Каротиноиды – это изопреноидные соединения, синтезирующиеся многими пигментными микроорганизмами из рода Aleuria, Blakeslea, Corynebacterium, Flexibacter, Fusarium, Halobacterium, Phycomyces, Pseudomonas, Rhodotorula, Sarcina, Sporobolomyces и др. Всего описано около 500 каротиноидов [1,5].
Из одной молекулы бета-каротина при гидролизе образуются две молекулы витамина Α1.
Каротиноиды локализуются в виде сложных эфиров и гликозидов в клеточной мембране микроорганизмов, либо в свободном состоянии – в липидных гранулах в цитоплазме. В целом, основная функция каротиноидов – защитная. Их биосинтезу в клетках способствует свет. В качестве продуцентов каротиноидов можно использовать бактерии, дрожжи, мицелиальные грибы. Более часто применяют зигомицеты Blakeslea trispora и Choanephora conjuncta. Спаривающиеся (+) и (–) особи этих видов при совместном культивировании могут образовать 3-4 г каротина на 1 л среды. Питательные среды для них достаточно сложные и включают источники углерода, азота, витаминов, микроэлементов, специальных стимуляторов (гидрол, кукурузно-соевая мука, растительные масла, керосин, бета-ионон или изопреновые димеры, и пр.). Стимуляторы целесообразно вносить в культуральные среды в конце трофофазы, то есть когда продуцент переходит в продуктивную фазу (идиофазу). Вначале штаммы выращивают раздельно, а затем – совместно при 26°С и усиленной аэрации с последующим переносом в основной ферментатор. Условия культивирования сохраняют прежними. Длительность ферментации – 6-7 дней. Каротиноиды извлекают ацетоном (можно каким-либо другим полярным растворителем), переводят в неполярный растворитель [1,5]. В случаях извлечения белково-каротиноидных комплексов, то применяют поверхностно-активные вещества в концентрации 1-2%. В целях очистки и более тонкого разделения гомологов можно прибегать к методам хроматографии или к смене растворителей.
Применение каротиноидов и бета-каротина. Витамин А1 из бета-каротина сравнительно легко можно получить при гидролизе. В случае изготовления каротин содержащей биомассы для скармливания животным и птицам возможно ее сочетанное применение с витамином А или без него. В медицинских целях витамин А изготавливают в капсулах для приема через рот. Создание новых технологий продуктовпитания профилактического назначения для повышения защитных функций организма и снижения влияния вредных факторов окружающей среды является одним из основных направлений развития пищевой промышленности в настоящее время. В последние годы ведущее место среди биологически активных веществ занимают природные антиоксиданты, например бета-каротин [2]. В Воронежской государственной технологической академии исследовали возможность витаминизации сгущенных молочных консервов бета-каротином и применения каротиноидов на производстве. Для витаминизации молока цельного сгущенного с сахаром, полученного на основе сухого цельного молока СЦМ, использовали 5%-ю эмульсию бета-каротина в растительном масле. Количество вносимого препарата, исходя из рекомендаций Института питания РАМН, определяли из расчета среднесуточного потребления бета-каротина 5-6 мг и лечебно-профилактической дозы, составляющей 5 мг [3]. В настоящее время в России организовано производство водорастворимых форм бета-каротина, которые активно внедряются в пищевой промышленности. Согласно рекламе, предлагаемые водорастворимые формы бета-каротина гарантируют устойчивость окраски пищевых продуктов, которая сохраняется в течение длительного времени [2]. Известно, что макаронные изделия, выработанные с водорастворимыми формами бета-каротина, быстро теряют цвет в ходе хранения, поэтому для увеличения сроков сохранения цвета макаронных изделий необходимо предотвращать окисление бета-каротина кислородом воздуха [2]. Внесение же масляного раствора бета-каротина при производстве макаронных изделий способствует укреплению клейковины макаронного теста, а также существенному снижению содержания сухих веществ, перешедших в варочную воду. Однако уже при замесе макаронного теста большее количество бета-каротина разрушается, содержание его в макаронных изделиях через 2 месяца хранения снижается на 85% [2]. Разрушение бета-каротина связано с его способностью окисляться в присутствии кислорода воздуха. β-каротин нестойкое вещество,так как в основе его молекулы лежит система сопряженных двойных связей, являющихся хромофорной группой молекулы. При существенном нарушении этой системы бета-каротин обесцвечивается [2]. Для стабилизации бета-каротина предложен способ производства экструдированных макаронных изделий, предусматривающий внесение бета-каротина в виде циклодекстриновых комплексов – циклокаров [2]. Исследовано применение каротиноидов и возможность использования соевого лецитина и аскорбиновой кислоты для предупреждения разрушения бета-каротина при хранении макаронных изделий. Внесение 0,3% соевого лецитина и 0,01% аскорбиновой кислоты способствует увеличению сохранности бета-каротина как при замесе макаронного теста, так и при прессовании и высушивании макаронных изделий [2]. В настоящее время исследовано и научно обосновано применение продуктов переработки амаранта в макаронной промышленности [2]. Цель данной работы – изучение возможности использования муки, получаемой из семян амаранта, в качестве антиоксидантной добавки при производстве макаронных изделий, обогащенных бета-каротином. С помощью усовершенствованной методики определения массовой доли содержания бета-каротина по калибровочной прямой, полученной методами статистическойобработки экспериментальных данных, установлено,что внесение муки из семян амаранта способствует большей сохранности в макаронных изделиях при хранении как собственных каротиноидов, так и бета-каротина, вносимого с препаратом Каротин [2]. Муку из семян амаранта целесообразно использовать в качестве антиоксидантной добавки для макаронных изделий, обогащенных бета-каротином, вносимым в виде масляного препарата [2].
Список литературы
- Промышленная микробиология: Учеб. пособие для вузов П 81 по спец. “Микробиология” и “Биология” / З.А.Аркадьева, А.М. Безбородов, И.Н.Блохина и ДР.; Под ред.. Н.С. Егорова. – М.:Высш. шк., 1989. – 688 с.: ил.
- Н.А. Шмалько, И.И. Уварова, Ю.Ф. Осляков. Амарантовая мука – антиоксидантная добавка для макаронных изделий, обогащенных β–каротином // Пищевая технология. – 2004г. – №5–6. – стр. 39–41.
- К.К. Полянский, Л.В. Голубева, О.И. Дол матова, Д.В. Дорохина. Изучение реологических свойств видов молочных консервов с β–каротином // Пищевая технология. – 2001г. – №1. – стр. 28–29.
- Никтин Г.А. Биохимические основы микробиологических производств: : Учеб. пособие. – Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1981. – 312 с.
- Елинов Н.П. Основы биотехнологии. Издательская фирма “Наука” СПБ 1995г. 600 стр. 166 ил.
- Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология. – М.: ДеЛи принт, 2001. – 123 с.