Ввиду системных проблем агропромышленного сектора производственные мощности не соответствуют растущим объемам спроса на мясную продукцию, что создает предпосылки для возникновения ее дефицита в краткосрочной перспективе. Одним из стратегических направлений для обеспечения белковой безопасности населения является развитие технологий культивированного мяса. Ключевым элементом в его биопроизводстве выступает трехмерный каркас (скаффолд), от характеристик которого напрямую зависят структурно-механические свойства конечного продукта. В настоящее время сохраняется актуальная задача поиска и разработки материалов для скаффолдов, обеспечивающих формирование продукта с удовлетворительными органолептическими и текстурными характеристиками. Цель исследования – комплексный анализ физико-химических свойств морского коллагена, а также оценка его биотехнологического потенциала и потенциала гелей на его основе в качестве перспективного сырья для создания каркасов культивируемого мяса.
Объект исследования – коллаген из биомассы медузы Aurelia aurita и кожи обыкновенного судака (Sander lucioperca), полученный методом кислотной экстракции. Для изучения физико-химических свойств применяли электрофоретический метод Лэмли, метод капиллярного электрофореза, ИК-Фурье спектроскопию, МТТ-анализ для оценки выживания клеточных культур, 3D-печать на биопринтере.
Показано, что изучаемый коллаген состоит из двух полипептидных цепей (α-цепей и β-цепей) с молекулярной массой 240 кДа (биомасса A. aurita) и 220 кДа (кожа S. lucioperca). Выявлено, что коллаген имеет оптимальное значение изоэлектрической точки, необходимой для протекания процессов роста и развития культуры клеток. Благодаря наличию в составе коллагена гидроксипролина, глицина, пролина, обеспечивается жесткость молекулы и ее каркасные функции. Изучаемый коллаген характеризуется биосовместимостью и отсутствием цитотоксического эффекта.
Морской коллаген, полученный из биомассы A. aurita и кожи S. lucioperca, можно использовать в качестве биоматериала для создания каркасов, необходимых для производства культивируемого мяса. С практической точки зрения результаты настоящего исследования позволят расширить ассортимент биоматериалов, подходящих для технологий XXI в., включая инженерные технологии и технологии получения культивированного мяса.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Биология
В последние десятилетия наблюдается устойчивый рост численности населения, что создает как новые возможности, так и беспрецедентные вызовы для человечества. Согласно последним статистическим прогнозам, мировое население к середине XXI в. увеличится на 38,6 % относительно текущей численности, что в свою очередь приведет к росту потребления растительного и животного продовольствия [1, 2]. При этом, ввиду системных проблем агропромышленного комплекса, включающих недостаточность кормовой базы, низкую производственную эффективность, высокий уровень создаваемого сельским хозяйством экологического воздействия, существующие мощности не соответствуют прогнозируемому росту потребности в животном сырье, в частности в мясной продукции [1, 3, 4]. Для предотвращения дефицита протеина в рационе человека и минимизации риска развития патологий, обусловленных питанием и ассоциированных с белковой недостаточностью, требуется активизация развития перспективного научно-технологического направления – производства культивированного мяса [5]. Данная технология представляет собой этическую альтернативу традиционному животноводству, характеризующуюся существенно сниженной экологической нагрузкой: сокращением выбросов парниковых газов, минимизацией использования земельных и водных ресурсов, а также уменьшением количества задействованных сельскохозяйственных животных [4, 6]. Ключевым технологическим преимуществом производства культивированного мяса является отсутствие необходимости применения антибиотиков на стадии получения конечного продукта [4, 5]. Фундаментальным элементом в процессе биопроизводства выступает трехмерный каркас (скаффолд), который обеспечивает формирование необходимой гистоархитектоники продукта, адгезию, пролиферацию и последующую дифференцировку клеточных культур [4].
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Gu H, Kong Y, Huang D, Wang Y, Raghavan V, et al. Scaling cultured meat: Challenges and solutions for affordable mass production. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2025;24(4):e70221. DOI: 10.1111/1541-4337.70221
2. Gu Y, Li X, Chan ECY. Risk assessment of cultured meat. Trends in Food Science & Technology. 2023;138:491-499. DOI: 10.1016/j.tifs.2023.06.037
3. Berners-Lee M, Kennelly C, Watson R, Hewitt CN. Current global food production is sufficient to meet human nutritional needs in 2050 provided there is radical societal adaptation. Elementa: Science of the Anthropocene. 2018;6(1):52. DOI: 10.1525/elementa.310
4. Park SM, Ryoo JH, Kwon HC, HanSG. Scaffold biomaterials in the development of cultured meat: A review. Food Science of Animal Resources. 2025;45(3):688-710. DOI: 10.5851/kosfa.2025.e13
5. Post MJ, Levenberg S, Kaplan DL, Genovese N, Fu J, et al. Scientific, sustainability and regulatory challenges of cultured meat. Nature Food. 2020;1(7):403-415. DOI: 10.1038/s43016-020-0112-z
6. Xu Y, Liu D, Zhang X, Yang J, Cao J, et al. Functionalized gelatin-based materials: Advancing bio-fabrication applications for cell-cultured meat. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2025;24(6):70306. DOI: 10.1111/1541-4337.70306
7. Jung S, Choi B, Lee M, Park S, Choi W, et al Bio-orchestration of cellular organization and human-preferred sensory texture in cultured meat. ACS nano. 2025;19(2):2809-2821. DOI: 10.1021/acsnano.4c15622
8. Bomkamp C, Skaalure SC, Fernando GF, Ben-Arye T, Swartz EW, et al. Scaffolding biomaterials for 3D cultivated meat: prospects and challenges. Advanced Science. 2022;9(3):2102908. DOI: 10.1002/advs.202102908
9. Imran M, Liyan Z. Production of plant-based meat: functionality, limitations and future prospects. Food Research and Technology. 2023;249(9):2189- 2213. DOI: 10.1007/s00217-023-04287-w
10. Kulikova Yu, Sukhikh S, Zhikhreva A, Noskova S, Babich O. Comparative analysis of collagen from different sources for wound and burn management. BMT. 2025;00013. DOI: 10.12336/bmt.25.00013
11. Socrates R, Nagarajan S, Bechelany M, Kalkura N. Collagen based biomaterials for tissue engineering applications: A review. Processes and Phenomena on the Boundary Between Biogenic and Abiogenic Nature. 2019;3-22. DOI: 10.1007/978-3-030-21614-6_1
12. Amirrah IN, Lokanathan Y, Zulkiflee I, Wee MMR, Motta A, et al. A comprehensive review on collagen type I development of biomaterials for tissue engineering: From biosynthesis to bioscaffold. Biomedicines. 2022;10(9):2307. DOI: 10.3390/biomedicines10092307
13. Cen L, Liu W, Cui L, Zhang W, Cao Y. Collagen tissue engineering: development of novel biomaterials and applications. Pediatric research. 2008;63(5):492-496. DOI: 10.1203/pdr.0b013e31816c5bc3
14. Kozik W, Polak-Bielawska D, Kutaj A, Savitskaya T. Collagen as a bioactive ingredient in nutricosmetology - a review. Quality in Sport. 2025;46:66618-66618. DOI: 10.12775/QS.2025.46.66618
15. Ferreira AM, Gentile P, Chiono V, Ciardelli G. Collagen for bone tissue regeneration.Acta Biomaterialia. 2012;8(9):3191-3200. DOI: 10.1016/j.actbio.2012.06.014
16. Bronzino J. The biomedical engineering handbook. Boca Raton: CRC Press; 2000. 3189 p.
17. Ezati P, Khan A, Bhattacharya T, Zaitoon A, Zhang W, et al. Recent Advances in collagen and collagen-based packaging materials: A review. ACS Food Science & Technology. 2025;5(5):1767-1784. DOI: 10.1021/acsfoodscitech.4c00938
18. Barzideh Z, Latiff AA, Gan CY, Benjakul S, Karim AA. Isolation and characterisation of collagen from the Ribbon jellyfish (Chrysaora sp.). International Journal of Food Science and Technology. 2014;49(6):1490-1499. DOI: 10.1111/ijfs.12464
19. Nashchekina YA, Sirotkina MY, Darvish DM, Barsuk IA, Moskalyuk OA, et al. The effect of carbodiimide on the structural, mechanical and biological properties of collagen films. Cell and Tissue Biology. 2021;15(6):586-593. DOI: 10.1134/S1990519X21060079
20. Rangel-Garcia AM, Alvarez-Perez MA, Rivera-Torres F, Piña-Barba MC. Study of the effect of two different chemical cross-linking agents (EDC/NHS and genipin) on the physical, chemical, and mechanical properties of collagen, polycaprolactone, and chitosan scaffolds. Biomedical Materials & Devices. 2025;3:1491-1500. DOI: 10.1134/S1990519X21060079
21. Каргин В. А., Слонимский Г. Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М.: Химия; 1967. 232 с.
22. Ahmad M, Benjakul S, Nalinanon S. Compositional and physicochemical characteristics of acid solubilized collagen extracted from the skin of unicorn leatherjacket (Aluterus monoceros). Food Hydrocolloids. 2010;24:588-594. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2010.03.001
23. Barzideh Z, Latiff AA, Gan CY, Benjakul S, Karim AA. Isolation and characterisation of collagen from the Ribbon jellyfish (Chrysaora sp.). International Journal of Food Science and Technology. 2014;49(6):1490-1499. DOI: 10.1111/ijfs.12464
24. Li P, Wu G. Roles of dietary glycine, proline, and hydroxyproline in collagen synthesis and animal growth. Amino acids. 2018;50(1):29-38. DOI: 10.1007/s00726-017-2490-6
25. Weber K, Osborn M. The reliability of molecular weight determinations by dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Journal of Biological Chemistry. 1969;244(16):4406-4412. DOI: 10.1016/S0021-9258(18)94333-4
26. Felician FF, Yu R-H, Li M-Z, Li C-J, Chen H-Q, et al. The wound healing potential of collagen peptides derived from the jellyfish Rhopilema esculentum. Chinese Journal of Traumatology. 2019;22(1):12-20. DOI: 10.1016/j.cjtee.2018.10.004
27. Kittiphattanabawon P, Benjakul S, Visessanguan W, Shahidi F. Isolation and characterization of collagen from the cartilages of brownbanded bamboo shark (Chiloscyllium punctatum) and blacktip shark (Carcharhinus limbatus). LWT. 2010;43(5):792-800. DOI: 10.1016/j.lwt.2010.01.006
28. Srinivasan S, Durairaj B. Collagen isolation and characterization from Sardinella longiceps. Journal of Advanced Veterinary and Animal Research. 2021;8(4):679-686. DOI: 10.5455/javar.2021.h560
29. Abinaya M, Gayathri M. Biodegradable collagen from Scomberomorus lineolatus skin for wound healing dressings and its application on antibiofilm properties. Journal of cellular biochemistry. 2019;120(9):15572-15584. DOI: 10.1002/jcb.28824
30. Righetti PG. Determination of the isoelectric point of proteins by capillary isoelectric focusing. Journal of chromatography A. 2004;1037(1-2):491-499. DOI: 10.1016/j.chroma.2003.11.025
31. Kantardjieff KA, Rupp B. Protein isoelectric point as a predictor for increased crystallization screening efficiency. Bioinformatics. 2004;20(14):2162-2168. DOI: 10.1093/bioinformatics/bth066
32. Khong NMH, Yusoff FMd, Jamilah B, Basri M, Maznah I, et al. Improved collagen extraction from jellyfish (Acromitus hardenbergi) with increased physical-induced solubilization processes. Food Chemistry. 2018;251:41-50. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.12.083
33. Balikci E, Baran ET, Tahmasebifar A, Yilmaz B. Characterization of collagen from jellyfish Aurelia aurita and investigation of biomaterials potentials. Applied Biochemistry and Biotechnology. 2024;196(6):1-22. DOI: 10.1007/s12010-023-04848-5
34. Vlierberghe SV, Graulus G.-J, Samal KS, Nieuwenhove IV, Dubruel P. Porous hydrogel biomedical foam scaffolds for tissue repair. In Biomedical Foams for Tissue Engineering Applications. 2014;335-390. DOI: 10.1533/9780857097033.2.335
35. Perez-Puyana V, Jiménez-Rosado M, Romero A, Guerrero A. Fabrication and characterization of hydrogels based on gelatinised collagen with potential application in tissue engineering. Polymers. 2020;12(5):1146. DOI: 10.3390/polym12051146
36. Kim M, Jung HY, Jo C. Fundamental study on structural formation, amino acids and nucleotide-related compounds of cultivated meat from 3D-cultured pig muscle stem cells. Food Science and Biotechnology. 2024;34(2):457. DOI: 10.1007/s10068-024-01793-9
37. Ahmad K, Lim JH, Lee EJ, Chun HJ, Ali S, et al Extracellular matrix and the production of cultured meat. Foods. 2021;10(12):3116. DOI: 10.3390/foods10123116
38. Post MJ, Levenberg S, Kaplan DL, Genovese N, Fu J, et al Scientific, sustainability and regulatory challenges of cultured meat. Nature food. 2020;1(7):403-415. DOI: 10.1038/s43016-020-0112-z
39. Gauza-Włodarczyk M, Kubisz L, Włodarczyk D. Amino acid composition in determination of collagen origin and assessment of physical factors effects. International journal of biological macromolecules. 2017;104:987-991. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2017.07.013
40. Moreno HM, Montero MP, Gómez-Guillén MC, Fernández-Martín F, Mørkøre T, et al. Collagen characteristics of farmed Atlantic salmon with firm and soft fillet texture. Food chemistry. 2012;134(2):678-685. DOI: 10.1016/j.foodchem.2012.02.160
41. Cadar E, Pesterau AM, Prasacu I, Ionescu AM, Pascale C, et al. Marine antioxidants from marine collagen and collagen peptides with nutraceuticals applications: A Review. Antioxidants. 2024;13(8):919. DOI: 10.3390/antiox13080919
42. Ryu B, Shin KH, Kim SK. Muscle protein hydrolysates and amino acid composition in fish. Marine Drugs. 2021;19:377-389. DOI: 10.3390/md19070377
43. Emam AN. Collagen and collagen-derived materials: synthesis, structure, classification, fundamental properties and biomedical applications. Discover Applied Sciences. 2025;7(10):1114. DOI: 10.1007/s42452-025-07780-x
44. Zhu M, Li S, Chen L, Cheng C, Yu J, et al. Insights into microstructure, physicochemical characteristics and functional properties of collagen extracted from various livestock skins. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2025;105(14):7779-7787. DOI: 10.1002/jsfa.70023
45. Wang J, Wang H, Shi X, Xu L. Research progress on extraction methods, bioactivity, and food industry applications of collagen from livestock and poultry slaughter by-products: A review. Journal of Food Measurement and Characterization. 2026;1-14. DOI: 10.1007/s11694-025-03965-5
46. López-Yoldi M, Riezu-Boj JI, Abete I, Ibero-Baraibar I, Aranaz P, et al. I. Anti-obesity effects of a collagen with low digestibility and high swelling capacity: A human randomized control trial. Nutrients. 2024;16(20):3550. DOI: 10.3390/nu16203550
47. Wang M, Liu Y, Pallarés N, El Marsni Z, Kousoulaki K, et al. Determination of collagen types and mineral contents in fish skin and collagen-containing skin-derived protein hydrolysates before and after in vitro simulated digestion. Food & Function. 2025;16(3):1032-1040. DOI: 10.1039/D4FO03137G
48. Vedakumari SW, Prabakaran L, Pravin YR. Preparation and characterization of marine collagen scaffolds for biomedical applications. Regenerative Engineering and Translational Medicine. 2026;1-8. DOI: 10.1007/s40883-025-00554-2
49. Venkatesan P, Puvvada N, Dash R, Kumar BNP, Sarkar D, et al. The potential of celecoxib-loaded hydroxyapatite-chitosan nanocomposite for the treatment of colon cancer. Biomaterials. 2011;32:3794-806. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.01.027
50. Hadi J, Brightwell G. Safety of alternative proteins: technological, environmental and regulatory aspects of cultured meat, plant-based meat, insect protein and single-cell protein. Foods. 2021;10:1226. DOI: 10.3390/foods10061226
51. Tahir I, Floreani R. Dual-crosslinked alginate-based hydrogels with tunable mechanical properties for cultured meat. Foods. 2022;11(18):2829. DOI: 10.3390/foods11182829
52. Волкова Н. А., Юрченко К. А., Дегирменджи Э. Т., Саенко Ю. С., Фомочкина И. И. и др. Биопринтинг с использованием экструзионных методик и оптимальные биоматериалы для D-биопечати компонентов кожи. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2025. Т. 14. № 4. С. 84 -95.
53. Норбоева М. А., Джалилов А. Т., Соттикулов Э. С., Норбоев А. А. Получение формиата натрия на основе щелочного окисления формальдегида и исследование его термических и спектральных свойств. Химия и биология. 2026. № 3. С. 33-39. DOI: 10.32743/UniChem.2026.139.1.21557
54. Макарова Е. Л., Кожокина О. М. Исследование механизма взаимодействия глюкоамилазы с коллагеном методом ИК-спектроскопии. Прикладные информационные аспекты медицины. 2025. Т. 28. № 3. С. 85-94. DOI: 10.18499/2070-9277-2025-28-3-85-94
55. Тимченко П. Е., Фролов О. О., Рябов Н. А., Тимченко Е. В., Волова Л. Т. и др. Алгоритм идентификации разных форм аллогенного коллагенсодержащего материала как основы для биочернил с помощью оптических методов анализа. Оптика и спектроскопия. 2024. Т. 132. № 4. С. 353-357.
56. Iqbal B, Muhammad N, Jamal A, Ahmad P, Khan ZUH, et al. An application of ionic liquid for preparation of homogeneous collagen and alginate hydrogels for skin dressing. Journal of Molecular Liquids. 2017;243:720-725.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В современной пищевой промышленности, в т. ч. в виноградарстве и виноделии, соблюдение нормативов, контроль качества и безопасности готовой продукции являются одними из ключевых задач производителей с целью защиты интересов потребителей. В частности, при выборе пищевой добавки необходимо учитывать наличие стереоизомеров соединений, входящих в ее состав, и потенциальные риски при их применении. В связи с этим вопрос обоснованного применения конкретной изомерной формы оптически активного соединения, использующегося в качестве пищевой добавки, представляется актуальным.
Объектами исследования являлись научные публикации, обзоры, экспериментальные исследования, а также нормативнотехническая документация, посвященная стереоизомерам винной кислоты (2,3-дигидроксибутандиовой кислоты), включая природный правовращающий L(+)-изомер растительного происхождения, синтетические левовращающий D(–)- и правовращающий L(+)-изомеры, рацемическую смесь (DL-форму) и мезовинную кислоту. Особое внимание уделено L(+)-винной кислоте (пищевая добавка Е334), получаемой из растительного сырья (винограда и продуктов его переработки), а также D(–)- и L(+)-винным кислотам, синтезируемым из углеводородного сырья.
На основе анализа токсикологических данных и нормативных документов (ГОСТ, OIV, ТР ТС и др.) установлено, что ключевой причиной рекомендации природной L(+)-формы из растительного сырья выступает ее естественная метаболическая усвояемость организмом человека, в отличие от синтетических D(-)- и L(+)-изомеров из углеводородного сырья. Рассмотрены методы контроля свойств различных форм винной кислоты, а также методы оценки происхождения L(+)-винной кислоты.
Пробиотики – живые микроорганизмы, положительно влияющие на здоровье человека. Наибольшее распространение среди пробиотических культур получили Lactobacillus, научный интерес к которым связан с возможностью их участия в профилактике метаболических заболеваний. Цель исследования – оценка потенциала ряда штаммов Lactobacillus для дальнейшего использования в качестве пробиотиков, компонентов биологически активных добавок и функциональных продуктов питания, направленных на профилактику метаболических заболеваний.
Объекты исследования – штаммы Lactobacillus plantarum (B-5772, B-11264, B-3242), Lactobacillus fermentum (B-7574, B-7573), Lactobacillus acidophilus (B-194, B-2585, B-2900), Lactobacillus casei (B-7951). Для оценки устойчивости штаммов к антибиотикам использовали диско-диффузионный метод, для антагонистической активности – метод диффузии в агаре. Определяли источник углеводов в составе питательной среды для максимального накопления биомассы в единицах оптической плотности. С помощью хроматографического анализа оценивали качественный и количественный состав метаболитов – витаминов группы B, органических кислот и аминокислот. Биосовместимость штаммов определяли путем их совместного культивирования.
Установлено, что штаммы B-194 и B-7951 устойчивы к действию стрептомицина. Промежуточную устойчивость проявляли B-7951 к азитромицину; B-7573 и B-7951 – к гентамицину; B-3242 и B-7573 – к стрептомицину. Высокую антагонистическую активность (более 23 мм) к Pseudomonas aeruginosa проявили B-11264 и B-7573; к Bacillus cereus – B-7573; к Enterococcus faecalis – B-11264, B-3242, B-7951; к Klebsiella pneumoniae – B-11264, B-3242 и B-7573. Выявлено, что штаммы лучше накапливали биомассу в присутствии лактулозы. Хроматографический анализ показал, что B-3242 продуцировал витамин В1 (25,98 ± 0,33 мг/г); B-7573 – витамин В3 (5,60 ± 0,03 мг/г); B-7573 – лимонную кислоту (52,6 ± 0,7 мг/л); B-2585 – лимонную (58,0 ± 0,8 мг/л) и янтарную (326,5 ± 3,2 мг/л) кислоты; B-7951 – щавелевую (17,1 ± 0,2 мг/л) и винную (17,1 ± 0,2 мг/л) кислоты. Обнаружено, что штамм B-11264 продуцировал триптофан (16,2 ± 0,2 мг/г), глутаминовую кислоту (15,1 ± 0,2 мг/г), глицин (19,1 ± 0,2 мг/г) и пролин (21,8 ± 0,3 мг/г). При совместном культивировании исследуемые штаммы продемонстрировали биосовместимость.
Полученные данные подтвердили перспективность отдельных штаммов Lactobacillus для разработки пробиотических композиций и функциональных пищевых продуктов.
В современном мире проблема дефицита микронутриентов остается актуальной для населения разных стран мира. Одним из эффективных решений является обогащение пищевых продуктов витаминами и минералами. Фолиевая кислота (витамин B9) играет ключевую роль в профилактике различных заболеваний, включая дефекты нервной трубки у новорожденных. Однако эффективность обогащения продуктов напрямую зависит от биодоступности и растворимости вносимого компонента. Цель исследования – изучить влияние свойств водных растворов некоторых кислот на растворимость фолиевой кислоты как фактор ее биодоступности.
Объекты исследования – фолиевая кислота и ее растворы в воде, содержащей лимонную, аскорбиновую, янтарную и солюбилизированную аминоуксусную кислоты разной концентрации (3, 5 и 10 %). Для оценки растворимости фолиевой кислоты в растворах использовали УФ-спектроскопию и ВЭЖХ. Полученные данные обрабатывали статистическими методами.
Проведенный анализ показал значительное влияние среды на растворимость фолиевой кислоты. Исследование подтвердило, что выбор среды растворения критически важен для повышения биодоступности фолиевой кислоты при обогащении пищевых продуктов. При изучении влияния растворов кислот на растворимость фолиевой кислоты в стандартных условиях установлено, что наибольшим потенциалом обладал 10 % водный раствор солюбилизированной аминоуксусной кислоты (глицина). В исследовании этому раствору соответствовала наибольшая интенсивность поглощения фолиевой кислоты, превосходящая значения, соответствующие ее водному раствору, и наибольшая степень высвобождения фолиевой кислоты. Характер кривых поглощения указывал на равномерное распределение молекул в растворе и стабильность растворенной формы.
Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологий обогащения продуктов питания фолиевой кислотой, что позволит повысить эффективность профилактики фолиеводефицитных состояний среди населения.
Молоко как базовый продукт питания требует особого внимания к качеству и безопасности на всех этапах производства. В условиях роста конкуренции на рынке молочной продукции и увеличения доли региональных брендов актуальной задачей становится изучение факторов потребительского выбора. Цель исследования – выявить ключевые детерминанты предпочтений потребителей и оценить потенциал региональных брендов питьевого молока.
Объектами исследования являлись молочные продукты местных производителей Республики Крым, включая питьевое пастеризованное молоко и иную продукцию, реализуемые в различных видах потребительской упаковки. Эмпирическую базу составили результаты двухэтапного опроса потребителей (n1 = 400; n2 = 300) с использованием случайной выборки. Для обработки данных применялись методы описательной и многомерной статистики, в том числе факторный анализ с вращением Варимакс и агломеративный кластерный анализ с использованием пакета SPSS 23.0.
В результате исследования выявлены значимые гендерные различия в факторах выбора: мужчины чаще ориентируются на вкус, цену, жирность и срок годности (47 % объясненной дисперсии), тогда как женщины уделяют большее внимание составу, соответствию ГОСТ и местному производству (53 %). Факторный анализ позволил идентифицировать двухэтапную модель потребительского выбора, где на когнитивной стадии доминируют параметры безопасности (R2 = 0,834), а на финальной стадии – имиджево-ассортиментные характеристики (R2 = 0,794). Установлено, что цена является индикатором ожидаемого качества при выборе между брендами, но на макроуровне выступает детерминантом доступности, о чем свидетельствует устойчивая отрицательная корреляция между динамикой цен и объемами потребления в период 2016–2023 гг. Кластерный анализ позволил выделить три группы брендов по степени восприятия: массовые, промежуточные и нишевые.
Практическая значимость исследования заключается в разработке дифференцированных маркетинговых стратегий для региональных производителей молочной продукции с учетом выявленных потребительских предпочтений. Результаты могут быть использованы при формировании программ поддержки местных брендов и стимулирования спроса на молочную продукцию. Перспективным направлением дальнейших исследований является изучение влияния сенсорных характеристик продукции на лояльность к региональным брендам.
Повышение эффективности извлечения биологически активных веществ из растительного сырья является одной из ключевых задач современной биотехнологии и фармацевтической технологии. Однако композитная структура древесного сырья создает основной диффузионный барьер для экстракции ценных вторичных метаболитов. Цель работы – установить количественные зависимости между режимами механоактивации измельчения коры осины обыкновенной (Populus tremula L.), изменением ее структурно-физических характеристик и кинетикой извлечения биологически активных веществ.
Объектами исследования послужили образцы коры осины обыкновенной (Томская область, Россия). Механоактивацию проводили в планетарной мельнице АГО-2С.
Установлено, что при центробежном ускорении шаров 300 м/c2 в течение 5–10 мин выход водно-спиртовых фракций возрастал на 9,5–19 %, при 600 м/c2 – на 40–44 %. При скорости вращения 1395 об/мин (7–10 мин обработки) количество извлекаемых полифенолов достигло прироста 34,6 %, при 1820 об/мин – до 61,5 %. Наибольший выход салицина наблюдался при 1820 об/мин в течение 1–3 мин и составил от 0,80 ± 0,01 до 1,00 ± 0,02 % масс. Диспергирование коры осины в течение 3 мин при 1395 об/мин приводило к повышению доли углеводной составляющей D1080/D1460, спиртовых D1140/D1460, карбоксильных групп D1280/D1460, -С=С- D1600/D1460 и ОН-групп D3400/D1460. При этом уменьшалось количество алкильных заместителей D2920/D1460 и карбонильных групп D1720/D1460. Механоактивация измельчения сырья в течение 1 мин при 1395 об/мин приводила к увеличению содержания антиоксидантов до 1,15 ± 0,02 моль/кг и появлению второго типа ингибиторов, при частоте вращения реакторов 1820 об/мин в течение 5 мин – 1,66 ± 0,03 моль/кг, период индукции – 90 мин.
Применение выявленных закономерностей и внедрение стадии механоактивации на действующих производствах позволили модернизировать процесс, повысив его рентабельность, а также обеспечить более полное использование возобновляемого растительного сырья для получения ценных биологически активных веществ.
Ячмень (Hordeum vulgare L.) используется в качестве кормовой, продовольственной, технической и агротехнической культуры. Одним из стрессовых факторов в процессе роста и развития данной культуры является водный дефицит. Альтернативой уменьшения почвенной засухи, ограничивающей рост и продуктивность злаковых культур, выступают биопрепараты на основе хитозана. Цель исследования – оценка влияния биоорганического препарата Юнигель Плантум (на основе модифицированного хитозана) на устойчивость растений ячменя к последующему действию почвенной засухи при внесении в почву.
Объект исследования – ячмень сорта Биом. В рамках работы проводили две серии опытов с применением удобрения Юнигель Плантум в 3 повторениях. Оценивали влияние биоудобрения Юнигель Плантум на энергию прорастания семян ячменя в оптимальных условиях выращивания, а также влияние препарата на повышение устойчивости растений ячменя к водному дефициту.
Применение биоудобрения способствовало улучшению водного статуса растений, снижению окислительного повреждения, регулированию накопления защитных метаболитов (антоцианов и пролина). Отмечено уменьшение негативного влияния водного стресса на фотосинтетическую систему за счет сохранения высокого уровня фотосинтетических пигментов. Использование гидрогелевых структур, которые входят в состав биоорганического препарата Юнигель Плантум, способствовало удерживанию воды в почве, повышая ее доступность для растений и снижая стрессовые воздействия. Совокупность положительных факторов повышает устойчивость ячменя к засухе и уменьшает повреждения, вызванные водным дефицитом.
Полученные результаты позволяют рекомендовать биопрепарат Юнигель Плантум для исследования в полевых условиях выращивания ячменя.
Современные технологии производства пищевых продуктов невозможны без применения функциональных добавок, особенно полисахаридов, проявляющих технологические свойства загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов. Особый интерес представляют целлюлоза и гемицеллюлозы, которые в России не производятся. Цель исследования – разработка технологических режимов получения из депектинизированного и делигнифицированного свекловичного жома целлюлозы и гемицеллюлоз, соответствующих по своим показателям качества требованиям действующей нормативной документации – ГОСТ и ТР ТС.
Объекты исследования – свекловичный жом и получаемые из него целлюлоза и гемицеллюлозы. В работе рассмотрено влияние концентрации растворов гидроксида натрия и продолжительности обработки свекловичного жома на эффективность извлечения гемицеллюлоз, действие промывки получаемых гемицеллюлоз этанолом на их чистоту, а также воздействие обработки целлюлозосодержащего концентрата растворами соляной кислоты на результативность получения целлюлозы. Органолептические и физико-химические показатели определяли согласно общепринятым методикам.
Установлено, что увеличение концентрации раствора гидроксида натрия и продолжительности обработки свекловичного жома оказывает существенное влияние на химический состав и выход извлекаемых гемицеллюлоз. Наибольший выход гемицеллюлоз наблюдался при концентрации раствора гидроксида натрия в диапазоне 1,5–3,0 %, при дальнейшем ее увеличении происходило частичное снижение содержания гемицеллюлоз вследствие протекания реакций щелочного гидролиза. Также показано, что при щелочной экстракции совместно с гемицеллюлозами частично извлекается пектин, что может быть связано со сходством механизмов извлечения данных гидроколлоидов. Однако процесс сопутствующего извлечения пектина при щелочном извлечении гемицеллюлоз требует проведения более глубоких исследований. В результате исследования установлены эффективные режимы получения целевых продуктов: гемицеллюлозы извлекают экстракцией 2 % раствором гидроксида натрия в течение 3 ч при 25 °C с последующей двукратной промывкой 70 % этанолом; целлюлозу получают в ходе обработки 15 % раствором соляной кислоты в течение 5 ч при 60 °С. Целлюлоза и гемицеллюлозы, полученные в рамках исследования, по органолептическим и физико-химическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ за исключением происхождения сырья.
Свекловичный жом является перспективным источником целлюлозы и гемицеллюлоз, что позволит обеспечить импортозамещение и повысить переработку вторичных ресурсов. Однако для использования свекловичных целлюлозы и гемицеллюлоз в пищевой промышленности требуется разработка нормативной документации.
Обеспечение достоверности результатов измерений является важной задачей во многих отраслях, особенно в пищевой промышленности. Актуальность оценки неопределенности измерений обусловлена требованиями современных стандартов, таких как ISO/IEC 17025 и GUM. Цель исследования – оценить неопределенность измерения плотности молока с использованием ареометрического и пикнометрического методов.
Для оценки неопределенности использовалось моделирование с учетом законов распределения. Основными источниками неопределенности для ареометрического метода стали калибровка термометра и ареометра, а также повторяемость. Для пикнометрического метода учитывались калибровка весов, их разрешение, повторяемость взвешивания, калибровка пикнометра и повторяемость измерений плотности. Разработаны математические модели для обоих методов, определены входные величины и их стандартные неопределенности.
Суммарная стандартная неопределенность для ареометрического метода составила 31 кг/м3, для пикнометрического – 21 кг/м3. Расширенная неопределенность рассчитана для доверительной вероятности P = 0,95 с коэффициентом охвата, равным двум. Результаты показали, что неопределенность зависела не только от выбранного метода, но и от погрешностей используемых средств измерений.
Исследование выявило различия в неопределенности измерений между методами, причем пикнометрический метод показал более высокую точность. Полученные результаты подчеркивают важность выбора метода и тщательной калибровки оборудования для снижения неопределенности. Дальнейшие исследования могут быть направлены на изучение дополнительных факторов, влияющих на точность измерений.
При проектировании новых видов молочных консервов, основное внимание исследователей направлено на эмпирическую разработку рецептур без глубокого анализа механизмов межмолекулярного взаимодействия сахарозаменителя с мицеллами казеина. Как следствие, отсутствует глубокое понимание процессов структурирования. В работе исследовалась структура концентрированного молочного продукта с сахаром и низкокалорийным сахарозаменителем – аллюлозой. Электронномикроскопические и реологические исследования структуры разрабатываемого концентрированного молочного продукта позволили расширить информацию о его структурно-механических свойствах.
Объектами исследования послужили образцы концентрированного молочного продукта с сахаром и аллюлозой (с 40 и 60 % заменой сахарозы на аллюлозу), свежевыработанные и после хранения в течение 14 месяцев. Проведены электронномикроскопические и реологические исследования структуры, а также определены физико-химические и органолептические показатели качества продукта. В работе применялись стандартные методы.
Электронно-микроскопические исследования морфометрических признаков структур, образуемых мицеллами казеина в продукте, показали, что замена 40 % сахарозы на аллюлозу не оказывала заметного влияния на морфометрические признаки структур. Замена 60 % сахарозы на аллюлозу приводила к деструкции мицелл казеина, образованию вокруг них сахаридной капсулы и формированию плотных агрегатов, что сказывалось на органолептических и физико-химических показателях качества. Наблюдалась излишняя текучесть продукта, обусловленная снижением вязкости на 27 %.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что в разработанном концентрированном молочном продукте доля замены сахарозы на аллюлозу не должна превышать 40 %.
Чага березовая получила распространение при производстве на основе ее компонентного состава продуктов функционального назначения. Несмотря на высокое содержание химических и биологически активных веществ, существуют проблемы их извлечения, обусловленные сложностью состава чаги березовой. Цель работы – оценить состояние и результативность исследований трутовика скошенного (Inonotus obliquus Pil.) в аспекте его многофункциональных свойств и практического применения.
Объектами исследования являлись плодовые тела трутовика скошенного (чаги березовой), суспензионная культура клеток in vitro. Авторами был заложен лабораторный опыт по получению каллусной культуры клеток. Получена суспензионная культура. С помощью стандартных и общепринятых методов анализировали микроскопические параметры, химический состав, методы введения чаги в культуру in vitro, антиоксидантную и антимикробную активность. Проведен поиск и обобщение научной информации о трутовике скошенном. В работе представлено общее описание морфологии гриба и механизмы взаимодействия с растением-хозяином (березой), химический состав плодового тела, состав биологически активных веществ, культивирование клеток I. obliquus в культуре in vitro, перспективы использования БАВ в медицине, фармакологии и пищевой биотехнологии. В составе трутовика скошенного выделены жизненно необходимые для организма человека элементы – Р0, Na+, K+, Ca2+, Mg2+. Обнаружены биологически активные вещества (меланин, витамины С, Е, селен, β-каротин и др.). Основным биологическим компонентом плодового тела чаги является полифенолоксикарбоновый комплекс, представляющий собой водное извлечение и образующий в нем коллоидную полидисперсную систему. Опытным путем подобраны условия получения суспензионной культуры чаги: культивирование в течение 30 суток в темноте при температуре 27 °С и влажности 60–70 %. Наиболее благоприятной питательной средой для выращивания чаги являлась среда № 9 (глюкоза – 40,0; пептон – 5,0; дрожжевой экстракт – 2,0; KH2PO4 – 1,0; MgSO4 – 0,5; агар – 8–9; картофельный крахмал – 0,5 г/л). Максимальный индекс роста составил 15,9 г. Антиоксидантная активность водных извлечений имела близкие значения и составляла от 27 до 31 кКл/100 г. Самый высокий антимикробный эффект по отношению к штаммам микроорганизмов выявлен у суспензионной культуры в отношении Escherichia coli, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa. Проведен практический эксперимент по изготовлению функционального продукта из пшеничной муки с использованием экстракта биологически активных веществ суспензионной культуры клеток чаги березовой.
В ходе исследования изучены свойства трутовика скошенного, получен экстракт биологически активных веществ суспензионной культуры клеток чаги березовой и разработан функциональный продукт из пшеничной муки, содержащий комплекс полезных биологически активных веществ. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения чаги березовой в пищевой промышленности.
Осетровые объекты товарной аквакультуры становятся сырьевой базой для промышленного производства продуктов питания. Голова осетра – преобладающий по массе отход, рациональная переработка которого позволит полноценно использовать рыбные ресурсы. Цель исследования – изучить химический состав и биологическую ценность тканей головы осетра. В качестве объектов исследования использовали мышечную ткань русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii) аквакультурного происхождения, головы и продукты их переработки. Для определения химического состава применяли стандартные методы исследования. Биологическую ценность белка рассчитывали согласно методике Продовольственного комитета ФАО/ВОЗ.
Составлена топография срезов тела осетра в разных частях туловища. Установлено наличие светлой и темной мускулатуры, скопление жировой ткани в подкожной, прихрящевой, брюшной зонах и соединительной ткани в частях тела осетра. Исследование химического состава мяса головы, туловища, хвоста показало содержание воды от 76,0 до 82,9 %; белка – от 14,2 до 18,5 %; жира – от 2,4 до 4,9 %; минеральных веществ – от 0,1 до 0,6 %. Зафиксировано снижение содержания жира в мясе в среднем в 2,8 раза по сравнению с параметрами промыслового осетра. В продуктах переработки головы осетра (мясо и мягкие ткани) белка – 18,6 и 20,4 %; жира – 12,2 и 16,2 %. Данные схожи по составу, но отличаются по пищевой ценности. Биологическая ценность белков мяса головы осетра составила 44,1 %, что на 2,6 % выше этого показателя для мягких тканей. В жире головы осетра установлено содержание мононенасыщенных жирных кислот (45,8 %) и полиненасыщенных жирных кислот ω-3 (11,0 %) и ω-6 (15,2 %).
Продукты переработки головы осетра являются источниками ценного белка и жира, представляют перспективу для использования в многокомпонентных продуктах питания.
Современные тенденции сыроделия требуют специализированного подхода к отечественным закваскам, адаптированным к специфическим параметрам производства сыра. Изучение и систематизация свойств коллекционных штаммов пропионовокислых бактерий позволит использовать их в конкретных технологических схемах производства и тем самым повысить стабильность и снизить риск образования брака. Цель исследования – выявить штаммы пропионовокислых бактерий из коллекции микроорганизмов ВНИИМС, обладающие промышленно значимыми свойствами и являющиеся перспективными для производства полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания.
Исследовали 10 штаммов пропионовокислых бактерий. Газообразующую активность определяли с помощью градуированных сосудов Дунбара; антагонистическую активность основной и защитной заквасочной микробиоты к штаммам – методом лунок; развитие в модельных питательных средах с различным уровнем рН, концентрацией нитратов, лизоцима и соли определяли на спектрофотометре при длине волны 600 нм. В сырах стандартизованными методами оценивали динамику развития исследуемых бактерий и характерность формирования органолептических свойств.
По результатам газообразующей активности отобрано 6 перспективных штаммов пропионовокислых бактерий, с которыми проводились исследования технологически значимых свойств и выработка сыров. Для активного газообразования исследованных штаммов требуются азотистые вещества в доступной форме. Активная кислотность ниже 5,6 ед. являлась критическим фактором их развития. Лизоцим в дозе 2,5 г/100 л не оказывал негативного влияния на развитие пропионовокислых бактерий, а нитраты при дозе 5–15 г/100 л в большинстве случаев снижали скорость развития отобранных штаммов. Защитные культуры Lacticaseibacillus rhamnosus, Lacticaseibacillus casei, Lacticaseibacillus paracasei оказывали избирательное антагонистическое действие на некоторые исследованные штаммы, а культуры Lactiplantibacillus plantarum ингибировали их развитие. Антагонизм к пропионовокислым бактериям основной заквасочной микробиоты – лактококков – носит штамм-специфический характер. Созревание сыра с рассматриваемыми бактериями при оптимальных температурных режимах в полимерных пакетах, подобранных по газопроницаемой способности, влияло на развитие рисунка в сырном матриксе, а использование концентрированного рассола при посолке способствовало уменьшению количества глазков в подкорковом слое. Отобраны перспективные штаммы пропионовокислых бактерий по способности к газообразованию и устойчивости к негативным факторам внешней среды, которые в совокупности с направленным использованием отдельных технологических приемов обеспечивают стабильность качества сыра.
Окислительная порча свежих продуктов питания приводит к значительным экономическим потерям в пищевой промышленности. Активная упаковка с природными антиоксидантами представляет перспективную альтернативу синтетическим консервантам для продления срока хранения и обеспечения безопасности потребителей. Растущие регулятивные ограничения на синтетические антиоксиданты обусловливают необходимость разработки природных аналогов со статусом GRAS. Цель исследования – сравнительная оценка антиоксидантной активности экстрактов листьев древесных пород Республики Армения для применения в технологиях активной упаковки.
Исследованы этилацетатные экстракты листьев Quercus robur, Q. iberica, Salix alba и Lycium barbarum, собранных в период полной вегетации на территории Республики Армения. Антиоксидантные свойства оценивали кинетическим методом окисления кумола с одновременным определением суммарного содержания антиоксидантов (f [InH]) и константы скорости реакции с пероксидными радикалами (k7). Метод позволяет провести комплексную характеристику механизмов антиоксидантного действия.
Выход экстрактов варьировался от 3,4 ± 0,3 % (S. alba) до 6,8 ± 0,3 % (Q. iberica). Максимальное содержание антиоксидантов установлено для Q. iberica (1,34×10–4 моль/л). Наибольшую реакционную способность проявил экстракт S. alba (k7 = 1,01×105 л/моль·с). Пересчет в DPPH-эквиваленты показал активность 3,5–13,4 мкг/мл, сопоставимую с зеленым чаем (8–20 мкг/мл) и превосходящую многие фракции розмарина. Отсутствие корреляции между содержанием и активностью антиоксидантов обусловлено структурными различиями фенольных компонентов и их реакционными механизмами. Экстракты древесных пород Республики Армения демонстрируют высокую антиоксидантную активность при низкой стоимости сырья (5–10 долл./кг против 15–50 долл./кг коммерческих антиоксидантов), что обосновывает их применение как экономически эффективной и экологически устойчивой альтернативы импортным антиоксидантам для пищевой промышленности.
Проблема использования отходов рыбопереработки в качестве вторичного сырья для получения продукции с добавленной стоимостью актуальна как для исследователей, так и для производителей. Одними из наиболее перспективных видов продукции являются гидролизаты рыбного белка, получаемые из побочных продуктов рыбопереработки. Рыбные белковые гидролизаты содержат незаменимые аминокислоты и биологически активные пептиды. Они могут быть использованы в качестве пищевых ингредиентов в составе продуктов питания. Цель данного исследования – оптимизировать традиционную технологию получения белкового гидролизата из вторичного рыбного сырья с использованием ферментативного гидролиза.
Объекты исследования – отходы атлантической трески (Gadus morhua) из Центрально-Восточного района Атлантики, белоксодержащее рыбное сырье (хребты с остатками мышечной ткани и плавников). В работе использованы пять ферментов: Панкреатин, Коллагеназу, Протозим В, Алкалазу 2,4 L FG и Энзи-Микс У – в широком диапазоне концентраций. Оптимизация традиционной технологии включала введение дополнительной стадии – обработку сырья раствором уксусной кислоты с целью улучшения органолептических свойств рыбных белковых гидролизатов. Также проведена оптимизация стадии щелочного растворения белковых молекул для увеличения степени растворения белков. Для характеристики полученных гидролизатов рыбного белка использованы методы химического анализа и метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, определен аминокислотный состав и молекулярно-массовое распределение гидролизатов.
В результате исследования получены гидролизаты рыбного белка с высоким содержанием белка (85–90 %) и высоким аминокислотным скором (110–190 %) практически по всем незаменимым аминокислотам; выход продукта варьировался от 22 до 55 %. При исследовании влияния концентрации ферментного препарата установлено, что с повышением его концентрации с 1 до 8 г/кг сырья выход белкового гидролизата и степень гидролиза белка увеличивались. Однако при этом повышалось количество низкомолекулярных пептидов, что приводило к снижению органолептических характеристик продукта – появлялся горьковатый привкус и усиливался рыбный запах.
Таким образом, для использования в пищевых системах подходит только гидролизат, полученный под действием фермента Протозима В, при этом возможно изменять его концентрацию, либо сокращать продолжительность процесса ферментолиза. Для получения высокого выхода белковых гидролизатов микробиологического назначения наиболее подходят ферментные препараты Панкреатин и Алкалаза 2,4 L FG.
Издательство
- Издательство
- КемГУ
- Регион
- Россия, Кемерово
- Почтовый адрес
- 650000, Кемерово, Красная, 6,
- Юр. адрес
- 650000, Кемерово, Красная, 6,
- ФИО
- Просеков Александр Юрьевич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@kemsu.ru
- Контактный телефон
- +7 (384) 2581226