Сохрани и опубликуйсвоё исследование
О проекте | Cоглашение | Партнёры
магистерская диссертация по направлению подготовки : 19.04.01 - Биотехнология
Источник: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»
Комментировать 0
Рецензировать 0
Скачать - 1,6 МБ
Enter the password to open this PDF file:
-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» ШКОЛА БИОМЕДИЦИНЫ Департамент пищевых наук и технологий Зимин Алексей Валерьевич РАЗРАБОТКА БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЫРЬЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ по образовательной программе подготовки магистров по направлению 19.04.01 «Биотехнология» г. Владивосток 2018
3
4
РЕФЕРАТ Листов пояснительной записки 68, 3 главы, 11 таблиц, 6 рисунков, 91 источник. ИГЛОКОЖИЕ, STRONGYLOCENTROTUS INTERMEDIUS, ЭХА, НАФТОХИНОНЫ, ТЫКВА, НЕКТАР, ЭКСТРАКТ, ПИГМЕНТЫ Целью работы являлось разработка технологии безалкогольного напитка с использованием сырья Дальневосточного региона. В работе определена целесообразность использования продуктов переработки морских гидробионтов класса иглокожие с целью получения экстракта, содержащего биологически активные компоненты. Разработан тыквенный нектар с экстрактом продукта переработки морского ежа (панцирь, иглы), содержащим комплекс хиноидных пигментов. Изучено влияние вносимой добавки на антирадикальную активность полученного продукта. По результатам исследований установлено, что внесение экстракта в продукт в концентрации 1 % увеличивает антирадикальную активность разработанного продукта по сравнению с нектаром тыквенным без добавления экстракта. Замена воды в разработанной технологии на гидротермический тыквенный экстракт, в который переходит часть минеральных веществ после варки тыквы, способствует сохранению минеральной фракции, разрушаемой при термической обработке, что способствует улучшению химического состава готового продукта. Произведен расчет себестоимости сырья для получения 100 дал нектара тыквенного с экстрактом продуктов переработки морского ежа.
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4 1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................7 1.1Использование морских гидробионтов в пищевой промышленности…..…7 1.2 Биологические активные вещества морских ежей.......................................10 1.3 Применение БАД на основе гонад и костных тканей морских ежей…….17 1.4 Медико-биологические свойства БАВ гидробионтов………………….....20 1.5 Способы переработки морских ежей………... …………………………….24 2.ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..................................................26 2.1 Цели и задачи исследований..........................................................................26 2.2 Объекты исследования....................................................................................28 2.3 Методы исследования.....................................................................................29 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ...........................34 3.1 Разработка рецептуры тыквенного нектара с добавлением экстракта морского ежа……………………………………………………………………..34 3.2 Разработка технологии тыквенного нектара с экстрактом морского ежа………………………………………………………………………………...35 3.3 Определение органолептических показателей разработанного продукта………………………………………………………………………….41 3.4 Физико-химические показатели разработанного продукта………………45 3.5 Исследование антирадикальной разработанного готового продукта…....46 3.6 Исследование показателей безопасности разработанного продукта…….47 3.7 Микробиологические показатели тыквенного нкектара …………………48 3.4 Расчет себестоимости сырья……………………………..............................49 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................50 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................52 ПРИЛОЖЕНИЕ.....................................................................................................63 3
ВВЕДЕНИЕ Биологическое разнообразие Мирового океана составляет неограниченный ресурс в области создания новых физиологически активных соединений. Биологически активные вещества (БАВ), выделенные из морских животных, водорослей и бактерий, обладают широким спектром биологической активности по отношению к различным биосистемам, включая антибактериальную, антикоагулянтную, противогрибковую, противоопухолевую, проапоптотическую и антигиперхолестеринемическую активности [1, 2, 3, 8, 78]. Благодаря адаптации к разнообразным факторам окружающей среды ряд морских животных и растений выработал способность к продукции уникальных вторичных метаболитов, многие из которых обладают экстремально высокой фармакологической активностью [4, 78]. Большой интерес для медицины представляют БАВ, получаемые из морских ежей. Доказано антиоксидантное действие экстрактов из гонад, тканейи внутренних органов, а также панциря и игл этих гидробионтов [28, 68, 69, 73, 84]. В клинических и экспериментальных исследованиях препараты, полученные на основе липидов из морских ежей, проявляли противовоспалительное, антидиабетическое, гиполипидемическое действие и в связи с этим рекомендуются к использованию для профилактики и лечения широкого круга болезней [10]. Большое значение имеет тот факт, что после извлечения из морских ежей икры для пищевых целей панцири, иглы и внутренние органы в основном идут на отходы без дальнейшей переработки. Однако в настоящее время из данного сырья можно получать эффективные лекарственные препараты, ферменты и биологически активные добавки, такие как «Гистохром», «фукоксантин», «тимарин» и др. 4
Известно, что биологически активные вещества, получаемые из пищевых продуктов, имеют оздоравливающее значение для организма. Состояние здоровья возможно улучшить при помощи природных веществ растительного, минерального и животного происхождения [82]. В настоящее время становится возможным широкое применение с целью оздоровления и лечения растительных, минеральных и животных пищевых продуктов в различном виде. Например, на Дальнем Востоке России биологически активные вещества пищи вводятся в организм, как правило, в естественном виде, а в случае западных стран – в виде биологически активных добавок к пище (БАД), которые всё в больших объёмах производятся с применением современных высоких технологий [24]. Функциональные продукты питания и напитки в настоящее время являются самым быстрорастущим сегментом пищевой отрасли в мире. Мировой рынок функциональных продуктов усиленно развивается, ежегодно увеличиваясь на 15…20%. Самая динамично развивающаяся его часть – это рынок функциональных молочных продуктов и напитков, где ключом к успеху являются инновации. Согласно оценкам экспертов, объем рынка безалкогольных напитков, в том числе функциональной направленности, за последние несколько лет имел темпы развития от 5 до 9 % в год [7]. Тыква – идеальный овощ для приготовления напитков – сочный, ароматный, полезный. В безалкогольных напитках ее в основном используют в составе соков и отваров. Тыкву относят к овощам, в ней не так много сахаров, как во фруктах, хотя многие сорта тыквы имеют сладкий вкус. Тыквенный нектар богат такими минералами, как калий, кальций, фосфор, хлор, магний, натрий, сера, железо, цинк, йод, медь, марганец, фтор, кобальт. Содержание белка, жира, углеводов и органических кислот достаточно низкое; имеет некоторое количество пищевых волокон и широкий набор витаминов: бета-каротин, А, РР, С, Е, группы В. Также данное сырье содержит в большом количестве 5
пектин (полисахарид, обладающий склеивающими свойствами, который относят к растворимым пищевым волокнам). Польза пектина для живых организмов, и в том числе для человека, очень велика: он улучшает перистальтику кишечника, кровообращение, понижает содержание «вредного» холестерина, приводит в норму обменные процессы, так как очищает организм человека от вредных веществ и шлаков. Может выводить пестициды, тяжелые металлы и радионуклиды. Пектин эффективно очищает внутренние органы, кровь и другие ткани, не воздействуя на микрофлору кишечника, в отличие от синтетических лекарств, вроде антибиотиков. Таким образом, продукты из тыквы являются полезными для организма человека. Целью данной работы являлось разработка технологии тыквенного нектара с добавлением экстракта морского ежа. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: 1. Проанализировать научную и патентную литературу по теме исследования; 2. Получить экстракт морского ежа по изученной технологии; 3. Разработать рецептуру и технологию тыквенного нектара с экстрактом морского ежа; 4. Провести исследования качества и безопасности готового продукта; 5. Исследовать антирадикальную активность полученного продукта; 6. Произвести расчет себестоимости сырья и разработать проект нормативной документации готового продукта. 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Использование морских гидробионтов в пищевой промышленности Рациональное использование биоресурсов Мирового океана представляет собой актуальную научно-практическую задачу. Морские гидробионты являются ценным возобновляемым пищевым ресурсом. В то же время они могут служить уникальным источником для производства различных по химическому строению и биологической активности природных соединений. Добыча океанического сырья, включающего рыбу, моллюсков, крабов, креветок, морских ежей, голотурий, в настоящее время достигает нескольких миллионов тонн. Добытые биоресурсы в основном идут на продажу в виде разделанного мяса рыб и других гидробионтов, кормовой муки, и только незначительная их часть реализуется в виде «сурими», белковых изолятов и гидролизатов. В отличие от биологического животного сырья наземного происхождения у морских гидробионтов отсутствуют так называемые потребительские риски – «коровье бешенство», «ящур», «птичий грипп» и их генетические модификации. Все это способствует повышению спроса на возобновляемые морские биоресурсы и, как следствие, развитию технологий их переработки. При обработке промысловых видов морских гидробионтов до 60 % от массы улова составляют отходы, которые в настоящее время используют в основном для получения рыбного жира, удобрений, кормов для животных [89]. Однако большинство этих продуктов имеют низкую экономическую значимость. В результате исследований последних десятилетий в отходах идентифицировано большое количество биологически активных компонентов – пептидов, олигосахаридов, жирных кислот, ферментов, природных пигментов и микроэлементов [90, 91]. В дальнейшем эти биологически активные соединения могут быть выделены и очищены с использованием современных технологий. 7
В настоящее время ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что отходы промышленной переработки морских организмов, в особенности беспозвоночных (моллюсков, иглокожих, ракообразных) и водорослей, представляют ценное сырье для получения биологически активных веществ (БАВ) различной химической природы. Эти биологически активные вещества могут эффективно использоваться для профилактики и лечения различных заболеваний иммунной, сердечно-сосудистой и костно-мышечной систем, а также для коррекции липидного и углеводного обмена. В лаборатории биотехнологии ТИБОХ ДВО РАН разрабатываются технологии получения биологически активных веществ из отходов рыбоперерабатывающей промышленности, промысловых и непромысловых гидробионтов и морских растений. В частности, разработаны и реализованы на производстве несколько технологий комплексной переработки различных представителей семейства иглокожих, представленные на рисунке 1. Как правило, процесс создания новых технологий проходит следующие стадии: 1. Разработка способов и лабораторных регламентов получения БАВ и их композиций; 2. Наработка экспериментальных партий БАВ и их композиций для проведения исследовательских испытаний; 3. Тестирование физико-химических свойств БАВ и их композиций; 4. Обоснование выбора функциональных свойств (ФС), определяемых при характеристике БАВ и их композиций исходя из задач, решаемых с помощью предлагаемого метода получения; 5. Разработка программ и методик исследовательских испытаний по тестированию ФС БАВ и их композиций, в том числе создание моделей и разработка методик и протоколов тестирования ФС БАВ и их композиций; 6. Тестирование ФС БАВ и их композиций; 7. Разработка технологии комплексной переработки морских гидробионтов с целью получения БАВ и их комплексов; 8
8. Создание на основе БАВ и их композиций биологически активных добавок к пище (БАД); 9. Разработка нормативно-технической документации на БАВ и БАД; 10. Подготовка заявки на получение патента. Схема комплексной переработки морских гидробионтов представлена на рисунке 1. Рисунок 1 – Схема комплексной переработки морских гидробионтов семейства Echinodermata Из рисунка 1 видно, что после получения съедобных частей представленных видов, продукты их переработки (внутренние органы, костная ткань) используются для получения различных БАД, ферментов и других биологически активных веществ. Благодаря этому достигается безотходное производство. 9
1.2 Биологические активные вещества морских ежей Среди факторов питания, имеющих большое значение для поддержания здоровья, работоспособности и активного долголетия человека, важнейшая роль принадлежит полноценному и сбалансированному питанию, а также регулярному микронутриентами: снабжению организма витаминами, всеми минеральными необходимыми веществами и микроэлементами. Особенно важны для здоровья человека микронутриенты, которые относятся к незаменимым пищевым веществам. Организм человека не синтезирует микронутриенты и должен получать их в готовом виде с пищей. Способность запасать микронутриенты впрок на сколько-нибудь долгий срок у организма человека отсутствует. Поэтому они должны поступать регулярно, в полном наборе и количествах, соответствующих физиологической потребности человека в различные периоды года [14]. К настоящему времени известно более 100 болезней, возникновению которых способствует гиперпродукция в организме свободных радикалов. Среди них диабет, атеросклероз, рак, ревматоидный артрит и др. В связи с этим большое внимание в последние десятилетия привлекают экзогенные БАВ с антиоксидантным гидробионтов. Эти свободнорадикального потенциалом, соединения окисления, получаемые способны из морских блокировать реакции восстанавливая окисленные макромолекулы [41, 42, 72, 83, 84, 85, 86, 87, 88]. Морские ежи давно признаны источниками антиоксидантов, что обусловлено наличием в их составе большого числа БАВ, которые могут прекращать цепные реакции перекисного окисления в клетках несколькими способами: перехватывать свободные радикалы, хелатировать металлы катализаторы пероксидации, ингибировать липоксигеназы, а также способны синергически активироваться фосфолипидами плазматических мембран [10, 13, 68, 69, 71, 72]. 10
Антиоксидантными свойствами обладают также внутренние органы и ткани, а также панцири и иглы морских ежей. На проявление антиоксидантной активности влияет метод экстракции [69, 70, 73]. Эффективными перехватчиками радикалов являются фенольные антиоксиданты, в частности, простые фенолы, нафтолы и окси-производные других ароматических соединений. К настоящему времени выделено несколько тысяч фенолов, среди которых выраженным антиоксидантным эффектом обладают витамины Е и К, убихиноны, триптофан и фенилаланин, а также большинство растительных и животных пигментов, в частности, каротиноиды, флавоноиды, оксифенилкарбоновые кислоты. Кроме антиоксидантного действия экстракты гонад морских ежей и тканей внутренних органов оказывают множество других эффектов, в частности, обладают противоопухолевой активностью. Так, дихлорметановый экстракт гонад морского ежа Strongylocentrotus Nudus подавлял рост мышиных лейкемических лимфобластов [73]. Большой интерес представляют исследования биологической активности пигментов морских ежей. В экстрактах из гонад и внутренних органов морских ежей присутствуют каротиноиды, обладающие антиоксидантными свойствами [77, 79, 80]. Основным каротиноидом стенок кишечника морских ежей является фукоксантинол, гонад панциря и игл – αэхиненон и b-каротин [23]. По своей химической природе каротиноиды относятся к сильноненасыщенным соединениям терпенового ряда преимущественно с 40 углеродными атомами в молекуле, построенным по единому структурному принципу. Присутствие большого количества (11 и более) двойных связей придает каротиноидам высокую биологическую активность, которая проявляется в торможении процессов перекисного окисления липидов и определяет такие их биологические функции, как предотвращение раковых и возрастных повреждений, радиационных поражений, сердечно-сосудистых заболеваний [19]. 11
Регуляторные эффекты каротиноидов обусловлены их способностью встраиваться в мембранные фосфолипидно-белковые структуры, изменять текучесть мембран в жидкокристаллическом состоянии. Это сопровождается модификацией контактов взаимодействия липидов, белков и может быть существенным фактором проявления антиоксидантной активности каротиноидов [80]. Эхинохром и спинохромы A, B, C, D и E – хиноидые пигменты морских ежей, которые получают из панцирей и игл этих животных, – относятся к нафтохинонам. От нафтохинонов других морских животных они отличаются присутствием в молекуле хинона большого числа свободных гидроксильных групп и ярко выраженными антиоксидантными свойствами [71, 81]. Среди пигментов, которые выделяют из морских ежей, наиболее выраженной антиоксидантной активностью обладает эхинохром А, который является доминирующим пигментом. В составе хиноидных пигментов его панциря и игл также присутствуют спинохромы В, С, D и Е [43]. На рисунке 2 приведена схема окисления эхинохрома А. Рисунок 2 – Схема окисления эхинохрома А Эхинохром А является витаминоподобным природным веществом, сходным по химическому строению как с витаминами группы К, так и с витамином С. В отличие от витамина К2 эхинохром А является сильно гидроксилированным природным нафтохиноном, что уменьшает его 12
способность, как и других нафтохинонов, свертывать кровь от 10 до 500 раз в зависимости от степени и места замещения. Установлено, что ЭХА в отличие от витаминов группы К не обладает способностью коагулировать кровь и останавливать кровотечение. Другие функции соединений группы витаминов К (например, участие в процессах, связанных с транспортом электронов) у ЭХА сохранены. Эхинохром А близок по физиологическому действию с аскорбиновой кислотой в связи с наличием в его структуре редуктоновой группировки. Он может проникать в клетку теми же транспортными путями, что и витамин С. Ферментативная модификация ЭХА в клетке сопровождается снижением уровня О2 и образованием перекиси водорода. Образовавшаяся Н2О2 выполняет роль вторичного мессенджера индуцирующих выработку пероксисомами транкрипционных факторов, играющих ключевую роль в регуляции метаболизма клетки и снижении воспаления [43]. 2,3,5,6,8-пентагидрокси-7-этил-1,4-нафтохинон – он же и эхинохром А. Как и экстракты гонад и тканей внутренних органов ежей, этот пигмент ценен тем, что он может прекращать цепные реакции перекисного окисления липидов в клетках. нейтрализовать Было основные установлено, инициаторы что эхинохром способен неферментативного процесса окисления мембранных липидов – катионы железа, накапливающиеся в зоне ишемического повреждения ткани. Высокий антиоксидантный потенциал выделяет пигменты морских ежей среди других антиоксидантов как перспективные соединения для создания на их основе новых лекарственных препаратов для терапии широкого спектра заболеваний. Бактерицидное действие на некоторые виды морских микроорганизмов и высокая антиоксидантная активность ЭХА позволяют использовать его для стабилизации жиров и масел от окисления. Антиоксидантную активность обеспечивают гидроксильные заместители во 2-, 3- и 7-м положениях молекул. Замена этих гидроксилов в ЭХА на метокси-группы сводит антиоксидантную активность этих аналогов ЭХА к нулю. 13
Комплексное исследование полезных свойств БАВ из органов и тканей морского ежа S. droebachiensis представили A.N. Shikovetal. Авторы показали, что иглы, целомическая жидкость, органы и ткани кишечного тракта, а также гонады этого гидробионта являются богатым источником ценнейших БАВ, которые могут быть использованы в медицине и фармацевтике. Так, полигидрокси-1,4 нафтохиноновые пигменты из игл ежа проявляют антирадикальную активность, в 10 раз превышающую таковую аскорбиновой кислоты [43]. Морские ежи содержат значительное количество веществ липидной природы, в состав которых входят преимущественно полиненасыщенные жирные кислоты, относящиеся к группе «Омега 3» (эйкозапентаеновая кислота - ЭПК), известная в настоящее время как профилактическое средство предотвращения сердечно-сосудистых заболеваний, за счет регулирования свертываемости крови и препятствия образования тромбов. Улучшают состояние суставов. Предотвращают артрит и остеоартрит, помогая уменьшить хрупкость костей, улучшая подвижность суставов за счет нормализации уровня кальция в организме. Предотвращают остеопороз. Защищают нервные клетки мозга и обеспечивают лучшую коммуникацию между ними. У людей, испытывающих дефицит жирных кислот отмега-3, увеличивается риск возникновения депрессии, синдрома дефицита внимания с гиперактивностью. Улучшают состояние кожи, помогая предотвращать угревую сыпь и псориаз. Уменьшают болевые ощущения, сопутствующие предменструальному синдрому и менструации. Витамин С (аскорбиновая кислота) - обладает общеукрепляющим, антиоксидантным эффектом, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, стрессовым нагрузкам, неблагоприятным экологическим воздействиям окружающей среды, укрепляет стенки кровеносных сосудов, участвует в процессах свертывания крови, принимает участие во многих видах окислительно-восстановительных реакций, участвует в синтезе стероидных гормонов коры надпочечников, гормонов 14
щитовидной железы, способствует усвоению железа и нормальному кроветворению, стимулирует функцию клеток, синтезирующих коллаген, помогает сохранить здоровыми зубы, кости, мышцы. Бета-каротин – жёлто-оранжевый растительный пигмент, один из 600 природных каротиноидов. Бета-каротин служит предшественником витамина А (ретинол) и является мощным антиоксидантом. Также это вещество обладает иммуностимулирующим и адаптогенным действием. Бета-каротин под воздействием ферментов в нашем организме может превращаться в витамин А, поэтому бета-каротин называют провитамином А. Из одной молекулы бета-каротина образуются две молекулы витамина А. Нерастворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях; относятся к липофильным соединениям, т. е. растворим в маслах. В кристаллическом виде он имеет фиолетово-красную окраску, в масляном растворе – от желтой до оранжевой. Растворы каротиноидов в органических растворителях при спектрофотометрических исследованиях дают характеристические полосы поглощения в основном в видимой области спектра, а стереоизомеры показывают их также и в ультрафиолетовой области. Это один из наиболее точных показателей, используемых при идентификации этих веществ. Характерной является также особенность каротиноидов избирательно абсорбироваться на минеральных и некоторых органических абсорбентах, что позволяет разделять их при помощи методов хроматографирования. Для отдельных каротиноидов характерны некоторые специфические реакции, в том числе цветные. В составе сухой икры содержание каротиноидов составляет от 20 до 52 мкг на 1 г, при этом содержание β-каротина составляет 11–16 мкг/г. Основным каротиноидом стенок кишечника морских ежей является фукоксантинол; гонад, панциря и игл – α-эхиненон и β-каротин. Показано, например, что каротиноиды морского ежа S. droebachiensis в основном сосредоточены в ткани гонад [43]. 15
Состав каротиноидов икры у разных видов ежей различается и мало зависит от их состава в пищевом субстрате, т.к. эти пигменты в организме ежа синтезируются de novo. Превалирующим каротиноидом икры этих ежей являлся эхиненон, отсутствующий в водоросли. Содержание каротиноидов представлены в таблице 1. Таблица 1 - Каротиноиды икры некоторых видов морских ежей Каротиноиды, % от общего содержания 1 Фукоксантин Виолоксантин Лютеин транс-Зеаксантин цис-Зеаксантин Кантаксантин β-Криптоксантин Эхинеон α-Каротин β-Каротин Общее количество каротиноидов (мг/г) A. crassispina 2 0,1 0,2 0,3 0,3 2,7 1,8 7,9 81,7 0,9 4,2 Вид ежа D. setosum 3 1,4 2,6 2,7 2,6 13,6 Нет данных 14,3 56,7 2,7 3,5 S. sphaeroides 4 Нет данных Нет данных 0,5 0,7 4,3 Нет данных 12,0 68,5 3,8 10,3 47,9 30,6 81,2 Как видно из таблицы 1 преобладающее количество каротиноидов содержится в морском еже S. Sphaeroides, тогда как у D. setosum содержание каротиноидов наименьшее. В основном (на 55-80 % от их общего содержания) они представлены эхинеоном. Животные и человек не способны синтезировать каротиноиды, их поступление зависит только от источников питания. Усвоение каротиноидов, как и других липидов, происходит в дуоденальной области тонкого кишечника. Под влиянием кислотности желудочного желудочно-кишечной сока), наличия среды (например, специфических рецепторов протеинов каротиноиды могут разрушаться окислителями или энзимами, или метаболизировать, как например β-каротин в витамин А. Позвоночные в процессе пищеварения способны расщеплять молекулу β-каротина на две молекулы витамина А. Поэтому β-каротин называют также провитамином А. 16
Провитаминные свойства β-каротина и его окислительное преобразование в витамин А являются общими для всех животных. Каротин, являющийся провитамином витамина А, крайне важен в питании человека, он незаменим для зрения, роста, репродукции, защиты от различных бактериальных и грибковых заболеваний, нормального функционирования кожи и слизистых. Ненасыщенная структура бетакаротина позволяет его молекулам адсорбировать свет и предотвращать накопление свободных радикалов и активных форм кислорода. Бета-каротин подавляет выработку свободных радикалов. Предполагается, что тем самым он защищает клетки иммунной системы от повреждения свободными радикалами и может улучшать состояние иммунитета. Бета-каротин – естественный иммуностимулятор, который повышает иммунный потенциал организма независимо от вида антигенов, то есть действует неспецифично. Бета-каротин характеризуется наибольшей известной в природе способностью к дезактивации синглетного кислорода. Последний обладает высокой химической активностью, влияет на процессы, связанные с разрушением различных веществ на свету, ответственен за повреждение ДНК в живых организмах, влияет на процессы старения кожи и т.д. Согласно рекомендуемым уровням потребления пищевых и биологически активных веществ, ежедневно взрослый человек должен потреблять 1 мг витамина А или 5 мг бета-каротина [66]. Верхний допустимый уровень потребления бета-каротина не установлен; длительный прием бета-каротина не сопровождается какими-либо побочными эффектами [66]. 1.3 Применение БАД на основе гонад и костных тканей морских ежей В нашей стране понятия «функциональные» и «обогащенные» пищевые продукты используются в основном для определенных групп пищевых продуктов, оказывающих оздоровительное действие. Эти понятия 17
преследуют 2 цели: обеспечить высокий уровень защиты прав потребителей и лучшую гармонизацию с международными требованиями к подобным продуктам. Имея много общего, «функциональные пищевые продукты» и «обогащенные пищевые продукты» существенно различаются [44]. Термин «обогащенный пищевой продукт» предназначен для пищевых продуктов, в которые целенаправленно вносятся БАВ, витамины, эссенциальные макро- и микроэлементы, пищевые волокна, а также пробиотические микроорганизмы. Вносимые количества этих компонентов рассчитывают с учетом их естественного содержания в исходном продукте или используемом для его изготовления сырье. Дополнительное внесение БАВ или макро- и микронутриентов в пищевые продукты должно быть не менее 15% от нормы физиологической потребности человека [44]. Китайские ученые выделили сульфатированные полисахариды из гонад морского ежа Hemicentrotus Pulcherrimus. Установлено, что они содержатся в покрывающей гонады желеобразной оболочке. Содержание сульфата во фракциях составляло 57,7 % [10, 74, 75, 76]. Чрезвычайно важным является свойство икры морских ежей нормализовать липидный профиль сыворотки крови. Исследования показали, что «Маристим» – БАД на основе икры морских ежей – обладает антидислипидемическим действием [16]. В его состав входят следующие составляющие: жиры – 20 % (триглицериды – 60...75 %, фосфолипиды – 22...36 %, в составе фосфолипидов преобладает лецитин – 61...67 %), ПНЖК омега-3 – более 20 %, сиалогликолипиды, каротиноиды, витамины (С, В1, В2, В12, РР, К1 и др.), макро-и микроэлементы (йод, железо, медь, кобальт и др.) в легкоусвояемой форме, незаменимые аминокислоты, нуклеиновые кислоты. БАД «Маристим» разрешена к применению (санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.20.916Б.000796.04 от 18
01.06.2004.). «Маристим» рекомендован в качестве дополнительного источника антиоксидантов. На основе природного липофильного эхинохрома в Тихоокеанском институте биоорганической химии (ТИБОХ) ДВО РАН созданы новые эффективные лекарственные препараты – «гистохром для кардиологии» и «гистохром для офтальмологии», которые получили широкое признание, как на Дальнем Востоке, так и за его пределами [20, 16, 26, 24]. Новые свойства препарата позволяют активным молекулам проникать непосредственно в мишени действия, что дало возможность использовать гистохром при целом ряде болезней, в том числе – инфаркте миокарда, ишемической болезни сердца. Учеными ТИБОХ ДВО РАН найден доступный природный источник эхинохрома – один из видов плоских морских ежей. Кроме того, разработаны препаративные способы полного синтеза эхинохрома, дающие целевое соединение с высоким выходом [25]. На основе эхинохрома в ТИБОХ ДВО РАН разработана биологически активная добавка к пище Тимарин [6, 11]. Тимарин при курсовом пероральном применении в дозе 1 мг эхинохрома А оказывает мягкое модулирующее влияние на различные системы организма: оптимизирует липидный спектр крови, что приводит к снижению риска развития атеросклероза и характерных для этого патологического процесса заболеваний, обладает иммуностимулирующим действием – увеличивает субпопуляцию естественных киллеров, усиливает экспрессию мембранных маркеров активации иммунокомпетентных клеток (рецепторов IL-2 и антигенов HLA-DR). Биологически активная добавка к пище «Экстракт морского ежа Дальневосточный» (Extractum Strongylocentrotus), изготовлена из морских ежей - иглокожих рода Strongylocentrotus семейства Strongylocentrotidae отряда Echinoida. На основании экспертной оценки Минздрава России, ГУ Научно-исследовательского института питания Российской академии 19
медицинских наук, рекомендована в качестве источника антиоксидантов (пигментов морского ежа и витамина С), обладающей общеукрепляющим действием. Биологически активные вещества экстракта морского ежа при курсовом употреблении способствуют [45] продлению активного образа жизни, улучшают внимание, память, снижают утомляемость, массу тела, обладают иммуностимулирующим и радиопротекторным действием в том числе при лучевой терапии, улучшают функционирование антиоксидантной защиты организма в крови и наиболее важных органах и тканях человека, нормализуют артериальное давление и работу сердечно-сосудистой системы, восстанавливают эластичность сосудов, снижают уровень холестерина в крови, нормализуют липидный статус, снижают проявления атеросклероза, оказывают противоопухолевое действие и ускоряют процесс регенерации тканей, улучшают кровоснабжение глазного дна. 1.4 Медико-биологические свойства биологически активных веществ морского ежа Состав пигментов морских ежей дальневосточного бассейна был исследован учеными ТИБОХ ДВО РАН. Было установлено, что состав хиноидных пигментов покровных тканей ежей значительно меняется в зависимости от сезона, половой принадлежности и вида животных. Молярное соотношение экстрагируемых полигидроксинафтохинонов: спинохром D: спинохром С: эхинохром А: спинохром А: спинохром В равно соответственно 1:2,1:2,9:14,3:21,7. Единственный вид ежей, содержащий только эхинохром А в количестве 0,05% от сухой массы ежа, – это плоский еж Scaphechinus mirabilis. Выполняя в клетке функции витаминов группы К и антиоксидантов (витамина С, убихинона Q10), ЭХА может быть отнесен к лекарственным 20
препаратам, которые можно объединить по физиологическому действию в группу корректоров метаболизма, применяемых для профилактики и лечения серьезной, широко распространенной патологии ХХI века – метаболического синдрома и связанных с ним сердечно-сосудистых заболеваний, нарушений липидного и углеводного обмена, старения. Активные молекулы ЭХА обладают способностью проникать непосредственно к мишеням действия, что дает возможность использовать его при целом ряде заболеваний, в частности при ишемической болезни сердца и остром инфаркте миокарда [43]. Полигидроксинафтохинон эхинохрома А, выделенный из плоского морского ежа Scaphechinus Mirabilis, будучи сильным антиоксидантом, оказывает выраженное корригирующее действие при гиперлипидемии и аллоксановом диабете [82]. Особенностью биополимера является высокая растворимость в воде, что делает возможным перехват водорастворимых радикалов, в частности, супероксидного анион-радикала. Эхинохром А не только перехватывает пероксид радикалы, но и уменьшает концентрацию инициатора окисления путем хелатирования ионов Fe2+. Эффекты эхинохрома А связаны с его высоким окислительно-восстановительным потенциалом. При окислении полигидроксинафтохинона кислородом в присутствии ионов Ca 2+ образуется перекись водорода, которая в оптимальных физиологических концентрациях может играть роль вторичного посредника во внутриклеточной сигнализации и передаче сигналов для межклеточного взаимодействия. Кроме того, H2O2 исполняет роль сигнальной молекулы, вызывая резкое усиление синтеза главных регуляторов углеводного и липидного обменов PPAR (рецепторыактиваторы пролиферации пероксисом). Механизм противовоспалительного действия эхинохрома А по разным внутриклеточным биохимическим путям описан О.А. Кривошапко и А.М. Поповым [10]. Авторы показали, что PPAR ингибируют синтез ферментов, участвующих в образовании эйкозаноидов, вследствие чего уменьшается 21
содержание лейкотриенов, противовоспалительными транскрипционные простагландинов, свойствами, факторы, а обладающих также модулирующие ингибируют экспрессию противовоспалительных генов. Эхинохром экспериментах обладает на и противоопухолевыми мышах-гибридах, получавших свойствами. эхинохром, В было установлено торможение перевитой животным карциномы Эрлиха. Введение эхинохрома вызывает подавление гиперпродукции активных форм кислорода нейтрофилами крови мышей с опухолью, приближая их уровень к таковому у здоровых животных, при этом одновременно снижается образование нитратов и нитритов (на 29,2 и 95 % соответственно по сравнению с мышами, не получавшими эхинохром) [27]. Результаты исследования свидетельствуют о способности эхинохрома в дозах, далеких от токсичных, замедлять рост аденокарциномы Эрлиха у мышей. Замедление роста опухоли, вероятнее всего, происходит за счет модулирующего действия эхинохрома на антиоксидантный статус мышей. Эхинохром служит также источником получения других биологически активных веществ, в частности, пурпурогаллина, который является цитопротектором для клеток печени, почек, клеток миокарда, способен ингибировать синтез ДНК некоторых опухолевых клеток, проявляет антибактериальное действие по отношению к грамположительным микроорганизмам, в частности, S. aureus [4]. Это БАВ также является ловушкой супероксидныханион-радикалов, пероксида водорода и гидроксильных радикалов. Кроме того, пурпурогаллин нормализует состав крови у больных ИБС. Таким образом, эхинохром и его лекарственные формы в настоящее время используются в качестве эффективных антиоксидантов при различных патологических состояниях организма. Задачей на последующие годы является расширение области клинического использования этих лекарственных средств. 22
Пигмент стенок кишечника морских ежей фукоксантинол является метаболитом пигмента морских бурых водорослей фукоксантина. Фукоксантин, в виде метаболитов, хранится в жировых клетках в течение длительного периода времени и может вызывать потерю жира при одновременном подавлении дифференциации и пролиферации жировых клеток. [12]. Препарат обладает другими преимуществами для здоровья, такими как нейтрализация аномалий в метаболизме глюкозы, что может помочь диабетикам и снизить уровень холестерина и триглицеридов. При приеме добавки Фукоксантина у людей было отмечено снижение артериального давления, снижение запасов жира в печени и показателей ферментов печени. Фукоксантин представляется очень перспективным средством для потери жира и укрепления здоровья. Фукоксантин метаболизируется в основном во фукоксантинал (деацетилирование происходит в кишечнике) и Амароуксиактин А через печень. Фукоксантиновые соединения играют роль в сердечных и печеночных системах, а метаболит Амароуксиактин А отвечает за адипоциты (жировые клетки). Амароуксиактин был обнаружен у крыс в результате преобразования в печени через 24 часа после приема Фукоксантина, но не был обнаружен в организме человека в течение 24 часов после приема. Неизвестно, существует ли Амароуксиактин А в организме человека и нужно ли для преобразования больше 24 часов. Фукоксантин не циркулирует в крови, по мере того как метаболизуется в фукоксантинол; еще не доказано существования Амароуксиактина в организме человека и неизвестно, с чем это связано [12]. 23
1.5 Способы переработки морских ежей В настоящее время, согласно литературным данным, существует множество способов переработки морского ежа, некоторые из них представлены в работе. Известен способ получения эхинохрома А из плоских морских ежей, включающий экстракцию морских ежей растворами серной кислоты в спирте этиловом с последующей жидкостной экстракцией хлороформом в смеси с водой (1:1) и перекристаллизацией целевого продукта из смеси диоксангексан. Данный способ обеспечивает выход эхинохрома А 0,05...0,06% [21]. Изобретение относится к нафтохинонам, который применяют в качестве биологически активного вещества. Процесс ведут экстракцией из плоских морских ежей 4...8 мас.% раствором 30 мас.% Н2SO4в этаноле, последующей жидкостной экстракцией хлороформом в смеси с водой при комнатной температуре и объемном соотношении хлороформ:вода– 1:1 и последующей перекристаллизацией целевого продукта из смеси диоксан:гексан – 5:1. Способ позволяет получить целевой продукт в виде кристаллосольвата с содержанием эхинохрома 70% с выходом в расчете на чистый продукт 0,5...0,6% от взятого сырья при сокращении количества стадий выделения. Известны способы получения эхинохрома А с чистотой не менее 98% (методом ВЭЖХ), которые в общих чертах имеют следующие стадии процесса: последовательной обработке свежевыловленных или дефростированных морских ежей органическим растворителем, экстракцией сырья раствором неорганической кислоты (серной или соляной) в этиловом спирте, жидкостной экстракции хлороформом, перекристаллизации целевого продукта из диоксана и очистки эхинохрома А сублимацией при температуре около 220°С [22]. 24
Имеется способ комплексной переработки плоских морских ежей. Суть данного способа заключается в последовательной обработке сырья свежевыловленных или замороженных цельных морских ежей водным раствором щелочи, органического спиртовым комплексообразователя, раствором органического водным раствором комплексообразователя, разбавленным спиртовым раствором серной кислоты с последующим концентрированием и очисткой полученных экстрактов. В результате переработки плоских морских ежей по данному способу получают белковую кормовую добавку, фракцию ганглиозидов, эхинохром А чистотой 78% и минеральную муку. Экстракция эхинохрома А из сырья по этому способу осуществляется с применением разбавленной серной кислоты. Получение минеральной муки возможно в случае неполной деминерализации панциря, что заведомо снижает выход пигментов [67]. 25
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Цели и задачи исследования В качестве сырья была использована тыква, а в качестве вносимой добавки – экстракт морского ежа, выделяемый путем экстрагирования панциря и игл серого морского ежа Strongylocentrotus intermedius. Исходя из этого, целью выпускной квалификационной работы является разработка технологии безалкогольных напитков с использованием дальневосточного морского сырья. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: 1. Проанализировать научную и патентную литературу по теме исследования; 2. Получить экстракт морского ежа по изученной технологии; 3. Разработать рецептуру и технологию тыквенного нектара с экстрактом морского ежа; 4. Провести исследования качества и безопасности готового продукта; 5. Исследовать антирадикальную активность полученного продукта; 6. Произвести расчет себестоимости и разработать проект нормативной документации готового продукта. Исследования лабораториях и экспериментальные Департамента пищевых биомедицины Дальневосточного испытательном центре «Океан». наук работы и Федерального Проведенные проводились технологий Школы Университета этапы в и магистерской выпускной работы представлены на рисунке 1. 26
Анализ научной и патентной литературы Биологические активные вещества морских ежей Медико-биологические свойства БАВ морских ежей Получение и применение БАД на основе морских ежей Определение цели и задач настоящего исследования Получение экстракта морского ежа Разработка технологии и рецептуры тыквенного нектара с экстрактом морского ежа Оценка качества готового продукта Органолептическая оценка Физико-химические исследования Исследования безопасности Расчет себестоимости сырья Разработка проекта нормативной документации Рисунок 2 - Общая схема проведенных исследований 27
2.2 Объекты исследований Для приготовления тыквенного нектара с добавлением экстракта морского ежа использовались: – Тыква сорта «Золотая груша» по ГОСТ 7975-2013; – Мякоть тыквы сорта «Золотая груша»; – Гидротермический тыквенный экстракт; – Серый морской еж по ТР ЕАЭС 040/2016; – Сахар белый по ГОСТ 33222-2015; – Вода питьевая по ГОСТ 32220-2013; – Кислота лимонная по ГОСТ 31726-2012; – Экстракт морского ежа Патент 2398590. Способ комплексной переработки морских ежей. Для эксперимента использовалась тыква урожая 2017 года. Органолептические показатели тыквы оценивали по ГОСТ 7975-2013 [49]. Гидротермический тыквенный экстракт представляет собой отвар, получаемый после варки тыквы и используемый для приготовления нектара. Тыквенное пюре представляет собой мажущуюся массу, которая была получена после измельчения кубиков сваренной тыквы размером 2*2 см в течение 12 мин. Экстракт морского ежа представляет собой порошок светло коричневого цвета с характерным запахом морских гидробионтов. 28
2.3Методы исследований Исследования проводились согласно требованиям, установленным в Техническом регламенте Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», требованиям Технического регламента Таможенного союза 023/2011 «На соковую продукцию из фруктов и овощей». Методы проведенных исследований представлены в таблице 2. Таблица 2 - Методы исследований. Группы методов 1 Органолептические Технологические Физико-химические Микробиологические Методы исследования 2 Внешний вид и консистенция, цвет по ГОСТ 8756.1-79 [51] 1. Разработка технологии производства тыквенного нектара с экстрактом морского ежа; 2. Разработка технологии производства экстракта морского ежа [22] 1. Количество растворимых сухих веществ определяли по ГОСТ ISO 2173-2013 [46] 2. Объемную долю мякоти в продукте определяли по ГОСТ 8756.10-70 [52] 3. Титруемую кислотность определяли визуальным методом по ГОСТ 25555.0-82 [53] 4. Массовую долю β – каротина определяли по ГОСТ 8756.22-80 [65] 4. Исследование антирадикальной активности по [92] 1. Определение дрожжей и грибов определяли по ГОСТ 10444.12-2013 [56] 2. Определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов проводили по ГОСТ 10444.15-94 [57] 3.Определение бактерий группы кишечной палочки проводили по ГОСТ 31747-2012 [59] 4. Определение бактерий вида Escherichia coli проводили по ГОСТ 30726-2001 [50] 5. Определение количества стафилококков определяли по ГОСТ 31746-2012 [46] 6. Определение патогенных микроорганизмов проводили по ГОСТ 31659-2012 [54] 7.Определение бактерий Listeria monocytogenes проводили по ГОСТ 32031-2012 [47] 29
Продолжение (окончание) таблицы 1 1 Безопасность 2 1. Определение ртути по ГОСТ 26927-86; МУ 5178-90 [58] 2. Определение кадмия по ГОСТ 33824-2016 [61] 3. Определение мышьяка по ГОСТ 31628-2012 [60] 4. Определение свинца по ГОСТ 33824-2016 [61] 5. Определение остаточных хлоорганических пестицидов по ГОСТ 30349-96 [63] 6. Определение массовой доли нитратов проводили по ГОСТ 29270-95 [64] 7. Определение минеральных примесей проводили по ГОСТ 25555.3-82 [55] Описание некоторых методик определения значимых показателей представлено ниже. Органолептическая оценка тыквенного нектара заключалась в оценке внешнего вида, цвета, вкуса, вязкости и запаха. Было взято 4 образца тыквенного нектара объемом 100 мл с разными концентрациями внесенного экстракта морского ежа. При оценке каждый дегустатор записывает баллы от 0 до 5 по каждому показателю в свой лист, после чего высчитывается среднее арифметическое число всех участвующих дегустаторов. Результаты органолептической оценки образцов представлены на профилограммах на рисунке 6 (раздел 3.3). Органолептическая оценка проводилась в проветренном помещении без посторонних запахов и с нормальной освещенностью. При органолептическом анализе соков и нектаров наибольшее значение имеет зрительное и вкусовое ощущение, а также запах или букет продукта. Для определения таких показателей пользуются специальными блоками, которые оцениваются дегустаторами по качеству, интенсивности и порядку проявления. 30
Количество рефрактометрическим растворимых методом по сухих ГОСТ веществ ISO 2173-2013. определяли Продукты переработки фруктов и овощей. Показатель преломления анализируемого раствора измеряют при температуре (20,0±0,5) °С на рефрактометре. Массовую долю растворимых сухих веществ (в пересчете на сахарозу), соответствующую найденному показателю преломления раствора, находят по таблицам, или определяют прямым считыванием массовой доли растворимых сухих веществ по шкале рефрактометра. Метод применим для густых продуктов, для продуктов, содержащих взвешенные частицы, и для продуктов с большим содержанием сахара. Применительно к продуктам, содержащим другие растворенные вещества помимо сахара, результат испытания, полученный данным методом, представляет собой условную величину, для удобства принимаемую за содержание растворимых сухих веществ [46]. Содержание мякоти в продукте определяли по ГОСТ 8756.10-70. Продукты переработки плодов и овощей. Метод определения содержания мякоти. Метод основан на отделении мякоти от жидкости в процессе центрифугирования и последующем весовом определении количества мякоти по осадку. В стеклянный стакан наливают около 120 см3 пробы продукта, тщательно перемешивают и, не давая осесть мякоти, переносят по 10 см 3 продукта в каждую из четырех предварительно взвешенных центрифужных пробирок. Затем проверяют массу продукта, устанавливая ее равной 10,0 г в каждой пробирке. Пробирки с продуктом помещают на водяную баню при температуре 85...95 °С и выдерживают в воде до тех пор, пока температура продукта не достигнет 60 °С. 31
Пробирки переносят в центрифугу и центрифугируют в течение 20 мин при частоте вращения ротора 8000 об/мин - при использовании центрифуги ЦЛН-2 и частоте вращения ротора, соответствующей фактору разделения 5500 - при использовании центрифуг других типов. Затем пробирку вынимают и осторожно сливают верхний прозрачный слой. Далее пробирки с осадком переворачивают вверх дном, ставят на фильтровальную бумагу и выдерживают 5 мин для стекания жидкости. Следы жидкости, сохранившиеся на стенках пробирки, осторожно, не нарушая осадка, удаляют полосками фильтровальной бумаги. Пробирки с осадком взвешивают. Массу осадка определяют по разности между массой пробирок с осадком и массой пробирок. Массовую долю мякоти в продукте (Х) в процентах вычисляют по формуле (1): (1) где m - масса продукта в пробирках, г; m1- масса осадка в пробирках, г. За окончательный результат принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 1% абс. (P=0,95). Выделение экстракта морского ежа проводили по патенту RU 2305548 [67]. Суть данного способа заключается в последовательной обработке сырья - свежевыловленных или замороженных цельных морских ежей водным раствором органического комплексообразователя, водным раствором щелочи, спиртовым раствором органического комплексообразователя, разбавленным спиртовым раствором серной кислоты с последующим концентрированием и очисткой полученных экстрактов. В результате переработки плоских морских ежей по данному способу получают белковую кормовую добавку, фракцию ганглиозидов, эхинохром А чистотой 78% и 32
минеральную муку. Экстракция эхинохрома А из сырья по этому способу осуществляется с применением разбавленной серной кислоты. Получение минеральной муки возможно в случае неполной деминерализации панциря, что заведомо снижает выход пигментов. Суммарную антирадикальную активность (АРА) определяли по методу [Philip, 2004] с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразина (DPPH). К 2 мл исследуемого раствора добавляли 2 мл этанола и 1 мл 0,1 мМ DPPH в этаноле. Смесь оставляли в темноте при 18°С на 30 минут. Оптическую плотность раствора определяли при 517 нм на спектрофотометре Shimadzu UV 1800 [92]. Антирадикальную активность рассчитывали по формуле (2): (2) Где, A control - величина оптической плотности раствора сравнения (вместо исследуемого образца 2 мл дист. воды); A sample - оптическая плотность исследуемого раствора. Величину антирадикальной активности относили к количеству мкг. аскорбиновой кислоты, по результатам калибровочной кривой, построенной в зависимости % АРА от концентрации аскорбиновой кислоты. ЕС 50% (эффективная концентрация) - показатель изменения антирадикальной активности, показывает, какое количество исследуемого образца снижает величину окраски ДРРН на 50%. 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ По результатам работы можно сделать следующие выводы: 1. Была проанализирована научная и патентная литература. Исходя из данных можно сказать, что существует множество применений продуктов переработки морских гидробионтов, в частности класса иглокожих, например, морских ежей, морских звезд и голотурий. После извлечения съедобных частей из панцирей и внутренних органов данных представителей можно получить различные биологически активные добавки и лекарственные препараты, а также ферменты. 2. Была изучена существующая технология получения пигментов из продуктов переработки морского ежа (панцирь, иглы), в результате чего получен экстракт из панцирей морских ежей, содержащий комплекс хиноидных пигментов, который использовали в технологии тыквенного нектара с целью повышения его антирадикальной активности. 3. Разработана рецептура и технология тыквенного нектара с экстрактом морского ежа. Данный нектар содержит 12,1 % сухих веществ, содержание мякоти составляет 40 %, содержание β-каротина 0,35 мг на 100 г. В технологии тыквенного нектара вместо воды использовали гидротермический тыквенный экстракт, содержащий минеральные вещества после варки тыквы, что также способствовало улучшению химического состава готового продукта. 4. Оценка использованием качества экстракта и безопасности морского ежа тыквенного подтверждена нектара с результатами органолептических, физико-химических, микробиологических и токсикогигиенических исследований, которые отражены в протоколах испытаний. 5. Была определена антирадикальная активность разработанного продукта в сравнении с контролем. Из полученных результатов видно, что в 34
продукте с экстрактом морского ежа показатель антирадикальной активности составляет 70,1 мкг/мл экстракта, что почти в 2 раза выше, чем в контроле. 6. Разработан проект технической документации на тыквенный нектар с экстрактом морского ежа. Расчет экономической эффективности показал, что себестоимость сырья для производства 1 л нектара составила 58,08 руб. за 1 л. 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Беседнова, Н.Н. Природный модификатор функций врожденного иммунитета. ДНК из молок дальневосточных лососей / Н.Н. Беседова, Л.М. Эпштейн //РАМН. Сибир. отделение. Научноисследоват. инт эпидемиологии и микробиологии. – Владивосток: Медицина ДВ, 2010. – 192 с. 2. Беседнова, Н.Н. Сульфатированные полисахариды водорослей – модификаторы функций врожденного иммунитета при бактериальных, вирусных и паразитарных болезнях / Н.Н. Беседова, Т.С. Запорожец, И.Д.Макаренкова// Успехи современной биологии – 2011. № 5 (131). – С. 503–517. 3. Беседнова, Н.Н. Новые агонисты рецепторов врожденного иммунитета из морских гидробионтов / Н.Н. Беседова, Т.С.Запорожец// Журн. микробиол. эпидемиол. иммунобиол. – 2011. № 5. – С. 98–106. 4. Пат. 2396244 Российская Федерация, МПК С 07 С 49/215 (2006.01), Способ получения пурпурогаллина [Текст] / А.А. Артюков, В.В. Маханьков, Е.В. Купера и др.; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 2008151492/13; заявл. 23.12.2008; опубл. 10.08.2010. – 7 с. 5. Артюков А.А., Руцкова Т.А., Купера Е.В., Маханьков В.В., Глазунов В.П., Козловская Э.П. Способ получения каротиноидного комплекса из морских звезд: пат. РФ № 2469732; опубл. 20.12.2012, Бюл. № 35. 6. Артюков, А.А. Фармакологическая активность эхинохрома А отдельно и в составе БАД «Тимарин» / А.А. Артюков, А.М.Попов, А.В.Цыбульский, О.Н. Кривошапко, Н.В. Полякова // Биомед. химия. – 2012. № 3 (58). – С. 281–290. 36
7. Рождественская, Л.Н. Обоснование перспективных направлений проектирования продуктов функционального питания /Л.Н. Рождественская, Е.С. Бычкова//Пищевая промышленность. -2012. -№11. -С. 14-16 8. Стоник В.А. Природные соединения и создание отечественных лекарственных препаратов / В.А. Сотник, Г.А.Толстиков // Вестн. ДВОРАН. – 2008. № 8 (78). – С.675–687. 9. Явнов, С. В. Атлас иглокожих и асцидий дальневосточных морей России / С.В. Явнов; под ред. В.А. Ракова // Владивосток: Русский Остров – 2010. – 176 с. 10. Кривошапко, О.А.Лечебные и профилактические свойства липидов и антиоксидантов, выделенных из морских гидробионтов / О.А. Кривошапко, А.М.Попов // Вопр. питания. – 2011. – № 2. – С. 4–8. 11. Пат. 2340216 Российская Федерация, МПК А 23 L 1/30 (2006.01), биологически активная добавка к пище и способ ее получения [Текст] / А.А. Артюков, В.П. Глазунов, Э.П. Козловская; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 2007122609/13; заявл. 15.06.2007; опубл. 10.12.2008. – 8 с. 12. Фукоксантин [Электронный ресурс]: сайт о препаратах для здоровья, красоты и силы – Режим доступа http://lifebio.wiki, открытый. 13. Козлов, В.К. Клинико-экспериментальное обоснование применения эхинохрома А для коррекции и профилактики структурнометаболических нарушений в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза / В.К. Козлов, М.В. Козлов, О.А. Лебедько, Б.Я. Рыжавский, Н.В. Морозова // Дальневосточн. мед. журн. – 2009. – № 2. – С. 58–61. 14. Плащенко, Л.П. Функциональные пищевые продукты на основе пищевой комбинаторики / Л.П. Плащенко, Е.Е. Курчаева, М.П. Бахмет // Кубанский государственный университет. – 2013. – № 2. – С. 326–327. 15. Технических регламент Таможенного союза. «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей »: ТР ТС 023/2011. – Утв. 2011-12-09. – Комиссия таможенного союза, 2011. – № 882, 56 с. 37
16. Мищенко, Н.П. Препарат гистохром для офтальмологии / Н.П. Мищенко, С.А. Федореев, Л.П. Догадова // Вестн. ДВОРАН. – 2004. –№ 3. – С. 111–119. 17. Технических регламент Таможенного союза. «Технический регламент о безопасности пищевой продукции»: ТР ТС 021/2011. – Утв. 2011-12-09. – Комиссия таможенного союза, 2011. – № 880, 242 с. 18. Мищенко, Н.П. Пентагидроксиэтилнафтохинон из морских ежей: структура и свойства / Н.П. Мищенко, Е.А.Васильева, С.А.Федореев // Здоровье. Медицинская экология. Наука. – 2014. – №3(57). –С. 41–43. 19. Крыжановский, С.П. Биологически активные вещества морских ежей –основа для разработки лекарственных препаратови фармацевтических субстанций / С.П. Крыжановский // Медицинское объединение ДВО РАН– 2013. – № 2 (33). – С. 39–48. 20. Козлов, В.К. Влияние эхинохрома А на некоторые параметры системного свободнорадикального статуса и Т-клеточного иммунитета у детейс хроническими воспалительными заболеваниями в стадии ремиссии / В.К. Козлов, М.В. Козлов, О.А. Лебедько, М.В. Ефименко, О.Е. Гусева, Н.В. Морозова // Дальневосточный медицинский журнал. – 2010. – № 1. – С. 5558. 21. Пат. 1508535 Российская Федерация, МПК С 07 С 50/32, Способ получения 2,3,5,7,8-пентагидрокси-6-этил-1,4-нафтохинона [Текст] / П.В. Петухов, Е.А. Кольцова, Е.В. Купера, Т.Ю. Кочергина, А.В. Артюгов; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВ НЦ АН СССР. - № 4328761/04; заявл. 04.09.1987; опубл. 27.08.1996 – 7 с. 22. Пат. 2283298 Российская Федерация, МПК С 07 С 50/32 (2006.01), Способ получения 2,3,5,7,8-пентагидрокси-6-этил-1,4-нафтохинона [Текст] / Е.А. Кольцова, Т.Ю. Кочергина, Т.А. Рукцова, Е.В. Купера, А.В. Артюгов; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 2005126564/04; заявл. 22.08.2005; опубл. 10.09.2006 – 8 с. 38
23. Задорожный, П.А. Влияние среды и состояния организма на содержание каротиноидов у морских ежей: автореф. дис. канд. биол. наук. Владивосток. – 2003. 24. Саканделидзе, О.Г. Биологически активные вещества гидробионтов – новый источник лекарств / О.Г. Саканделидзе; под ред. Р.Е. Кипиани // Кишинев: Штиинца. – 1979. – 248 с. 25. Стоник В.А. Изучение природных соединений в ТИБОХ ДВО РАН / В.А. Сотник // Вестн. ДВОРАН. – 2005. –№ 4. – С. 138–144. 26. Пат. 2134107 Российская Федерация, МПК 6 A61K31/05, Препарат гистохром для лечения воспалительных заболеваний сетчатки и роговицы глаз[Текст] / Г.Б. Еляков, О.Б. Максимов, Н.П. Мищенко, Е.А. Кольцова, С.А. Федореев, Л.И. Глебко, Н.П. Красовская, А.А. Артюгов; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 98118370/14; заявл. 12.10.1998; опубл. 10.08.1999 – 4 с. 27. Рыжова, Н.И.Действие природного антиоксиданта эхинохрома на рост подкожно перевитой аденокарциномы Эрлиха / Н.И. Рыжова, А.П.Ильницкий, В.П.Дерягина, А.Г. Травкин, Е.М. Трещалина, Н.В. Андронова// Рос.онкол. журн.–2005. – № 3. – С. 32–36. 28. Беседнова, Н.Н. Морские гидробионты – потенциальные источники лекарств / Н.Н. Беседова // Здоровье. Медицинскаяэкология. Наука. – 2014. – №3(57). –С. 4-10. 29. Андреева, Е.А. Особенности проявления стресса у студентов во время сдачи экзаменационной сессии / Е.А. Андреева // Азимут научных исследований: педагогика и психология. – 2016. – № 1(14). – С. 140–143. 30. Бодров В.А. Проблема преодоления стресса / В.А. Бодров //Психологический журнал. – 2006. – № 2. – С. 113–123. 31. Водопьянова, Н.Е. Психодиагностика стресса: учеб. пособие / Н.Е. Водопьянова. – СПб.: Питер, 2009. – 336 с. 32. Мэй, Р. Краткое изложение и синтез теории тревожности. Тревога и тревожность: учеб. пособие / Р. Мэй. – СПб.: Питер, 2011. – 256 с. 39
33. Серебрякова, Т.А. Психология стресса: учеб. пособие / Т.А. Серебрякова. – Н.Новгород: ВГИПУ, 2007. – 143 с. 34. Щербатых, Ю.В. Психология стресса и методы коррекции: учеб. пособие / Ю.В. Щербатых – СПб.: Питер, 2011. – 256 с. 35. Щербатых, Ю.В. Использование методов саморегуляции и нейролингвистического программирования для снижения уровня стресса у студентов / Ю.В. Щербатых // Профилактика правонарушений в студенческой среде. – Воронеж: МОДЭК, 2010. – 350 с. 36. Спилбергер, Ч.Д. Концептуальные и методологические проблемы исследования тревоги: учеб. пособие / Ч.Д. Спилбергер // Стресс и тревога в спорте: Международный сб. научных статей –Сост. Ю. Л.Ханин. М.: Физкультура и спорт, 2009. – С. 9–17. 37. Геворкян, Э.С. Влияние экзаменационного стресса на психофизиологические показатели и ритм сердца студентов: учеб. пособие / Э.С. Геворкян // Журнал высшей нервной деятельности. – 2003. –№ 1 (53). – С. 46-47. 38. Фаустов, А.С. Коррекция уровня экзаменационного стресса у студентов как фактор улучшения их здоровья / А.С. Фаустов, Ю.В. Щербатых // Здравоохранение Российской Федерации. – 2001. –№4. – С. 38– 39. 39. Курыгин, А.Г.Психический дистресс в дебюте и развитии соматического заболевания / А.Г. Курыгин, В.А.Урываев // Экология человека. – 2006. – № 7. – С. 42–46. 40. Бароненко, В.А.Здоровье и физическая культура студента: учеб. пособие / В.А. Бароненко, Л.А.Рапопорт // М.: Инфра-М. – 2006. – 352 с. 41. Даниленко, А.О. Регуляция свободнорадикальных процессов и апоптоза при окислительном стрессе: автореф. дис. канд. биол. наук. Ростовна-Дону. – 2012. 42. Халфина, Т.Н. Клинико-патогенетические аспекты висцеральных проявлений при подагре: автореф. дис. канд. мед наук. Казань. – 2012. 40
43. Ковалев, Н.Н. Морские ежи: биомедицинские аспекты практического применения / Н.Н. Ковалев, С.П. Крыжановский, Т.А. Кузнецова, Э.Я. Костецкий, Н.Н. Беседнова // Владивосток: Дальнаука, 2016. – 128 44. Бесонова, Л.П. Потребление функциональных продуктов и бад в россии: состояние и перспективы развития / Л.П. Бесонова, Л.В. Антипова, А.В. Черкасова // Воронеж: Международная научно-практическая конференция, 2015 – № 1 – С. 71–74. 45. Экстракт морского ежа Дальневосточный [Электронный ресурс]: сайт производителя пищевых добавок «ООО Пекта», http://pekta2.ru. 46. ГОСТ ISO 2173-2013. Продукты переработки фруктов и овощей. Рефрактометрический метод определения растворимых сухих веществ. – Введ. 2015-07-01. –М.: Стандартинформ, 2013. – 41 с. 47. ГОСТ 32031-2012. Продукты пищевые. Методы выявления бактерий Listeria monocytogenes. – Введ. 2014-07-01. –М.: Стандартинформ, 2014. – 46 с. 48. ГОСТ 31746-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus. – Введ. 2013-07-01. –М.: Стандартинформ, 2014. –10 49. ГОСТ 7975-2013. Тыква продовольственная свежая. Технические условия. –Введ. 2015-01-01. –М.: Стандартинформ, 2014. –10 с. 50. ГОСТ 30726-2001 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий вида Escherichia coli. – Введ. 2002-07-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 11 с. 51. ГОСТ 8756.1-79. Продукты пищевые консервированные. Методы определения органолептических показателей, массы нетто или объема и массовой доли составных частей. –Введ. 1980-01-01. –М.: Стандартинформ, 2010. – 15 с. 41
52. ГОСТ 8756.10-70. Продукты переработки плодов и овощей. Метод определения содержания мякоти. – Введ. 1971-07-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 3 с. 53. ГОСТ 25555.0-82. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности. – Введ. 1983-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 7 с. 54. ГОСТ 31659-2012. Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella. – Введ. 2013-07-01 – 41 с. 55. ГОСТ 25555.3-82. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения минеральных примесей. – Введ. 1983-07-01. – М.: Стандартинформ, 2011. – 7 с. 56. ГОСТ 10444.12-2013 Продукты пищевые. Метод определения дрожжей и плесневых грибов. – Введ. 2015-07-01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 6 с. 57. ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. – Введ. 1996-01-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 6 с. 58. ГОСТ 26927-86. Сырье и продукты пищевые. Метод определения ртути. – Введ. 1986-12-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 24 с. 59. ГОСТ 31747-2012 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий). – Введ. 2013-07-01. –М.: Стандартинформ, 2013. – 27 с. 60. ГОСТ 31628-2012 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации мышьяка. – Введ. 2013-07-01. –М.: Стандартинформ, 2014. – 25 с. 61. ГОСТ 33824-2016 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка). – Введ. 2017-07-01. –М.: ИПК Издательство стандартов, 2017. 42
62. ГОСТ 32104-2013 Консервы. Продукция соковая. Нектары фруктовые и фруктово-овощные. Общие технические условия. –Введ. 201407-01. –М.: Стандартинформ, 2014. – 72 с. 63. ГОСТ 30349-96. Плоды, овощи и продукты их переработки. Методы определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов. – Введ. 1998-01-01. –М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 17 с. 64. ГОСТ 29270-95. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения нитратов. –Введ. 1997-01-01. М.: Стандартинформ, 2010 – 22 с. 65. ГОСТ 8756.22-80 Продукты переработки плодов и овощей. Метод определения каротина –Введ. 1981-01-01. М.: Стандартинформ, 2010 – 8 с. 66. МР 2.3.1.1915-04. Методические рекомендации. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. – Введ. 2004-07-02. НИИ питания РАМН, 2004 –41 с. 67. Пат. 2398590 Российская Федерация, МПК A61K 35/56 (2006.01), Способ комплексной переработки плоских морских ежей [Текст] / Н.И. Герасименко, С.В. Логвинов, Э.П. Козловская; заявитель и патентообладатель ТИБОХ ДВО РАН. - № 2009109729/15; заявл. 17.03.2009; опубл. 10.09.2010 – 9 с. 68. Mamelona J. Proximate composition and nutritional profile of byproducts from green urchin and Atlantic sea cucumber processing plants / J.Mamelona, R.Saint-Louis, E.Pelletier // Int. J. Food Sci. Technol.– 2010.–№ 45.– P. 2119–2126. 69. Mamelona J.Girard-Lalancette I. et al. Antioxidants in digestive tracts and gonads of green urchin (Strongylocentrotusdroebachiensis) / J.Mamelona, E.Pelletier// J. Food Compost. Anal. – 2011. –№ 2 (24). –P. 179–183. 70. Quin, L.Preparation and antioxidant activity of enzymatic hydrolysates from purple sea urchin (Strongylocentrotusnudus) gonad / L. Quin, B.W.Zhu, D.Y.Zhou // LWT Food Sci. Technol.– 2011.–№ 4 (44).– P. 1113–1118. 43
71. Shankarlal, S.Antimicrobial and antioxidant activity of purple sea urchin shell / S. Shankarlal, K.Prabu, E.Natarajan // Am.-Euras. J. Sci. Res.– 2011. –№ 3 (6). – P. 178–181. 72. Zhou, D.Optimization of hydrolysis of purple sea urchin gonad by response surface methodology and evaluation of in vitro antioxidant activity of the hydrolysate / D. Zhou, L.Qin, B.Zhu// J. Sci. Food Agric.– 2012.–№ 8 (92).– P. 1694–1701. 73. Sheean, P.Bioactivity of extracts from gonadal tissue of the edible Australia purple sea urchin Heliocidariserythrogramma / P. Sheean, L.D.Hodges, N.Kalafatis// J. Sci. FoodAgric.– 2007.–№ 4 (82).– P. 694–701. 74. Cinelli, L.P.Seminal fluid from sea urchin (Lytechinusvariegatus) contains complex sulfated polysaccharides linked to protein / L.P. Cinelli, E.S.Vilela, A.S.Mourao // Comp. Biochem. Physiol.– 2009. –№ 5. – P. 258–265. 75. Pomin, V.H.Structure, biology, evolution and medical importance of sulfated fucans and galactans / V.H. Pomin, P.A.Mourao // Glycobiology.– 2008.– №18.– P. 1016–1027. 76. Pomin, V.H.Structure versus anticoagulant and antithrombotic action of marine sulfated polysaccharides / V.H. Pomin, P.A.S.Mourao // Rev. Braz. Farmacogn.– 2012.–№ 4 (22).– P. 248–256. 77. Bandaranayake, W.W.The nature and role pigments of marine invertebrates / W.W. Bandaranayake // Nat. Prod. Rep.– 2006.–№ 23.– P. 223– 255. 78. Ji, J.Bio-function summary of marine oiligosaccharides / J. Ji, L.Wang, H.Wu, H.M.Luan // Int. J. Biol. Sci. 2011.–№ 1 (3).– P. 58–65. 79. Garama, D.Extraction and analysis of carotenoids from the New Zealand sea urchin Evechinuschloroticusgonads / D. Garama, P.Bremer, A.Carne // ActaBiochim. Pol.– 2012. –№ 1 (59). – P. 83–85. 80. Matsuno, T.Carotenoids in sea urchins / T. Matsuno, M.Tsushima // Amsterdam – 2001. 44
81. Mueller, M.Oregano: a source for peroxisome proliferator-activated receptor gamma antagonists / M. Mueller, B.Lucas, J.Novak// J. Agric. Food. Chem.– 2008–№ 24 (56). – P. 11621–11630. 82. Mamelona, J. Antioxidants in digestive tracts and gonads of green urchin (Strongylocentrotusdroebachiensis) / J. Mamelona // Journal of Food Composition and Analysis. – 2011. –№ 2 (24). – P. 179–183. 83. Chairman, K.Cytotoxic and antioxidant activity of selected marine sponges / K. Chairman, R.S.Aja, G.Alagomuthu // Asian Pac. J. Trop. Dis.– 2012.– №28.– P. 234–238. 84. Gavin, N.M.Localization and antioxidant capacity of flavonoids in Halophilajonsonii in response to experimental light and salinity variation / N.M. Gavin, M.J.Durako // J. Exp. Mar. Biol. Ecol.– 2012.–№ 417 (416).– P. 32–40. 85. Montano-Castaneda, M.C.Evaluation of antioxidant activity of marine sponges / M.C. Montano-Castaneda, G.G.Santafe-Patino // Actu. Biol.– 2011. –№ 33 (95)– P. 173–181. 86. Qian, Z.JIn vitro antioxidant activities Pavlowalutheri (Haptophyta) with the yeast Hansenulapolymorpha / Z.J. Qian, W.K.Jung, K.H.Kang // J. Phychol. –2012. –№ 2 (48). – P. 475–482. 87. Yang, R. Antioxidant effect of a marine oligopeptide preparation from Chum Salmon (Oncorhynchus keta) by enzymatic hydrolysis in radiation injured mice / R. Yang, J. Wang, Z.Liu // Mar. Drugs.– 2011.–№ 11 (9).– P. 2304–2315. 88. Riccioni, G.Marine carotenoids and oxidative stress / G. Riccioni // Mar. Drugs.–2012.–№ 10. – P. 116–118. 89. Choudhury G.S., Bublitz C.G. Computer-based controls in fi sh processing industry // Computerized control systems in the food industry / ed. G.S. Mittal. N.Y.: Marcel Dekker Inc., 1996. P. 513–538. 90. Je J.Y., Park P.J., Kim S.K. Antioxidant activity of peptide isolated from Alaska pollack (Theragra chalcogramma) frame protein hydrolysate // Food Res. Int. 2005. Vol. 38. P. 45–50 45
91. Kim S.-K., Mendis E. Bioactive compounds from marine processing byproducts – A review // Food Research International. 2006. Vol. 39. P. 383–393 92. Molyneux P. The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity / Р. Molyneux // Songklanakarin J. Sci. Technol. – 2004. – Vol. 26(2). – Р. 211-219 46
47
48
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв