Исследование особенностей структурной организации инулина и анализ возможностей его применения

Исследование инулина и возможностей его использования является актуальной и важной научной и практический задачей. Цель – исследование особенностей структурной организации инулина и анализ возможностей его применения. Объект и методы исследования. Объектом исследований являлся инулин, полученный из корнеклубнеплодов топинамбура. Фотографирование (макросъемку) проводили с помощью фотоаппарата SONY NEX-5N (Таиланд). Микроструктура исследована с помощью светового микроскопа Olympus CX41RF (увеличение в 40, 100 и 400 раз), камера ALTRA 20 Soft Imaging Sistem (Япония). Спектры ИК-поглощения регистрировались на однолучевом Фурье-спектрометре модели Перкин Эльмер «Спектрум 1000» в спектральном диапазоне 400–4000 см–1 с шириной спектральной щели 4 см–1, время записи одного спектра около 2 мин. Поиск литературы по проблеме за последние годы осуществляли по базам данных РИНЦ, Google Scholar, ResearchGate, PubMed по ключевым словам и словосочетаниям: «инулин», «структура инулина», «свойства инулина», «применение инулина», «фруктоолигосахариды».

Результаты и их обсуждение. Анализ ИК-спектра подтверждает, что инулин – полисахарид, состоящий из остатков фруктозы. Исследования морфологии инулина при помощи световой микроскопии показывают, что инулин организован в виде псевдокристаллических образований. В среде 96%-го этилового спирта хорошо заметны центральные (в виде темной окружности) и периферические части (в виде полупрозрачной окружности, которая обволакивает центральную темную окружность), а также небольшие части инулина (в виде темных точек) отделяющиеся от основных псевдокристаллических образований. Существует большое разнообразие пищевых продуктов, обогащенных инулином. Установлено, что используемые для обогащения пищевых продуктов концентрации инулина широко варьируются в зависимости от вида пищевого продукта в пределах от 0,75 до 50%. Пребиотический эффект инулина доказан, но его взаимодействие с различными пищевыми матрицами является сложным процессом, и не всегда это технологически выгодно для продукта. В дополнение к сенсорным, физико-химическим и реологическим характеристикам, необходимо также проводить измерения таких характеристик как содержание пребиотиков в пищевых продуктах и определять пребиотическую активность in vivo и in vitro, а также оценивать потенциальные побочные реакции для того, чтобы определить научно обоснованные дозы инулина для потребителя.

Заключение. Полученный ИК-спектр подтверждает известное химическое строение инулина. Морфологические исследования инулина при помощи световой микроскопии свидетельствуют о создании инулином псевдокристаллических образований в среде глицерина и 96%-ого этилового спирта. Инулин может найти широкое применение в различных пищевых продуктах в качестве важного биологически активного вещества.

1. Авраменко В.Н., Ельсон М.П., Заика А.А. Инфракрасные спектры пищевых продуктов. М.: Пищ. пром-ть; 1974.

2. Жбанков Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов. Минск: Наука и техника; 1972.

3. Иоффе Б.В., Костиков Р.Р., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений. М.: Высш. шк.; 1984.

4. Кайшев В.Г., Лукин Н.Д., Серегин С.Н., Корниенко А.В. Pынок инулина в России: возможности развития сырьевой базы и необходимые ресурсы для создания современного отечественного производства. Пищевая промышленность. 2018; 5: 8-17.

5. Кахана Б.М., Арасимович В.В. Биохим ия топинамбура. Кишинев; 1974.

6. Лисовой В.В., Першакова Т.В., Купин А.Г. и др. Современные способы производства инулина из растительного сырья. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016; 118: 1363-1376.

7. Литвяк В.В., Лукин Н.Д., Михайленко А.А. и др. Морфологические, структурные и дегидратационные свойства инулина «Raftilin gr». Вестник Казанского технологического университета. 2015: 94-99.

8. Aidoo R.P., Afoakwa E.O., Dewettinck K. Optimization of Inulin and Polydextrose Mixtures as Sucrose Replacers during Sugar-free Chocolate Manufacture – Rheological, Microstructure and Physical Quality Characteristics. Journal of Food Engineering. 2013; 126: 35-42.

9. Akalin A.S., Erisir D. Effects of inulin and oligofructose on the rheological characteristics and probiotic culture survival in low-fat probiotic ice cream. Journal of Food Science. 2008. 73(4): 184-188.

10. Cardarelli H.R., Saad S.M.I., Gibson G.R. et al. Functional petit-suisse cheese: Measure of the prebiotic effect. Anaerobe. 2007; 13(5/6): 200-207.

11. Collins M., Rastall R. Oligosaccharides in Food and Agriculture, Fraser-Reid B., Tatsuta K., Thiem J. Glycoscience. Fraser-Reid B, Tatsuta K, Thiem J. SpringerVerlag, Berlin Heidelberg. 2008: 1185-1204.

12. Coudray C., Bellanger J., Castiglia-Delavaud C. et al. Effect of soluble or partly soluble dietary fibres supplementation on absorption and balance of calcium, magnesium, iron and zinc in healthy young men. European Journal of Clinical Nutrition. 1997; 51(6): 375-380.

13. Madrigal L., Sangronis E. Inulin and derivates as key ingredients in functional foods. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 2007; 57(4): 387-396.

14. Pandiyan C., Annal V.R., Kumaresan G. et al. Effect of incorporation of inulin on the survivability of Lactobacillus acidophilus in synbiotic ice cream. International Food Research Journal. 2012; 19(4): 1729-1732.

15. Roberfroid M., Gobson G.R., Hoyles L. et al. Prebiotic effects: Metabolic and health benefits. Br. J. Nutr. 2011; 104: S1-S63.

16. Santiago-García P.A., López M.G. Prebiotic effect of agave fructans and mixtures of different degrees of polymerization from Agave angustifolia Haw. Dynamic Biochemistry, Process Biotechnology and Molecular Biology. 2009; 3: 52-58.

17. Singh S.B., Jairath S. Prebiotics, probiotics and synbiotics: An overview. Journal Pharmaceutical Education Research. 2010; 1(2): 13-36.

18. Van de Wiele T., Boon L., Possemiers S. et al. Inulin-type fructans of longer degree of polymerization exert more pronounced in vitro prebiotic effects. Journal of Applied Microbiology. 2006. 102: 452-460.

19. Yaeshima T., Takahashi S., Matsumoto N. et al. Effect of yogurt containing Bifidobacterium longum BB536 on the intestinal environment, fecal characteristics and defecation frequency: A comparison with standard yogurt. Bioscience Microflora. 1997; 16: 73-77. Copyright © IJAIR, All right reserved 97 International Journal of Agriculture Innovations and Research. 2016; 5(1): 2319-1473.

20. Zahn S., Pepke F., Rohm H. Effect of inulin as a fat replacer on texture and sensory properties of muffins. International Journal of Food Science and Technology. 2010; 45: 2531-2537.