Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,578

INFLUENCE OF PARAMETERS OF INFORMATION IMPACT ON ACTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS

Zhukova L.P. 1 Zhukova E.G. 1
1 FGBOOU WAUGH «Prioksky state university»
1851 KB
In article the way of processing of biological objects of a phytogenesis by a LED radiator for increase in an exit of extractive substances which will allow to increase the nutrition and biological value of the developed products with use of secondary dairy raw materials and not dairy components is offered.
pulse LED radiator
information influence
biological objects
extraction
ekstragenta
diffusion

Целью исследования явилось возможность интенсификации процесса экстрагирования биологически активных веществ из растительных компонентов для повышения пищевой ценности разработанных новых молочных продуктов.

Материалы исследования: обезжиренное молоко, молочная сыворотка, пахта, зерно овса и лекарственно-техническое сырье: мята перечная, тимьян ползучий (чабрец).

Методы исследования: колориметрический и ультромикроскопирование.

Покровы зерна овса и ткани листьев лекарственно-технического сырья представлены химически стойким матриксом клеточных стенок и обладают высокой механической прочностью, что затрудняет максимальный выход биологически активных веществ в экстракты.

Для интенсификации процесса экстрагирования используют различные приемы. Самые распространенные среди них связаны с механическим перемешиванием экстракционных смесей [4].

Более эффективны методы, которые позволяют воздействовать на сырье на клеточном уровне, вызывая разрушение большинства оболочек клеток. Для этого применяют микроволновое облучение экстракционной смеси или выжимок плодово-ягодного сырья с влажностью 12-13 %, используемых в дальнейшем для экстракции [2, 3].

С целью изучения возможности повышения интенсивности процесса экстракции биологически активных веществ зерна овса и растительного сырья применялся импульсный квантовый излучатель на светодиодах [1].

Для оценки изменения структуры поверхности оболочек зерна овса под действием светодиодного облучения готовились продольные срезы, которые просматривались с помощью микроскопа (рис. 1).

guk1a.tif guk1b.tif

а б

Рис. 1. Микрофотографии поверхности зерна овса нативного – а и б – обработанного импульсным излучателем с желтым светодиодом (длина волны 400 нм) в течение 60 с (увеличение микроскопа х2700)

Из рис. 1 видно, что поверхность нативного зерна овса имеет характерный рельеф первого порядка, представляющий собой гладкие параллельные тяжи целлюлозных фибрилл, покрытых полисахаридными компонентами матрикса – гемицеллюлозами, а под действием светодиодного облучения произошло изменение рельефа поверхности зерна. При этом на поверхности зерна обнаруживаются поры (рис. 2). Наличие пористой клеточной стенки отражается на скорости диффузии – снижает ее. Клеточная стенка теряет способность быть полупроницаемой перегородкой и начинает пропускать вещества в обе стороны.

guk2a.tif guk2b.tif

а б

Рис. 2. Микрофотографии поверхности травы тимьяна ползучего (чабреца): а – нативной, б – подвергшейся светодиодному облучению (λ = 400 нм, τ = 30 с), увеличение микроскопа х1000

Процесс экстракции зерна овса проводился следующим образом: экспериментальные образцы промытого зерна подвергались предварительному облучению в течение 60 с а затем вносились в экстрагент – молоко обезжиренное Смесь нагревали до температуры 97-99 °С и выдерживали в течение 1,5-2,0 часов. Контрольные образцы зерна облучению не подвергались. Эффективность воздействия определялась путем сравнения перехода сухих веществ зерна экспериментальных образцов в экстракт с контрольными.

Подбор растительного сырья: мяты перечной и тимьяна ползучего для обогащения пищевых продуктов на основе вторичных молочных ресурсов проводили, основываясь на особенностях химического состава и концентрации биологически активных веществ.

При выборе максимальных количеств внесения растительных экстрактов руководствовались рекомендациями ГУ НИИ питания РАМН, согласно которым максимальная доза их внесения в 100 г продукта не должна превышать 1/10 разовой терапевтической дозы. Для приготовления экстрактов лекарственных трав пользовались прописями фармакопеи.

Измельченное растительное сырье обрабатывали светодиодным излучателем перед внесением его в экстрагенты – молочную сыворотку и пахту. На микрофотографиях хорошо просматриваются структурные изменения в клеточных покровах, деструктуризация полимеров, фибрилляция целлюлозных волокон, поры в оболочках клеток (рис. 2, 3).

guk3a.tif guk3b.tif

а б

Рис. 3. Микрофотографии поверхности травы мяты перечной: а – нативной, б – подвергшейся светодиодному облучению (λ = 400 нм, τ = 30 с), увеличение микроскопа х1000

Творожную не осветленную сыворотку кислотностью 65 – 70 °Т нагревали до 55 °С, вносили травы, предварительно обработанные импульсным излучателем в течение 30 с : тимьян ползучий или мяту перечную в количестве 2,0 % на литр сыворотки, охлаждали до комнатной температуры выдерживали 15 минут для перехода экстрактивных веществ в сыворотку

Пахту кислотностью не выше 20 °Т и плотностью не менее 1027 кг/м3 нагревали до температуры 50-60 °С, вносили сухую траву тимьяна ползучего, предварительно обработанного светодиодным облучателем в течение 30 с в соотношении 1:50, охлаждали до комнатной температуры выдерживали 15 минут для перехода экстрактивных веществ.

Все эти структурные изменения при воздействии экстрагентов и температуры приводят к набуханию частиц биологического материала, видоизмененная клеточная стенка размягчается и под действием диффузии сухие вещества переходят из клеток в раствор. Воздействие светодиодного облучения на сухое измельченное лекарственно-техническое сырье сопровождается возникновением механической деформации и разрушением клеток, а также индицированием внутреннего фотоэффекта, что позволяет увеличить выход сухих веществ в эскстракте.

Данные по переходу экстрактивных веществ в экстракт после обработки импульсным светодиодным излучателем растительного и лекарственно- технического сырья представлено в таблице.

Массовая доля сухих веществ в экстракте , %

Продолжительность светодиодного воздействия, с

Экстракты на основе

обезжиренного молока

творожной сыворотки

пахты

60

9,6

   

30

 

14,4

13,5

       

Контроль

6,9

11,8

10,8

Из таблицы видно, что массовая доля сухих веществ во всех экстрактах после светодиодного облучения позволило увеличить содержание сухих веществ по сравнению с контрольным образцом в обезжиренном молоке на 38,9 %, в сывороточном экстракте на 22 %, в экстракте из пахты на 25 %.

Таким образом, исследование влияния параметров информационного воздействия на жизнедеятельность биологических объектов позволило установить рациональные параметры экстракции, направленные на обеспечение высокого выхода сухих веществ.