Исследование процессов биотехнологической обработки коллагенсодержащего сырья для создания функциональных продуктов питания

В статье изложены результаты исследований биотехнологической обработки коллагенсодержащего сырья (рубца крупного рогатого скота) для создания функциональных продуктов питания. Изучены и теоретически обоснованы закономерности биотрансформации коллагенсодержащего сырья активизированными культурами пробиотических микроорганизмов (Bifidobacterium longum B379 M, Propionibacterium shermanii KM 186 и Lactobacillus helveticus Н17-18). Отмечено, что рубец после предварительной термической обработки является хорошей питательной средой для развития пробиотических культур. Выявлено, что низкомолекулярные соединения, образовавшиеся при термической обработке рубца, обладают пребиотическими свойствами и стимулируют рост микроорганизмов. Установлено, что через 5–8 ч культивирования количество жизнеспособных клеток исследуемых культур в субстрате коллагена возрастает до 109 –1010 КОЕ/г. Отмечено, что биомодификация рубца улучшает его органолептические свойства и консистенцию, которая становится сочной, мягкой и эластичной. Биотрансформация коллагенсодержащего сырья пробиотическими микроорганизмами приводит к значительному повышению аминокислот в гидролизатах в сравнении с контролем. Наибольшее повышение аминокислот наблюдается при ферментации коллагена Lactobacillus helveticus Н17-18, что свидетельствует о более высокой протеолитической активности данной культуры. Показано, что микроструктура рубца под действием пробиотических микроорганизмов претерпевает изменения в сравнении с исходным состоянием (происходит истончение и разрыхление мышечного каркаса, а также изменение структуры его морфологических элементов). В результате проведенных исследований разработана принципиально новая схема биотехнологической обработки коллагенсодержащего сырья. Полученные результаты открывают широкие перспективы для создания БАД-синбиотиков и пищевых продуктов, предназначенных для функционального питания.

коллагенсодержащее сырьё, остеопороз, рубец, кальций, бифидобактерии, пропионовокислые бактерии, лактобактерии

1. Глухов Ю.В. Роль коллагенсодержащего питания в профилактике и лечении остеопороза // Поликлиника. 2010. N 2. С. 122–123.

2. Зинина О.В. Тарасова И.В. Исследование микроструктуры модифицированного легкого крупного рогатого скота // Перспективные разработки науки и техники (Perspektywiczne opracowania są nauką i technikami – 2012): материалы VIІI Международной научно-практической конференции (Przemysl, 07–15 ноября 2012 г.). Przemysl: Nauka i studia, 2012. С. 70–73.

3. Ребезов М.Б., Лукин А.А., Хайрулин М.Ф., Лакеева М.Л., Пирожинский С.Г., Дуць А.О., Ребезов Я.М. Изменение соединительной ткани под воздействием ферментного препарата и стартовых культур // Вестник мясного скотоводства. 2011. Т. 3. N 64. C. 78–83.

4. Зинина О.В., Ребезов М.Б., Жакслыкова С.А., Солнцева А.А., Чернева А.В. Полуфабрикаты мясные рубленые с ферментированным сырьем // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2012. N 3. С.19–25.

5. Хабибуллин Р.Э., Яковлева Г.Ю., Низамиева А.Р., Жакслыкова С.А. Влияние молочнокислой микрофлоры на санитарно-гигиенические показатели говяжьих субпродуктов // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т.15. N 23. С. 123–126.

6. Жакслыкова С.А., Хабибуллин Р.Э., Яковлева Г.Ю., Решетник О.А. Биохимическая активность бифидобактерий в отношении говяжьих субпродуктов 2 категории // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. N 11. С. 202–206.

7. Ребезов М.Б., Лукин А.А., Наумова Н.Л., Зинина О.В., Пирожинский С.Г. Использование коллагенового гидролизата в технологии производства мясного хлеба // Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. 2011. N 3 (59). С. 134–140.

8. Ребезов М.Б., Лукин А.А., Хайруллин М.Ф., Лакеева М.Л. Сравнительная оценка воздействия ферментных препаратов различного происхождения на коллагенсодержащее сырье // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2011. N 5 (10). С. 28–36.

9. Зинина О.В., Ребезов М.Б., Соловьева А.А. Биотехнологическая обработка мясного сырья: монография. Великий Новгород: Новгородский технопарк, 2013. 272 с.

10. Зинина О.В., Ребезов М.Б. Технологические приемы модификации коллагенсодержащих субпродуктов // Мясная индустрия. 2012. N 5. С. 34–36.

11. Соловьева А.А., Зинина О.В., Ребезов М.Б., Лакеева М.Л., Гаврилова Е.В. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности // Молодой ученый. 2013. N 5. С.105–107.

12. Зинина О.В., Ребезов М.Б. Изменение микроструктуры рубца в процессе ферментной обработки // Полиматематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. N 88 (04). С. 1014–1023. URL: http://ej.kubagro.ru/2013/04/pdf/72.pdf (15.10.2018)

13. Зинина О.В., Гаврилова В.Е. Микроструктура модельных систем на основе ферментированного сырья // Полиматематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. N 110 (06). С. 758–772. URL: http://ej.kubagro.ru/2015/06/pdf/51.pdf (01.12.2018).

14. Schekotova A.V., Zambalova N.A., Boyarintseva I.V., Maradudina I.P., Khamagaeva I.S. The study of the proteolysis of milk proteins obtained by thermal calcium coagulation // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2017. Vol. 9 (12). P. 2599–2603.

15. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание: в 3 т. Т. 3. Пробиотики и функциональное питание. Биопленка. Кожа и слизистые. Иммунные механизмы. М.: Грант, 2001. 288 с.

16. Griffiths M.W., Tellez A.M. Lactobacillus helveticus: the proteolytic system // Frontiers in Microbiology. 2013. Vol. 4. P. 1–9. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00030

17. Slattery L., O'Callaghan J., Fitzgerald G.F., Beresford T.T., Ross R.P. Invited review Lactobacillus helveticus // Journal of Dairy Science. 2010. Vol. 93. N. 10. P. 4449–4453.

18. Куринная Е.Г. Пробиотики, пребиотики и кишечная микрофлора: современный взгляд // Сучасна гастроентерологія. 2014. N 5 (79). С. 111‒118.

19. Хамагаева И.С., Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ. 2006. 172 с.

20. Антипова Л.В., Глотова И.А. Использования вторичного коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности. СПб.: ГИОРД, 2006. 384 с.

21. Хамагаева И.С., Аюшеева Р.Б., Митыпова Н.В., Замбалова Н.А. Пробиотические стартовые культуры и их влияние на качество инновационных продуктов функционального питания. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ. 2011. 236 с.

22. Шевелева С.В., Батищева С.Ю. Характеристика бифидогенных свойств коллагенового сырья // Вопросы питания. 2012. Т. 81. N 1. С. 13–23.

23. Hashim P., Mohd Ridzwan M.S., Bakar J., Mat Hashim D. Collagen in food and beverage industries // International Food Research Journal. 2015. Vol. 22. No. 1. P. 1–8.

24. Neklyudov A.D. Nutritive Fibers of Animal Origin: Collagen and Its Fractions as Essential Components of New and Useful Food Products // Applied Biochemistry and Microbiology. 2003. Vol. 39. No. 3. P. 229–238.

25. Васильев М.П. Коллагеновые нити, волокнистые и пленочные материалы: монография. СПб.: Изд-во СПГУТД, 2004. 397 c.

26. Li G.Y., Fukunaga S., Takenouchi K.J. Physicochemical properties of collagen isolated from calf limed splits // Amer. Leather Chem. Ass. 2003. Vol. 98. P. 224–229.