдерін, әсіресе солардын ішінде пектинді қосылған функционалды өнімдерін әзірлеуге қоғамның қажеттілігі туындайды. Әрине, мұндай жұмыс тапсырмасын орындау ең алдымен -биотехнологтың міндеті.
Сондықтан, жоғарыда айтылғандай болашақта биотехнолог болатын ретінде алдыма диплом жұмыстың келесі мақсат қойылды:
Қызылша сығындысынан қызылша пектинін алу және оның негізінде функционалды пектин бар көкөніс езбесін өндіру. Осы мақсатқа жеткізу үшін алдыға келесідей міндеттер анықталды:
1.Эксперимент жүргізу үшін қызылша сығындысын алу регламентін әзірлеу.
2.Қышқыл гидролиз әдісімен қызылша сығындысынан пектин алу технологиясын әзірлеу
3.Алынған пектиннің физика-химиялық қасиеттерін зерттеу.
4.Қызылша пектиніне негізделген функционалды пектині бар көкөніс езбесін дайындау және олардың органолептикалық пен биохимиялық қасиеттерін зерттеу.
5.Пектині бар көкөніс езбесінің денсаулыққа пайдалылығын және функционалдық маңызын анықтау үшін ауыр металл туздарын енгізілген егеуқұйрықтарға арнайы зертханалық тәжіребе жүргізу
Ғылыми жаңалығы. Жергілікті қант қызылша сығындысынан алынған пектиніне негізделіп функционалды пектині бар көкөніс езбесін өндіру технологиясы алғашқы рет дайындалды. Пектині бар көкөніс езбесінің органолептикалық, физикалық-химиялық көрсеткіштері зерттелді және детоксикациялық қасиеттері дәлелденді.
Жұмыстың практикалық маңызы. Қант қызылшасынан алынатын пектинди көкөніс езбесіне қосу арқылы функционалдық тамақ өнімін алу әдісі табылды. Пектині бар көкөніс езбесін ауыр металл тұздарымен үланған егеуқұйрықтарды тамақтандыру барысында олардың қан плазмасынының биохимиялық құрамын тиімді түрде түзететін әсері анықталды.
Жұмыс ҚР БҒМ "Адам және жануарлар физиологиясы институты" базасында лимфа жүйесінің физиологиясы зертханасында және Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің "Биотехнология" кафедрасында орындалған. экология мәселелері ҒЗИ ЕМК аккредитацияланған сынақ зертханасында №KZ.И. 02.17.12 10.03.2016. ҚР СТ ИСО МЭК 17025-2007 жүйесінде аккредитациядан өтті
Жұмыстың апробациясы. Жұмыстың нәтижелері 2019 жылдың 26-27 сәуір айында өткен XLVIII Бүкіл Қазіргі әлемдегі өзекті ғылыми зерттеулер халықаралық ғылыми конференциясында баяндалды.
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1. Пектині бар шикізаттың қасиеттері және жіктелуі. Пектиндік заттар немесе пектиндер - негізінен галактурон қышқылының қалдықтарынан пайда болған полисахаридтер. Барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде әсіресе жемістерде кездеседі.
Пектиндер өсімдік тінінің құрылымдық элементі болып табылып, оларға тургорді сақтауға көмектеседі және өсімдіктердің құрғақшылыққа төзімділігін, көкөніс пен жемістердің сақтау кезіндегі тұрақтылығын арттырады.
Табиғи полисахарид пектин - жоғары өсімдіктердің жасуша қабырғаларының негізгі құрылыс материалдарының бірі - функционалдық қасиеттердің кең ауқымына ие. Сумен және басқа да заттармен үйлескенде, ол қоюландырғыш, гель жасаушы және агент ретінде көрінеді.
Қазіргі уақытта зерттеушілердің көпшілігімен қабылданған пектиннің химиялық құрылысы теориясы өсімдік жасушасындағы пектин биосинтезі үшін негізгі бастапқы зат галактурон және глюкурон қышқылы болып табылатындығына негізделеді. Өсімдік жасушасында пектин жасушалық қабырғаның орталық қабатында құрылымдаушы агент қызметін атқарады. [4,5]
Пектинді заттардың жалпы құрамы, протопектин мен еритін пектин қатынасы, сондай-ақ олардың жасушадағы орналасуы өсімдіктердің түріне, жасына, өсу және даму жағдайларына тәуелді. Бұл пектинді заттарды алудың технологиялық параметрлеріндегі және олардың физика-химиялық қасиеттеріндегі айырмашылықты негіздейді. [6]
Пектинді заттар өсімдіктердің барлық бөліктерде кездеседі: тамырларда, сабақтарда, гүлшоқтарда, жапырақтарда, жемістер мен көкөністерде.
Пектинді заттар бірнеше формада кездеседі: ерімейтін (протопектин) және суда еритін, еркін галактурон қышқылында және оның тұздарында. Бұл түрлер өсімдік тіндерінде әртүрлі физиологиялық функцияларды орындайды және өсімдіктегі биохимиялық процестердің бағытталуына байланысты бір күйден екіншісіне ауысады. [7]
Құрамында пектині бар шикізаттарды негізгі 3 топқа бөлуге болады.
Бірінші топқа көкөністер жатады: түйнек жемістер (картоп), тамыржемістілер (қызылша, сәбіз), жапырақ (қырыққабат, пияз), сабақ (балдыркөк), жеміс (баклажан, қызанақ), асқабақ (қарбыз, қауын, асқабақ), бұршақ (бұршақ, үрме бұршақ).
Құрамында пектин бар шикізаттың екінші тобы жемістерді қамтиды және келесі топтарға бөлінеді: дәнді (алма, айва), сүйекті (шие, шие), нағыз жидектер (жүзім, қарақат), жалған жидектер (құлпынай, таңқурай), субтропикалық және тропикалық жемістер (лимон, апельсиндер, мандариндер, інжір, Анар).
Үшінші топқа құрамында пектині жоғары өнеркәсіп шикізатының басқа түрлері енгізілген: шай мен темекі жапырақтары, сабақ пен гүл шоғы - күнбағыс себеті, мақта жемісінің жармасы, қылқан жапырақты ағаш тұқымдарының қабығы (қарағай, шырша, балқарағай).
Пектиннің ең көп мөлшері тамыржемістерде (6,4-30%) және асқабақ көкөністерде (1,7-23,6%), дәнді жемістерде (3,3-19,9%), тропикалық (5,5-15,8%) және субтропикалық (9,0-14,0%) жемістерде, жидектерде (4,2-12,6%), сабақтарда (20,0-35,7%) және күнбағыс себеттерінде (24% дейін) бар. [8]
Аталған шикізат түрлерінен негізі үш түрлі пектин өндіріледі: жоғары этерификацияланған; төмен этерификацияланған; амидталған.
Пектиндердің физикалық-химиялық қасиеттерін қорыта келе, жоғары этерирленген пектиндер құрамында еритін құрғақ заттар жоғары және рН мәні төмен су жүйелерінде гелдерді құруға қабілетті екенін атап өткен жөн. Бұл жағдайда этерификация дәрежесі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым қатты еритін қатты заттар және рН деңгейін жоғарылату тұрақты гельдің құрылымын қалыптастыру үшін қажет. Өнеркәсіптік этерифицирленген пектиндердің этерификация дәрежесі әдетте 58-7594 шегінде ауытқиды. Осы пектиндерді гельдерді қалыптастыру үшін пайдаланған кезде еритін құрғақ заттардың құрамы кемінде 55 00, ал РН 2,8 -- 3,5 тең болуы тиіс.
Жоғары этерияланған пектиндер әртүрлі: жылдам, орташа жылдам және баяу жылдамдықпен сілікпе жасайды. Сілікпе жасау жылдамдығы гельдің пайда болу уақытымен немесе температурасымен анықталады. Кейбір елдерде геле түзілу температурасы пектин маркасын стандартты зертханалық әдіспен анықтау үшін қолданылады. Бұл мәндер пектиннің сандық шығынын растау үшін қолданылады. Жоғары этерирленген пектиндердің типтік көрсеткіштері 1.1. - кестеде келтірілген.
Кесте 1.1 - Жоғары этерификацияланған пектинге қойылатын негізгі талаптар.
Көрсеткіштер
Талаптар
Сыртқы түрі
Ұнтақ, ақ, ақшыл сары-қоңыр түсті
Иісі
Жеңіл, бөгде қоспасыз
Дәмі
Жеңіл, шайырлы, хош иістендіргішсіз
Геле пайда болу дәрежесі (USA-SAG)
150+-5
Ерітіндінің тұтқырлығы, mPas
400-500
Қышқылдығы 2 00 аство а, Н
3,4-тен кем емес
МЫШЬЯК (күшәла), ш-кг
З-тен артық емес
Қорғасын, мг кт
5-тен артық емес
Мырыш, мг кг
25-тен артық емес
Мыс, мг кг
25-тен артық емес
Ауыр металдар
(қорғасынға қайта есептегенде), мг кг
40-тан артық емес
Ылғалдылығы, %
12-ден артық емес
Азот (қышқылданған спиртпен жуғаннан кейінгі күл және ұшпа заттар), %
0,5-тен артық емес
Галактурон қышқылы, %
65-тен артық емес
Жоғары этерирленген пектиндер негізінен кондитерлік өнеркәсіпте зефир, пастила және мармелад өндіру үшін қолданылады.
Әлемдік нарықта қойылатын сапалық көрсеткіштер бойынша жоғары этерификацияланған пектин мынадай құжаттарда баяндалған барлық өлшемдерге сәйкес болуы тиіс:
-- Food Chemicals Codex 4th Edition 1st Supplement (National Academy Press -- Washington, DC, 1977);
-- Codex Alimentarius Specifcation 1993 ОРРА, Bishofszell,
Switzerland, 1994);
- ЕЕС директивтері 74329ЕЕС және 78663ЕЕСбарлық түзетулермен, Е44О пектин.
Жоғары этерификацияланған пектинге қойылатын негізгі талаптар 1.1.Кестеде келтірілген.
Төмен этерификацияланған пектиндер екі негізгі топқа бөлінеді:
-- қалыпты төмен этерифицирленген пектин;
-- амидтелген төмен этерифицирленген пектин.
Құрамында пектин бар шикізат өзінің химиялық ерекшеліктері бар, атап айтқанда, көптеген жемістердің пісуіне қарай еритін пектин артады, ал қант қызылшасында керісінше пісетін тамыр жемістерінде протопектин жиналады. Тамыржемістілердің пектинді заттары (қант, жемдік және қызыл қызылша) жемістердің пектиндеріне қарағанда (дәндік жемістер, субтропикалық және тропикалық) аз сілікпелік қасиетке ие, бұл олардың жоғары емес молекулалық массасымен, метоксилденудің төмен дәрежесімен және ацетильді топтардың көп болуымен байланыстырады. [9]
Қызылша сығындысы ақуыз, целлюлоза және жасушалық қабырғаның басқа компоненттерімен тығыз байланысқан, ал алма сығындысы пайдаланған жағдайда өнімнің жеткілікті көп мөлшерін алуға мүмкіндік бермейді.
Өзінің желе құрау қабілеті бойынша қызылша пектині алмадан және цитрустардан алынған пектинге қарғанда біршама нашар, бірақ сонымен қатар емдеу-алдын алу өнімдерін өндіру үшін маңызды болып табылатын әлдеқайда жақсы кешенді құраушы қасиеттерге ие [10]. Қазіргі уақытта қант қызылшасы зауыттары құрғақ қызылша жомын жеке шаруашылықтарға 33 866 тг.бағасымен сатады. Бағасы кг үшін 367-ден 11 288 теңгеге дейін болатын пектин өндірісі үшін бұл жомды пайдалану экономикалық жағынан тиімді, ал пектиннің бір тоннадан шығуы шамамен 180 кг құрайды. Қызылша сығындысынан пектин алу технологиясы келесі кезеңдерден тұрады. Қоймадан келіп түскен кептірілген қызылша сығындысы пектинді заттарды алу процестерін қарқындату үшін ұсақтайды; одан әрі жом гидролизге ұшырайды; алынған қоспа экстрактіні қатты және жұқа тазарту үшін сүзгі-престерге жіберіледі.
Зарарсыздандырғаннан кейін гидролизацияланған күйік мал азығына жіберіледі. Жұқа сүзуден өткен сығындыны тазалауға жібереді. Тазартудан кейін сығынды пектин тұндыру үшін келеді. Содан кейін оны ұсақтайды, тазалайды және кептіреді. Кептірілген пектин оралып, сақтауға жіберіледі [11]. Мұндай схема экологиялық қауіпті, энергияны қажетсінетін болып табылады және арнайы коррозияға төзімді орындау жабдығын, сондай-ақ қымбат тұратын химиялық реактивтерді пайдалануды, тазарту құрылыстарының болуын талап етеді.
Пектин өндірудің дәстүрлі технологиясы да жоғары өрт және жарылыс қаупі бар процестерге тән. Ұсынылған технологиялық схема қызылшаның пектинін 76-77% тазалығымен және 600 мг Pb2+г-ға жуық кешенді түзуге қабілетті, яғни тағамдық және медициналық мақсаттағы пектинді заттарға қойылатын талаптарды қанағаттандыратын өнім алуға мүмкіндік береді[12].
ҚР-да қызылша сынығынан пектин өндіру үшін қолда бар шикізат қоры шектелмеген. Қант қызылшасы өндірісінің алдыңғы қатарлы кәсіпорындарында қызылша сығындысынан пектин өндірісін ұйымдастыру мәселелері қарастырылуда. Бұл қант қызылшасы өндірісінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Алайда, қазіргі уақытта қант зауыттарында пектин өндіру желілерін өндіріске белсенді енгізуге кедергі келтіретін бірқатар факторларды бөліп көрсетуге болады.
Қазіргі заманғы технология бойынша қызылша сынығынан алынатын пектин тамақ өнеркәсібінің талаптарына сәйкес келеді,алайда медициналық мақсатта оны тазартудың төмен дәрежесіне байланысты пайдаланыла алмайды. Соңғы уақытқа дейін жоғары тазаланған пектинді заттарды алуға мүмкіндік беретін ғылыми әзірлемелердің болмауы медицина үшін пектиннің жоқтығының басты себебі болды. Қант өндірісі шығарылатын өнімнің бірлігіне есептегенде шикізаттың едәуір мөлшерін талап ететін өнеркәсіптік өндірістің материал сыйымды салаларының бірі болып табылады.
Қантты алу технологиясының мақсаты дайын мақсатты өнім түрінде қантты барынша көп алу болып табылады. Бұл ретте 100 кг қант қызылшасында қантпен қатар орташа 2,2 кг клетчатка және гемицеллюлоздар, 2,5 кг пектин, 0,2 кг амин қышқылдары, микро және макроэлементтер бар. Қызылшадан қант алудың дәстүрлі технологиясы осы пайдалы заттарды алу проблемаларын шешпейді. Олар технологиялық процестердің жүзеге асырылуын баяулатады, өндірісте сахарозаның жоғалуын арттырады. Олардың белгілі бір бөлігі диффузионды шырынды физикалық-химиялық тазалау және жартылай өнімдерді термиялық өңдеу кезінде біржола жоғалады, қалған бөлігі өндірістің жанама өнімдерімен - ЖОМ және мелассамен шығарылады [13]. Бұл саладағы өзекті бағыт қант қызылшасын қайта өңдеу және одан жаңа өнім алу технологияларын әзірлеу болып табылады, бұл ресурс үнемдеу деңгейін арттырады және диеталық және емдеу-алдын алу бағыттары өнімдерінің ассортиментін кеңейтуге, атап айтқанда тамақ талшықтарын (ТТ) және пектинді алуға әкеп соғады.
Пектин заттарының құрамы сахароза аз тіндерде жоғары [14]. Қызылша шикізатының оң ерекшелігі ондағы протопектиннің құрамы болып табылады (пектинді заттардың жалпы сомасының 98% - на жетеді), бұл осы мақсатты өнімді алудың технологиялық параметрлерін тудырады. Пектиннен басқа қызылша жомында (%): целлюлозалар - 22 - ден 25 - ке дейін, гемицеллюлоздар - 21-23, азотты заттар-1,8-2,5, күлдер-0,8-1,3, сахарозалар-0,15-0,20 бар. Сондай-ақ жаңа шикі жомда: C витамині және лизин және треонин сияқты адам тамақтануына қажетті амин қышқылдары бар.
Пектинді заттардың классификациясы. Белгілі болғандай, өсімдіктердің онтогенезінде жалпы пектин құрамының өзгеруі және өсімдіктердің әрбір түріне тән еритін пектин мен протопектиннің арақатынасы пайда болады. Еритін пектин мен протопектин өсімдік жасушасының әртүрлі бөліктерінде орналасқан және әртүрлі функцияларды орындайды. Протопектин жасушалық қабықтың құрамына кіреді, одан едәуір мөлшерде орта пластинкалар тұрады; еритін пектин вакуоль шырынында және жетілген жемістер тіндерінің жасушааралық қабаттарында болады. [16,15] Өсімдік шикізатының полисахаридті компоненті ретінде пектинді заттарды 1825 жылы Итальяндық ғалым Браконно ашылқан. Пектин өз атауын грек тілінен "ресtos- қоюлатушы" деген сөзден алды [17].
1944 жылы американдық химиялық қоғам комитеті пектинді заттардың номенклатурасын әзірлеп, ресми түрде қабылдады. 2000 жылы ғалым Колесновпен ол нақтыланды және қазіргі уақытта келесі түрі бар:
o пектинді заттар ( pectin substances) - пектиндердің жанама заттармен физикалық қоспалары (мысалы, пектозандар және гексозандар);
o протопектин (protopectin) - негізінен пектинді тізбектер желісінен тұратын, көпвалентті металдар иондарының СООН-ның түрлендірілмеген топтарымен ионды көпірлік байланыстардың пайда болуымен және аз мөлшерде, Н3РО4-пен эфир көпіршелерінің көмегімен пайда болған өсімдіктің суда ерімейтін табиғи пектині.
o пектин (pectin) - целлюлозадан бос және полигалактурон қышқылының ішінара немесе толық метоксилденген қалдықтарынан тұратын суда еритін зат. Метоксильді топтардың санына және полимерлеу дәрежесіне байланысты әртүрлі пектиндер бар. Н-пектин ( H-pectin) - жоғары этерификацияланған пектин. Этерификация дәрежесі бар, яғни пектин қышқылының әрбір 100 карбоксильді тобына этерифицирленген карбоксильді топтар санының қатынасы 50%-дан астам; L-пектин (L - pectin) - төмен этерифицирленген пектин. 50%-дан кем этерификация дәрежесі бар;
o пектин қышқылдар (pectic acid) - толығымен деметоксилирленген пектиндер. Пектин қышқылдарының тұздары қалыпты немесе қышқыл пектаттар деп аталады (pectates);
o пектин қышқылы - төмен этерифицирленген полигалактурон қышқылы;
o өндіріс пектиндері - әртүрлі топтармен негізгі валенттілікке байланысты пектиндер, мысалы, ацетилпектин.
Тамақ өнеркәсібінде пектин -- гель түзушілер, қоюландырғыштар ретінде, сондай -- ақ медициналық және фармацевтикалық өнеркәсіпте-адам ағзасына пайдалы қасиеттері бар физиологиялық белсенді заттар ретінде пайдаланылады. [18].
Пектиннің пайдалы қасиеттері. Пектин өсімдік тектес табиғи полисахарид ретінде, желе құрайтын, гель түзетін және сорбциялық қасиеттерге ие және осының арқасында тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.[19]
Пектин-гель түзгіш, тұрақтандырғыш, қоюландырғыш, ылғал ұстағыш агент, ағартқыш, сүзуді жеңілдететін зат және капсулалау құралы болып табылады, E440 азық-түлік қоспасы ретінде тіркелген.
Пектин ішек қабырғаларынан уытты заттарды жинайтын және оларды табиғи жолмен ағзадан шығаратын геле түзетін массаны қалыптастыруға қабілетті сіңірілмейтін тамақ талшығы болып табылады. Пектині бар өнімдерді пайдалану, ішектің моторикасын қалыпқа келтіру арқылы метаболизмді қалыпқа келтіреді. Табиғи пектиннің бірегейлігі адам ағзасының бактериологиялық тепе-теңдігін сақтау қабілеттілігінен тұрады.
Таза түрдегі пектиндер ең аз мөлшерде сіңіріледі, табиғи энтеросорбенттер рөлінде болады, ағзадан ауыр металдар мен радиоактивті заттарды шығарады, қандағы холестерин деңгейін төмендетеді. Пектиндердің пайдалы қасиеттері әлі толық зерттелмеген, ғылыми әзірлемелер үнемі жаңартылып отырады.
Адам ағзасына айқын пайдасымен қатар, пектиндер денсаулыққа зиян келтіруі мүмкін - олар аллергиялық реакциялар тудырады.
Тамақ және фармацевтика өнеркәсібінде қолдануға арналған пектинді -тазартылған полисахаридті - цитрустан (лайм, лимон, апельсин, грейпфрут), алма сығындысынан, қант қызылшасының сынығынан, теңіз шөптерінен немесе күнбағыс себетінен қышқыл экстракция арқылы алады.
Гидролиздеуші агенттер ретінде қолданылатын микробтық текті ферменттердің әсеріне негізделген биотехнологиялық әдіс ең заманауи және экологиялық таза болып табылады.
Ферментативті гидролизде даусыз технологиялық артықшылықтар қатары бар, олардың ең бастысы пектиннің сілікпені құрайтын қасиеттерін сақтай отырып шығуының артуы. Мұндай зерттеулер өнеркәсіпке микробтан шыққан тиімді ферментті препараттарды және оларды пектин алу технологиясында, оның ішінде модификацияланған формаларда пайдалану режимін ұсынуға мүмкіндік береді.
Қызылша жомы пектин өндірілетін шикізат ретінде, алма және цитрус сығындыларынан препараттарды көп мөлшерде алуға мүмкіндік бермейтін жағдайларда бірқатар өзіне тән ерекшеліңтерге ие. Бұл ерекшеліктер протопектиннің ақуыз, целлюлоза және клеткалық қабырғаның басқа компоненттерімен тығыз байланысымен анықталады. Сонымен қатар, жом пектиннің гидроксильді топтары айтарлықтай мөлшерде ацетилденген. [20,21]
Осылайша, қызылша пектинінің жақсы шығуы үшін жасушалық қабырғалардың құрылымдық элементтерімен және оның дезацетилденуі протопектиннің байланыстарын ыдырату үшін өте қатаң температуралық-қышқыл әсері қажет.
Өсімдік клеткасының пектиндік заттары. Өсімдік шикізатының күрделі анатомиялық құрылымы мен химиялық құрамы бар, оның көп бөлігі протопласттарды қолайсыз сыртқы әсерлерден қорғайтын, жасушадағы су мен қоректік заттардың алмасуын реттейтін, өсімдік жасушаларының тіректері мен қаңқасы болып табылатын өсімдіктердің жасушалық қабырғаларынан тұрады.
Қазіргі ұсыныстарға сәйкес қабырғалардың өздері де, олардың түзетін полимерлері де әр түрлі өсімдіктердің өсімдік ұлпалары бір принцип бойынша салынған
Өсімдік клеткасының қабырғасы бірнеше қабаттан тұрады: сыртқы бастапқы қабықты құрайды, ішкі -- қайталама, ол өз кезегінде ішкі, орта және сыртқы қабаттардан тұрады (сурет. 1). Олардың әрқайсысына целлюлозаның, гемицеллюлозаның, пектинді және басқа да заттардың белгілі бір өзара орналасуы тән.
Жасушалық қабырғаның негізгі химиялық компоненттері органикалық заттар болып табылады, аздаған бөлігін минералды заттар құрайды. Жасуша қабырғасының органикалық компоненттері шартты түрде целлюлозалы құрылымдық болып бөлінеді; қабырға матриксінің компоненттері - гемицеллюлоздар, пектиндер, ақуыздар, липидтер; жасуша қабырғасын инкрустеуші лигнин, суберин және клет - балауыз, кутин бетінің компоненттері. Өсімдік шикізаты қалдықтары тұрғысынан пектинді заттар, фенолдық қосылыстар, таннин және жасушаның басқа да полимерлері қызығушылық тудырады.
Пектинді заттар жасуша қабырғасының көмірсулар компоненті болып табылады, олар қабырға талшықтарын және көрші жасушаларды бір матаға байланыстырады және жасуша қабырғасының құрғақ субстанциясының 13 дейін құрайды. Олар өсімдік тіндерінде болады, онда орта пластинкалар деп аталатын жасушааралық кеңістікті толтырады.
Пектин заттарды 1825 жылы итальяндық ғалым Браконо ашты. Ал XX ғасырдың бірінші жартысында пектинді заттардың химиялық құрылысын зерттеу, әр түрлі жемістердегі, жидектердегі және тамыржемістердегі сандық құрамын анықтау, олардың өсімдік жасушаларының құрылымдық құрауыштарына әсері бойынша зерттеулер жүргізілді. Өсімдік жасушасындағы пектин биосинтезі үшін негізгі бастапқы зат галактурон және глюкурон қышқылы болып табылады, ал пектин молекуласының фрагменттерінің биосинтезінің орны Гольджи аппараты болып саналады.
Химиялық табиғаты бойынша пектиндер гетерогенді полимерлерге жатады, бұл өсімдік пектиндерінің түрлі айырмашылықтарына да, олардың құрылымының лабильділігіне да байланысты.
Барлық заттардың пектин молекуласы а-1,4-байланысымен байланысты D-галактурон қышқылының қалдықтарынан тұратын полисахарид болып табылады, олар алтыншы көміртегі атомы бойынша метоксилденуі мүмкін және су сіңіргіш қабілеті бар еритін коллоидты заттар болып табылады. Әртүрлі объектілерден бөлінген пектиндердің молекулалық массасы 14-тен 36 КД-ға дейін өзгереді. Пектиндердің этерификация дәрежесі 37-90% құрайды, бірақ этерификация дәрежесі 14,9-дан 16,2% - ға дейін төмен этерификацияланған пектиндер де кездеседі. Пектиндердің ерекшелігі, әсіресе қант, қышқыл және поливалентті металл иондарының әсерінен геле түзілу қабілеті болып табылады. Протопектиннен басқа, барлық пектинді заттар суда ериді.
Пектинді заттардың құрамына галактуронандар мен рамногалактуронандар кіруі мүмкін, онда Сб-галактозаның көміртекті атомы карбоксильді топқа дейін тотыққан, сондай-ақ арабинандар, гомогалактандар мен арабиногалактандар болуы мүмкін. Гомогалактандар тегіс пектин болып табылатын қышқыл полисахаридтер болып табылады, қабырғаға метилэтерификацияланған. Гомогалактуронан тізбектерінің көрші бөліктері арасында пектинэстеразаның деэтериялануынан кейін карбоксильді топтар қатарынан орналасқан жерлерде гомогалактуронандардың агрегациясын тудыратын кальцийлі көпіршелер пайда болады, бұл созылудың өсуіне мүмкіндік бермейді.
1.2. Қышқыл гидролиз әдісімен қызылша жомынан пектин алу
Қызылша пектинін өндіру үшін ҚР аумағында іс жүзінде шексіз шикізат базасы бар. Құрамында пектин бар шикізаттың басқа түрі қызылша жомымен бағасына байланысты бәсекелесе алмайды. Қанттың орташа шығуы 12-13% болғанда, ҚР қант қызылшасы өндірісі өңделген қызылша массасынан 80-96% шикі қызылша жомын береді.
Нақты мәнде -- 15 млн.т қызылша өңдеу кезінде шамамен 12 млн. т қызылша жомы құрайды.
Әлемдік әдебиетте қызылша мен қызылша жомы арзан пектинді шикізат болып табылғанына қарамастан, қызылша пектинін алу тәсілдеріне қатысты деректер өте аз. Қызылшаның пектинді заттары бойынша мақалалардың, өтінімдердің, шолулардың басым бөлігі ресейлік ғалымдарға тиесілі, әсіресе соңғы кезеңде. Бұл саладағы шетелдік жарияланымдардың ішінде ең алдымен Michel-дің қызметкерлермен жұмыс істеуі көзге түседі. [22]
Пектинді заттар өсімдік шикізатында екі нысанда болады: жасушалық шырынның құрамына кіретін және пектинді заттардың жалпы құрамының % -ын білдіретін еритін пектин және целлюлозамен, ге-мицеллюлозамен және ақуыздармен байланысты күйдегі жасушалық қабырғалардың құрамына кіретін ерімейтін пішін. Өсімдік шикізатындағы протопектин құрамы пектинді заттардың жалпы құрамының орташа 75% - ын құрайды. Бұл шикізаттан пектинді заттарды алу процесінің екі сатылы болуын тудырады. Бірінші сатыда протопектин гидролизін жүргізеді, нәтижесінде протопектин пектиннің еритін түріне ауыстырылады. Екінші кезеңде шикізаттан ерітіндіге еритін пектин молекулаларын экстракция немесе диффузия процесі жүреді.
Протопектин гидролизі үшін минералды (күкірт, тұз, азот) және органикалық (лимон, сүт, щавельді) қышқылдардың су ерітінділерін, сондай-ақ сілтілерді, жоғары температурамен үйлескен тұз ерітінділерін пайдаланады.
Қышқылдардың (немесе сілтілердің) әсерінен табиғи протопектин пектиннің еритін түріне айналады және ерітіндіге экстрагациялайды. Бұл әсер механизмі даулы болып табылады: кейбір зерттеушілер қышқыл протопектиндер көпвалентті катиондарды жояды деп санайды, басқалары - целлюлоза кешенінің гидролизі байқалады деп есептейді [23].
Әдетте пектин алу технологиясында гидролиз және экстрагирлеу процесі бір-біріне біріктірілген, яғни протопектин байланыстарының гидролизі және пектин молекулаларының ерітіндіге диффузиясы бір мезгілде жүреді. Гидролиз және экстрагирлеу екі дербес кезеңді білдіретін қызылша сығындысынан пектин алу технологиясы ерекшелік болып табылады.
Пектинді шикізаттан шығару процесі ортаның қышқылдығына (рН), температураға (с), гидромодульге (қатты және сұйық фазалар көлемінің арақатынасына), процестің ұзақтығына (х) және пайдаланылатын гидролиздеу агентіне байланысты.
Қызылша пектинінің (ҚП) құрамы мен құрылысының жоғарыда көрсетілген ерекшеліктерін назарға ала отырып, авторлар пектинді қышқыл гидролиз әдісімен алу тәсілін сипаттады.
Қызылша жом ұнтақтауға ұшырап, шикізаттың келесідей арақатынасында өңделеді: экстрагент 1: 25 гидролиздеу агенті рН = 1 (тұз немесе азот қышқылын қолданған) 85°С кезінде 1 сағат ішінде. Гидролиз аяқталғаннан кейін рН қоспасын 5-ке дейін және натрий гидроксиді 4,25-ке дейін жеткізді. Суспензияны бөлу. Пектин концентратынан 1:3 қатынасында спиртпен тұнады. Коагулят спиртпен дегидраттады және кептіреді.
Соңғы жылдардағы зерттеу нәтижелері бойынша қызылша пектині өзінің физикалық-химиялық қасиеттері бойынша ауыр металдар мен радионуклидтерге қатысты ең жақсы табиғи кешен құрушы болып табылатыны анықталды. Бұл экологиялық жағдайдың нашарлауы кезінде ерекше өзектілікке ие болады.
1.3. Функционалды тағам өнімдері
Адам денсаулығы, ең алдымен, оның толыққанды және теңгерімді тамақтануына байланысты екені белгілі. Алайда, адам денсаулығына әсер ететін маңызды факторлар экологиялық факторлар болып табылады, бұл бифидогенді қасиеттері бар тамақ өнімдерінің көлемі мен ассортиментін кеңейту қажеттігіне себепші болады.
Бифидогенді потенциал ( қасиеттері) - өнімнің про-және пребиотикалық қасиеттерінің көрінісі.
Соңғы жылдары адам микроэкологиясына арналған ғылыми әдебиет пен ресми құжаттарда, сондай-ақ тамақтанудың негізгі теорияларында да адамның табиғи қорғанысының факторларының бірі оның микрофлорасының тұрақты құрамы қарастырылады. Бұл рөлді орындайтын функционалдық ингредиент болып пробиотиктер табылады.
Пробиотиктер - бұл сүт қышқылды бактериялардың тірі микроорганизмдері, көбінесе бұл эволюция процесінде қалыптасқан адамның табиғи микрофлорасына жататын бифидо-және лактобактериялар. Пайдалы микрофлораның өсуін күшейту үшін пребиотиктер қолданылады.
Пребиотиктер - бұл әртүрлі суда еритін тағамдық талшықтар-моно -, олиго-және полиса, олар ағзада адамның ас қорыту ферменттерімен сіңірілмейді және ішектің жоғарғы бөліктерінде сіңірілмейді, тек микрофлорамен харидтер сіңіріледі.
Тиімді пребиотик-D-галактурон қышқылының қалдықтарынан құралған және өсімдік шикізатынан тұратын полисахарид болып табылатын пектин. Сонымен қатар, клиникалық зерттеулер пектиннің ағзадан ауыр металдар мен уыттарды шығару қабілетін көрсетті. Оның азық-түлік құрамындағы тұрақты тұтынуы, сондай-ақ зат алмасуын және ас қорыту органдарының қызметін реттеуге, қандағы глюкоза мен холестерин деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді [24]. Сондықтан пектин өнімдерінің ассортиментін кеңейту, сондай-ақ оларды тұтыну өзекті міндет болып табылады.
Экологиялық агрессия жағдайында бүкіл әлемде бағытталған әсері бар азық-түлік өнімдеріне қажеттілікті арттыру мәселесі туындады. Адам тамақтануының мұндай бағыты функционалдық деп аталды.
Функционалдық тамақтану тұжырымдамасы Медициналық және Тағам биотехнологиясы тоғысында пайда болды және 1989 жылы Жапонияда ресми мойындалды. Жапон зерттеушілері мұндай өнімдердің үш негізгі сапасын анықтайды :тағамдық құндылығы, дәмдік қасиеттері және физиологиялық әсері [25].
"Функционалдық тамақтану" терминімен рационалды тамақтанудың жалпы қабылданған ұғымына қарағанда жапон зерттеушілері табиғи текті өнімдерді пайдалануды білдіреді, олар жүйелі түрде қолданғанда адамның физикалық және психикалық денсаулығын жақсарта отырып, ағзаның белгілі бір жүйелері мен органдарына оң реттеуші әсер етеді.
Қазіргі уақытта синбиотикалық қасиеттері бар сүт негізінде өнім алумен байланысты бағыт перспективалы болып саналады. Про - және пребиотиктер комбинациясын білдіретін синбиотиктерді қолдану адам аутофлорасының өсуін ынталандыруға және ішекте енгізілетін бактериялық қоспалардың өміршеңдігін жақсартуға мүмкіндік береді [26].
Сондай-ақ, тамақ өнімдерінің құрамына биологиялық белсенді (функционалдық) компоненттерді енгізу дәстүрлі өнімдерге жаңа қасиеттер беруге мүмкіндік беретінін атап өткен жөн.
Мысалы, тағамдық талшықтар адам ағзасына жан-жақты әсер етеді: олар тамақ өнімдерімен түсетін уытты қосылыстарды адсорбциялайды, олардың ішектің шырышты қабығына әсер ету уақытын және концентрациясын азайтады, зат алмасуын жақсартады.
Тамақ талшықтарымен байытылған өнімдерді жасау-тамақ индустриясының өзекті міндеті. Ұзақ уақыт бойы тағамдық талшықтар қажетсіз балласты заттар деп есептеді,оларды дайын өнімдерден шығарып тастауға тырысты. Нәтижесінде халықтың тамақ талшықтарын нақты тұтынуы нормамен салыстырғанда 2-3 есе төмендеді: тәулігіне 30-35 г орнына орташа статистикалық адам 10-15 г аз жейді [27].
Сонымен қатар, қазіргі заманғы медицинаның зерттеулерінің арқасында тағамдағы тағамдық талшықтардың жетіспеушілігі адамның ішкі ортасының динамикалық тепе-теңдігінің бұзылуына алып келеді және көптеген аурулардың, соның ішінде гастроэнтерологиялық қатердің факторы болып табылатындығы дәлелденген.
Адамның тамақтану рационында минералдық заттардың болуы өте маңызды. Минералды заттар ағзада маңызды физиологиялық функцияларды орындайтын тағамның алмастырылмайтын, өмірлік қажетті компоненттеріне жатады.
Витаминдердің жетіспеушілігі адам денсаулығына теріс әсер етеді: оның көңіл-күйі нашарлайды, жалпы жұмысқа қабілеттілігі төмендейді, әртүрлі ауруларға қарсы тұру, ағзаға зиянды еңбек жағдайлары мен сыртқы ортаның теріс әсері күшейді, кез келген ауруларды емдеу қиындайды, ағзаның жоғары радиациялық аяның әсеріне сезімталдығы артады, онкологиялық аурулардың қаупі артады [28].
Функционалдық тамақтанудағы өте перспективалы бағыт витаминдер, минералды заттар сияқты қоректік заттардың көзі болып табылатын нутрицевтиктерді шырын, көкөніс және жеміс пюресі түрінде қолдану болып табылады.
Бұл үрдіс функционалдық азық-түліктің тұтыну нарығының талдауымен расталады, ол тамақ талшықтарымен, витаминдермен, минералдармен және басқа да биологиялық белсенді қосылыстармен байытылған тамақ өнімдерінің елеулі орын алатынын көрсетті.
Осылайша, ғылыми-техникалық әдебиетті сыни талдау жеміс-көкөніс негізіндегі пробиотикалық азық-түлік өнімдерінің ассортиментін кеңейту және өндіру көлемін ұлғайту қажеттілігі туралы қорытынды жасауға негіз береді.
Айта кету керек, жоғары танымалдылыққа байланысты құрылымдалған өнімдердің ассортименті қарқынды өсіп келеді. Бұл ретте құрылым құрушылар ретінде әр түрлі сілікпе құраушылар жиі қолданылады. Мысалы, пектинді заттар белгілі бір функцияларды орындай алады: консистенцияны өзгертіп, арнайы қасиеттер береді.
Басқа танымал функционалдық ингредиентт- тағамдық талшықтар. Адам тамақтандырудағы олардың тапшылығы ағзалар мен ағзалар жүйесінің жұмыс істеуінің бұзылуына әкеп соғады. Сонымен қатар, тағамдық талшықтардың кейбір түрлері кальцийдің сіңірілуін арттыруға ықпал ететіні және пробиотикалық өнімдердің функционалдық ингредиенті ретінде пектинді заттарды қолданудың орындылығын негіздейтін ішектегі пробиотиктердің дамуы үшін қолайлы жағдай жасай отырып, пребиотика ретінде әрекет ететіні дәлелденген. Тамақ талшықтарының көзі ретінде қызылша сығындысы, жармалар, дәнді дақылдардың кебектері, жемістер, жидектер және көкөністер қосылады [29].
Тағамдық талшықтар-адам денсаулығына қажетті заттар. Бактериялық ферментацияға төзімділігі бойынша олар толық ферментацияланатын, ферментацияланатын және ферментацияланбайтын болып бөлінеді. Бірінші топқа пектин, камеди, шырыш, екінші топқа - целлюлоза және гемицеллюлоза, үшінші топқа - лигнин жатады. Көкөністер тағамдық талшықтардың бірінші тобының негізгі көзі болып табылады. Бұл қосылыстар маңызды лактобактериялардың өсуіне қолайлы ішек бактерияларының тіршілік ортасын қалыпқа келтіреді. Жоғары адсорбциялық қасиеттері мен антиоксиданттық белсенділігі эндо - және экзотоксиндердің шығарылуына ықпал етеді. Тамақ талшықтарын тұтынудың жеткілікті деңгейі атеросклероздың, гипертония мен диабеттің пайда болуына және дамуына кедергі келтіреді. Көкөніс дақылдары арасындағы тағамдық талшықтардың маңызды көздері бұршақтар, шпинат, ақжелкен, қырыққабат және т. б. болып табылады. [30]
Пектиннің биологиялық белсенді фракциялары және олардың жоғары сорбциялық қасиеттері туралы көптеген деректер пектинді жоғары белсенді биологиялық заттар тобына жатқызуға мүмкіндік береді. Көкөніс дақылдары арасында пектиннің ең көп мөлшері бойынша қызылша, ақжелкен, асқабақ, сәбіз, бұрыш, баклажан және т. б. бөлінеді. [31]
Осылайша, негізгі функционалдық ингредиенттер туралы аналитикалық шолу нәтижелері келесі қорытындылар үшін негіз береді:
1. Дәстүрлі түрде функционалдық мақсаттағы өнімдерге жеміс-жидек қоспалары қосылады. Толтырғыштардың ең көп таралған түрі-табиғи күйдегі, ұсақталған, паста (ботқа) түріндегі және өңделген түрдегі (шырындар, концентраттар, ұнтақтар, джемдер, спиртті морстар, экстракттар) жемістер мен жидектер (балшық, шырғанақ, қарақат, қара жемісті шетен, итмұрын, шабдалы, алма, шие және т.б.).
2. Функционалдық азық - түлікке пюре, шырындар, концентраттар түріндегі көкөніс толтырғыштары (сәбіз, қызылша, асқабақ, топинамбур) да енгізіледі.
3. Биологиялық құндылықты арттыру үшін сүт сарысуын әртүрлі дозада енгізеді.
Пектиндердің функционалдық қасиеттері. Пектин соңғы онжылдықта ерекше маңызға ие болды, кешендер құра отырып, ағзадан ауыр металдарды ғана емес, ағзадан биогенді токсиндерді, анаболиктерді, антибиотиктерді, ксенобиотиктерді, метаболизм өнімдерін және биологиялық зиянды заттарды ағзада жинақтауға қабілетті: холестерин, өт қышқылдары, несепнәр, ұн жасушаларының өнімдері туралы мәліметтер пайда болды.
Медицинаға және ветеринарияға дәрілік препараттарды, атап айтқанда антибиотиктерді кеңінен енгізу ағзаның зиянды факторларға қарсы тұруының төмендеуіне алып келді, адамның микроорганизмдермен экологиялық қарым-қатынасын өзгерткені белгілі. Ағзаны инфекция мен аллергиялық аурулардан қорғайтын микрофлораның түрлік құрамы өзгеріске ұшырады, шартты-патогенді микроорганизмдердің әртүрлі түрлері пайда болды, дисбактериоз жағдайы пайда болды [Дубинкин В. А., 2000]. Осыған байланысты, алдын алу құралы ретінде пектинді пайдаланудың маңызы зор.
Пектиннің емдік әсерінің негізгі әсері оның химиялық құрылымының ерекшеліктерімен байланысты. Полигалактурон қышқылының полимерлік тізбегі, химиялық белсенді еркін карбоксильді топтар мен спиртті гидроксидтердің болуы хелатты кешендердің пайда болуына және соңғылардың ағзадан бөлінуіне ықпал етеді.
Адам ағзасында игеру процесінде пектиннің деметоксилденуі орын алады, бұл оның полигалактурон қышқылына айналуына алып келеді, ол органикалық текті токсиндермен байланыстыра отырып кешендер құрады және өзінің құрылымында негізгі сипаттағы топтар -- МН2, -- ОН (спирттік немесе фенолды) және т. б. құрайды. Атап айтқанда, пектиндер ішектегі өт қышқылдарының продуценттерін байланыстыра алады және бұл ағзада, ең алдымен қан тамырларында холестериннің жиналуына кедергі жасайды (атеросклероздың алдын алу).
Пектиннің физикалық-химиялық қасиеттері, оны одан әрі қолдану қолданылатын өсімдік шикізатының сапасына, осы шикізаттан пектинді экстракциялау жағдайларына, сондай-ақ функционалдық топтардың теңгеріміне байланысты. Жеміс-жидек шикізатының қалдықтарынан алынған пектиндердің биохимиялық және физикалық-химиялық көрсеткіштері ағзаның бактериологиялық балансын бұзбай тірі ағзаларды зиянды заттардан тазарту қабілетін тағы да дәлелдейді. Осыған байланысты пектинді зиянды қоршаған орта жағдайында, ауыр металдардың қосылыстарымен, радионуклеидтермен және нитраттармен қаныққан профилактикалық құрал ретінде қолдануға болады. Эндополигалактуроназды, гемицеллюлазды және целлюлазды әсер ететін ферментті препараттарды пайдалану пектиндердің шығуын арттыруға және экологиялық таза өнім алуға мүмкіндік береді, ал бұл өз кезегінде құрамында пектин бар консерві, кондитерлік, нан-тоқаш және басқа да өнімдердің ассортиментін шикізаттың кең спектрінде кеңейтуге мүмкіндік береді.
Пектинді заттар полифункционалды құрылым түзгіштер ретінде. Экологиялық жағдайдың нашарлауы, сыртқы ортадағы ластағыштармен әртүрлі ауырлық дәрежесіндегі уланулардан басқа, сондай-ақ иммундық тапшылыққа әкеп соғады. Радиация,пестицидтер, ауыр металдар, диоксиндер мен нитраттар ағзаның иммунологиялық реактивтілігін, яғни оның тітіркендіргішке лайықты бейімделген реакциямен жауап беру қабілетін бұзады. Сондықтан арнайы зат-детоксиканттардың көмегімен денені детоксикациялау мәселесі өте өзекті. Детоксиканттар-бұл сырттан түскен ауыр металдарды, нитраттарды, пестицидтер мен басқа да уытты заттарды, сондай-ақ ішкі уытты заттарды байланыстыруға және ағзадан шығаруға қабілетті қосылыстар. Олар холестерин мөлшерін қалыпқа келтіреді, алмасу процестерін реттейді, бауыр мен бүйректің жұмысын жақсартады және улы заттарды ағзадан шығарады. Жоғары тиімді антитоксикалық зат болып табылатын тағамдық заттардың қатарына пектинді заттар жатады[32].
Пектинді заттар ерімейтін кешендер құрып, адам ағзасынан уытты металдар мен ұзақ өмір сүретін (бірнеше онжылдықтағы жартылай ыдырау кезеңімен) стронций, цезий және т. б. изотоптарын шығару туралы мәліметтер пайда болғаннан бастап соңғы үш онжылдықта ерекше мәнге ие болды. Сонымен қатар, пектинді заттар ағзада пайда болатын биогенді токсиндерді, ксенобиотиктерді, анаболиктерді, метаболизм өнімдерін және биологиялық зиянды қосылыстарды сорбциялауға және ағзадан шығаруға қабілетті. Олар көптеген елдерде қолдану бойынша шектеулері жоқ бағалы тағамдық ингредиенттер ретінде танылған[33].
Пектин - сорбциялық және желе құрайтын қасиеттерден басқа ең тиімді сілікпе түзгіштердің бірі болып табылатын шырын және қант қызылшасы өндірісінің қайталама шикізат ресурстарынан гидролиз-экстрагирлеу жолымен алынатын табиғи полисахарид, осының арқасында тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Сілікпенің пайда болу механизмі пектинді тізбектердің үш өлшемді кеңістіктік құрылымды құрумен байланысты.
Пектиннің желдейтін әсері сүт ақуыздарымен қосымша өзара әрекеттесу нәтижесінде өседі. Пектин негізгі сүт ақуыз - казеинмен әрекет етеді, изоэлектрлік нүктеден төмен PH кезінде оның коагуляциясын болдырмайды және жылумен өңдеу кезінде ақуыздың тұрақтылығын арттырады, соның арқасында қышқыл сүт өнімдерін сақтау мерзімін ұзарту үшін Жоғары температуралы пастерлеуді жүргізуге болады.
Қазіргі уақытта әртүрлі шикізаттан бөлінетін және құрамы мен функционалдық қасиеттері жағынан ерекшеленетін (алма, цитрус, қызылша, гүл шоғырынан-күнбағыс себетінен, жүзім сығындысы және т. б.) пектиндердің бірнеше түрлерін шығарады. [34].
Пектиннің әрекетіне оның этерификация дәрежесі әсер етеді. Жоғары этерирленген (ЖЭ) және төмен этерирленген (ТЭ) пектиндерде сілікпенің пайда болу механизмі қатты ерекшеленеді: ТЭ-пектиндер тек кальций мен қант құрамы 50% - дан кем болғанда ғана сілікпені құрайды. Сондықтан олар төмен қантты тамақ өнімдерін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz