Международный
научный журнал

Экспериментальное продуцирование ферментного препарата для расщепления таннина при комплексной переработке гранат


Experimental production of an enzyme product for division of tannin in complete processing of pomegranate

Цитировать:
Экспериментальное продуцирование ферментного препарата для расщепления таннина при комплексной переработке гранат // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Эшматов Ф.Х. [и др.]. 2019. № 1(58). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6823 (дата обращения: 14.11.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Рассматривается комплексная переработка граната. Исследования направлены на расщепление танина в соке или водном растворе. Рассмотрены пути продуцирования грибамиPleurotus ostreatus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreusи дрожжами Saccharomyceus cereusae ферментного препарата, содержащего танназу. Исследована динамика продуцирования ферментного препарата при постепенном изменении питательной среды на основе стандартной среды Чапека. Получена сравнительная таблица активности ферментного препарата с танназой. Выбраны грибы Aspergillus niger и Aspergillus oryzae в качестве продуцента ферментного препарата с танназой. Конечным результатом являются полученные нами штаммы (продуценты грибов Aspergillus niger и Aspergillus oryzae) адаптированных микроорганизмов, позволяющие расщеплять танин.

ABSTRACT

The complex processing of pomegranates is researched. Research aimed at the splitting of tannin in juice or tannin contened solution. The ways of production of the fungi Pleurotus ostreatus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreus and the yeast Saccharomyceus cereusae of the enzyme preparation containing tannase are reseahced. The dynamics of the production of an enzyme preparation with a gradual change in the nutrient medium on the basis of the standard Chapek medium was investigated. A comparative table of the activity of the enzyme preparation with tannase was obtained. Selected mushrooms Aspergillus niger and Aspergillus oryzae as a producer of the enzyme preparation with tannase. The final result is we have obtained the adapted strains (producers of Aspergillus niger and Aspergillus oryzae fungi) of microorganisms, which allow splitting tannin.

 

Ключевые слова: соки, гранат, кожура граната, мутность, осадок, осветление, стабильность, безопасность, танин, грибы, дрожжи, агар-агар, рубиновый, концентрат, внутренние перегородки граната, экстракция, мезга, прессование, биологически активные компоненты, коллоидно-глобулярные образования, штамм, автолизат, глюкоза.

Keywords: juices, pomegranate, pomegranate peel, turbidity, sediment, clarification, stability, safety, tannin, mushrooms, yeast, agar-agar, ruby, concentrate, internal partitions of garnet, extraction, pulp, pressing, biologically active components, colloid-globular formations, strain, autolysate, glucose. 

 

На сегодняшний день во всем мире производство натуральных фруктовых соков, их осветление, концентрирование, обеспечение стабильности цвета и консистенции, их безопасность, соответствие Международным стандартам ISO и требованиям HACCP является актуальной задачей.

Например, основным показателем качества гранатового сока и концентрата, находящегося на хранении, является мутность последнего, определяемая турбидиметрическим методом в следующем порядке. Измеряется в единицах NTU (Normality оf Turbidity – норма мутности, количество высокомолекулярных веществ, приходящееся на единицу объема сока, ммоль/см3), количество и состав коллоидных веществ, образовавшихся в соках при хранении. Им уделяется особое внимание в зарубежных странах. В связи с этим цена за 1 кг гранатового сока колеблется в пределах $ 5-20. Производство качественного натурального гранатового сока и концентрата требует решения задачи стабильности консистенции в определенный период хранения, предотвращения на стадии переработки гранатов на сок ряда проблем, таких как изменение цвета и мутности сока и появление осадка на дне тары.

Исследования изменений, протекающих в готовой продукции, хранящейся на охлаждаемых (для гранатового сока t=2-30С) складах, показали, что изменяются физико-химические показатели грана­тового сока и концентрата при его хранении. Точнее, мутность гранатового сока резко повышается, а цветность отклоняется от натурального рубинового.

Танин– фенольное соединение, содержится в кожуре(10-15%) и внутренних перегородках гранатов (25-30%), легко экстрагируется в воде, попадает в сок на двух этапах переработки гранатов:

  • переходит с кожуры и внутренних перегородок гранатов в сок путем экстракции собственным соком при нарезании гранатов;
  • соразмерные с зернами граната куски кожуры и внутренних перегородок попадают в мезгу, далее при прессовании танин экстрагируется и переходит в сок.

Не полностью исследованы пути использования кожуры и внутренних перегородок граната, биологически активные компоненты, извлекаемые из них. Экспериментальное исследование высокомо­леку­лярных коллоидно-глобулярных агрегиро­ванных образований в соке на узбекско-турецком СП «Эл-Кол» и узбекско-корейско-американском СП «Green World» показали, что их основу составляет не что иное, как танин.

Нами исследован способ ферментативного расщепления танина гранатового сока и доведения его значения до допустимого по органолептическим показателям в технологии производства гранатового сока в лаборатории «Ферменты микроорганизмов» Института микробиологии АН РУз.

Целью экспериментов поставлено изыскание путей расщепления танина, содержащегося в соке, путем селективного отбора подходящего штамма микроорганизмов, имеющихся в лаборатории «Ферменты микроорганизмов» института.

Сущность экспериментов заключается в исследо­вании способностей грибов Pleurotus ostreatus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreusи дрожжейSaccharomyceus cereusaeпроду­цировать ферментные препараты, расщепляющие источники углеродов, в том числе танин.Для проведения экспериментов использованы эти микро­организмы.Такие эксперименты обычно проводятся в среде Чапека. Согласно стандартной методике среда Чапека изготовляется двумя способами.

При первом способе используются соли NaNO3, KH2PO4, MgSO4*7H2O, KCI,FeSO4*7H2O, сахароза (или глюкоза) и дистиллированная вода.

Во втором способе используется дрожжевой автолизат, глюкоза, соли KH2PO4, MgSO4*7H2O, KCI,FeSO4*7H2O и дистиллированная вода. Исполь­зуется среда Чапека при продуцировании ферментных препаратов в специальных микро­биологических условиях для штаммов микроорганизмов.

Вся серия экспериментов направлена на обеспе­чение максимального размножения микроорга­низмов и продуцирования ферментов для обеспечения себя питанием. Эти условия включают следующее:

  • жидкая среда Чапека, без агар-агара, с частичной в начале и полной в конце экспериментов заменой сахарозы чистым порошкообразным танином в первом варианте и измельченной до порошкообразного состояния сухой кожурой граната во втором варианте;
  • твердая среда Чапека с агар-агаром при тех же и других условиях.

Нами приготовлена среда Чапека для экспериментальных исследований по первому способу в двух вариантах (табл.1). Среда Чапека в течение всех промежуточных приготовлений стерилизуется при давлении 0,5-1,0 атм в течение 30-60 мин. Варианты различаются использованием порошков чистого танина и кожуры граната. 

Таблица 1.

Состав среды Чапека, вариант 1

Способы приготовления сред Чапека

Среда по варианту №1

Среда по варианту №2

Компонент

Кол-во, г

Компонент

Кол-во, г

NaNO3

0,3

NaNO3

0,3

K2HPO4

0,05

K2HPO4

0,05

MgSO4 ∙ 7H2O

0,05

MgSO4 ∙ 7H2O

0,05

KCl

0,05

KCl

0,05

Сахароза

2,0

Сахароза

2,0

Порошок чистого танина

1,0

Порошок кожуры граната

3,0

Агар-агар

3,0

Агар-агар

3,0

Водопроводная вода

до 100 мл

Водопроводная вода

до 100 мл

рН

4,9

рН

4,59

 

Проращивание штаммов проведено в твердой с агар-агаром (табл.1) и жидкой без агар-агара (табл.2) средах Чапека.

Для проведения экспериментов нами введены изменения в состав стандартной среды Чапека. В обоих вариантах сахарозачастично заменена: в первом–чистым порошкообразным танином и во втором –порошком кожуры гранатов.При использовании порошка кожуры граната минеральные вещества среды Чапекауменьшены с учетом минеральных веществ кожуры.

Таблица 2.

Состав среды Чапека, вариант 2

Способы приготовления сред Чапека

Среда по варианту №1

Среда по варианту №2

Компонент

Кол-во, г

Компонент

Кол-во, г

NaNO3

0,3

NaNO3

0,3

K2HPO4

0,1

K2HPO4

0,1

MgSO4 ∙ 7H2O

0,05

MgSO4 ∙ 7H2O

0,05

KCl

0,05

KCl

0,05

Сахароза

2,0

Сахароза

2,0

Порошок чистоготанина

1,0

Порошок кожуры граната

3,0

Водопроводная вода

100 мл

Водопроводная вода

100 мл

V = 100 мл

V = 100 мл

 

В ходе экспериментов выяснено, что в жидкой и твердой средах Чапека с частичной в начале экспериментов и полной в конце экспериментов заменой сахарозы порошком чистого танина в первом варианте и порошком сухой кожуры граната во втором варианте грибы Pleurotus ostreatus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreusидрожжи Saccharomy ceuscereusae смогут выжить при различных условиях. Эксперименты показали, что в любой момент времени, при различном объеме питательных сред Чапека, приготовленных с добавлением чистого порошко­образного танина и порошка сухой гранатовой кожуры, штаммы микроорганизмов Aspergillus oryzae, Aspergillus niger и Aspergillus terreus проявляют максимальную активность (табл. 3).

Таблица 3.

Сравнительная таблица активности ферментного препарата с танназой 

Микроор-ганизмы

Опти-

ческая плот-

ность, D

Коли-

чество тани-

на, %

Опти-

ческая плот-

ность, D

Коли-

чество тани-

на, %

Опти-

ческая плот-

ность, D

Коли-

чество тани-

на, %

Опти-

ческая плот-

ность, D

Коли-

чество тани-

на, %

8-сутки

11-сутки

29-сутки

40-сутки

Asper-

gillus

niger

Кон-

троль-

ный

0,95

0,75

0,67

0,759

0,46

0,535

0,49

0,564

Опыт-

ный

0,7

0,4

0,63

0,716

0.4

0,471

0,44

0,514

Asper-

gillus

oryzae

Кон

троль-ный

0,95

0,75

0,8

0,891

0,62

0,705

0,7

0,79

Опыт-

ный

0,8

0,45

1,05

1,1

0,62

0,705

0,7

0,79

 

Можно сделать вывод, что для усвоения танина, добавленного в среду Чапека в чистом виде и в составе гранатовой кожуры, три вышеприведенных микроорганизма продуцируют ферментный препарат, содержащий танназу. Активность фермента танназа проверяется путем отбора пробы из ферментного препарата и испытания его способности расщеплять танинна его 1%-ном растворе. Степень расщепления танина в этом растворе определяется при помощи диаграммы изменения количества танина по оптической плотности D (калибр), разработанной нами специально для этой цели (рис.1). 

 

 

Рисунок 1. Калибровочная диаграмма определения количества танина по оптической плотности в растворе

 

Вывод. На восьмой день экспериментальных исследований танназа, продуцированная адаптированным микроорганизмом Aspergillusniger, снизила количество танина с 0,75 до 0,4% как в твердой, так и в жидкой среде Чапека. То же самое чуть более низкими темпами произошло при использовании продуцента гриба Aspergillusoryzae. Способности других микроорганизмов Pleurotus ostreatus и Saccharomyceus cereusae продуцировать танназу оказались более низкими. 

 

Список литературы:
1. Аминокислотный состав кожуры гранатов / Ф.Х. Эшматов, К.О. Додаев, С.Ш. Касымова, С.К. Атхамова. Хранение и переработка сельхозсырья. – 2014. – № 8. – С. 19-20.
2. Переработка плодов граната на соки и концентраты / Эшматов Ф.Х., Додаев К.О., Хасанов Х.Т. Пиво и напитки. –2005. – № 2. – С. 46-47.
3. Средства воздействия на танин в гранатовом соке и кожуре / Ф.Х. Эшматов, Д.К. Максумова, Л.К. Додаева и др. Пищевая промышленность. –2016. – № 2. – С. 36-38.
4. Pomegranate juice (punica granatum): a new storage medium for avulsed teeth / Tavassoli-Hojjati S., Aliasghar E., Babaki F.A., Emadi F., Parsa M., Tavajohi S., Ahmadyar M., Ostad S.N. Journal of Dentistry of Tehran University of Medical Sciences. Vol. 11, No 2 (2014).
5. Pomegranates: post-harvest technology, chemistry & processing / Saxena A.K., Manan J.K., Berry S.K. Indian Food Packer. 1987. Nо. 41 (4). Р. 43-60. 

 

Информация об авторах:

Эшматов Ф.Х.
Эшматов Фозил Хидирович Fozil Eshmatov

PhD, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of philosophy Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent


Додаев К.О.
Додаев Кучкор Одилович Kuchkor Dodayev

д-р техн. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, 32

doctor of Technical Sciences, Prof., Tashkent Chemistry and Technology Institute, 100011, Uzbekistan, Tashkent, 32, Navai Street, 32


Максумова Д.К.
Максумова Дилрабо Кучкоровна Dilrabo Maksumova

канд. техн. наук, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of philosophy Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent


Ибрагимов А.Г.
Ибрагимов Алишер Гаффарович Alisher Ibragimov

ХК «Узбекозиковкатхолдинг», Узбекистан, г. Ташкент

HК «Uzbekoziqovqatholding», Uzbekistan, Tashkent


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5122

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66236 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в: 

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

 

OpenAirediscovery

CiteFactor

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.