Способ оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки

СПОСОБ ОЦЕНКИ УСВОЯЕМОСТИ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ(56) А.Д. Игнатьев и др. Использование инфузории тетрахимены пириформис как тестобъекта при биологических исследованиях в сельском хозяйстве. Обзорная информация. Москва, 1978, с. 3, абз. 3, с. 17, абз. 4, с. 41-42 Е.В. Костылева и др. Оценка относительной биологической ценности безглютенового печенья на инфузорияхIX международной научнопрактической конференции "Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты". Москва, МГУПП, 24.11.2011,с. 109-111 Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к оценке усвояемости зерна и продуктов его переработки. Предложен способ оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки путм кормления живого биоматериала зерном и/или продуктами его переработки и измерения прироста биомассы через заданный промежуток времени после начала процесса кормления, отличающийся тем, что в качестве живого биоматериала используют инфузорииTetrahymena pyriformis, готовят среду их культивирования, в которую вносят инфузорииTetrahymena pyriformis. Одновременно готовят исследуемые образцы зерна и продуктов его переработки путм измельчения исследуемого продукта, разведения его в дистиллированной воде с добавлением соляной кислоты, пепсина, едкого натра и панкреатина. Смесь экстрагируют,а кормление живого биоматериала осуществляют разведением рабочей культуры инфузорий в экстракте. Пробы размещают в многолуночном планшете и считают количество инфузорийTetrahymena pyriformis в лунках до начала опыта и через 24 ч, а оценку усвояемости производят по критерию усвояемости Ку, который вычисляется по формуле где Крп - коэффициент роста культуры в пробе; Kрв - коэффициент роста культуры в контроле,которым является дистиллированная вода. Использование изобретения сокращает более чем в 20 раз процесс оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к оценке усвояемости зерна и продуктов его переработки, и может быть использовано в научно-исследовательских работах и промышленном производстве продуктов питания. Известен способ оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки путм кормления живого биоматериала зерном и/или продуктами его переработки и измерения прироста биомассы через заданный промежуток времени после начала процесса кормления.(См. Медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. Методические указания. МУК 2.3.2.970-00, утвержденные Главным государственным санитарным врачом РФ, 24.04.2000). Согласно известному способу группе из 10 крыс с исходной массой тела около 50 г задают корм, в котором белки содержатся в количестве 9% и являются единственным источником азота. Критерий усвояемости ky рассчитывают по формуле где Во - количество потребленного белка за обменный период;k - количество белка, экскретированного с калом за обменный период. Длительность эксперимента - 28 дней, что является недостатком этого способа. Технический результат изобретения - сокращение срока оценки усвояемости. Указанный результат достигается тем, что согласно способу оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки путм кормления живого биоматериала зерном или продуктами его переработки и измерения прироста биомассы через заданный промежуток времени после начала процесса кормления. При этом в качестве живого биоматериала используют инфузории Tetrahymena pyriformis, готовят среду их культивирования, содержащую на 100 мл дистиллированной воды 0,5-1,0 г гидролизата казеина панкреатического, 0,5-1,0 г глюкозы, 0,1-0,2 г дрожжевого экстракта и 0,1-0,2 г хлорида натрия, разливают е в пробирки, стерилизуют, после чего вносят в пробирки инфузории Tetrahymena pyriformis, которые растят в этой среде 48-96 ч при температуре 252C с получением рабочей культуры. Одновременно готовят исследуемые образцы зерна и продуктов его переработки путм измельчения исследуемого продукта до размера частиц менее 200 мкм, готовят навеску измельчнного продукта в дистиллированной воде, добавляют соляную кислоту до значения водородного показателя раствора рН 3, вводят пепсин и экстрагируют суспензию 0,5-2 ч, вводят едкий натр до значения рН 8 и панкреатин и проводят экстракцию в течение 0,5-2 ч, добавляют соляную кислоту до значения рН 6. Кормление живого биоматериала осуществляют разведением рабочей культуры инфузорий в экстракте, пробы размещают в многолуночном планшете и считают количество инфузорий Tetrahymena pyriformis в лунках до начала опыта и через 24 ч, а оценку усвояемости производят по критерию усвояемости Ку, который вычисляется по формуле где Крп - коэффициент роста культуры в пробе Крв - коэффициент роста культуры в контроле, которым является дистиллированная вода Предложенный способ основан на способности инфузорий Tetrahymena pyriformis изменять уровень своего метаболизма в зависимости от сбалансированности пищевых компонентов питательной среды. Изобретение иллюстрируют примерами выполнения. Пример 1. Для оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки в качестве живого биоматериала используют инфузории Tetrahymena pyriformis. Культивирование инфузорий осуществляют в искусственной среде, состоящей из 0,5 г гидролизата казеина панкреатического, 0,5 г глюкозы, 0,1 г дрожжевого экстракта, 0,1 г хлорида натрия. Эти вещества разводят в 100 мл дистиллированной воды, разливают в пробирки по 4 мл, закрывают и стерилизуют в автоклаве при 0,5 атм в течение 1 ч, после чего с использованием бактериальной петли вносят в пробирку инфузории Tetrahymena pyriformis и растят их в этой среде 48 ч при температуре 25C. Одновременно готовят исследуемые образцы для биотестирования. Исследуемые зерна пшеницы,кукурузы, риса, гречихи и люпина, а также муки макарон, хлеба и хлебобулочных изделий из этого зерна измельчают до размера частиц менее 200 мкм, готовят навески 0,5 г каждого измельчнного продукта в 30 мл дистиллированной воды и разливают в пробирки, в каждую из которых добавляют 3 мл 0,1 н. раствора HCl, доводя значение водородного показателя раствора до рН 3, после чего вводят 15 мг пепсина и экстрагируют суспензию на шейкере при температуре 37C в два этапа по 2 ч каждый, на первом этапе добавляя 3,5 мл 0,1 н. раствора NaOH, доводя рН до 8, и 15 мг панкреатина, а на втором - 0,2 мл 0,1 н. раствора HCl, доводя рН до 6. Экстракт нагревают на водяной бане при 60C в течение 20 мин, остужают до комнатной температуры и центрифугируют при 3000 об/мин 20 мин, после чего надосадочный экстракт(готовую пробу) сливают в стакан. Кормление живого биоматериала осуществляют разведением рабочей культуры инфузорий в экстракте. Пробы размещают в стандартном 96-луночном планшете. Оценку усвояемости производят по приросту количества инфузорий через 24 ч после начала процесса кормления, в течение которых происходит рост биомассы инфузорий. Культивирование в течение 24 ч позволяет объективно оценить усвояемость высокобелкового (на котором инфузории растут быстро) и низкобелкового продукта, поскольку позже в экстракте начинают накапливаться продукты жизнедеятельности инфузорий, которые для самих инфузорий являются токсичными, в результате чего инфузории гибнут. Критерием усвояемости зерна и зерновых продуктов является относительный коэффициент роста культуры в пробе исследуемого объекта (Ку), который вычисляется по формуле где Крп - коэффициент роста культуры в пробе Крв - коэффициент роста культуры в контроле, которым является дистиллированная вода Количество инфузорий подсчитывают в лунке. При подсчете оператором инфузории умерщвляют в спирте и под микроскопом считают количество инфузорий. При автоматическом подсчете лунку с инфузориями фотографируют, и подсчет инфузорий производят по фотографии в автоматическом режиме. Примеры 2-4. Проводят оценку усвояемости зрен пшеницы, кукурузы, риса, гречихи и люпина, а также муки макарон и хлебобулочных изделий из этого зерна по технологии, описанной в примере 1. Показатели процесса приведены в табл. 1. Таблица 1 Как видно из табл. 1 при оптимальных значениях параметров процесса (примеры 1 и 2) обеспечивается стабильность определения критериев усвояемости образцов однородных продуктов, а при отклонении от этих значений (примеры 3 и 4) значения Ку образцов однородных продуктов отличаются на порядок и более. В табл. 2 приведены средние значения критериев Ку усвояемости зрен пшеницы, кукурузы, риса,гречихи и люпина, а также муки макарон и хлебобулочных изделий из этого зерна. Таким образом, рост культуры в пробе в 7-17 раз выше роста культуры в дистиллированной воде,что вполне достаточно, чтобы различать и дифференцировать усвояемость различных продуктов. Для сравнения определяли критерии усвояемости - ky тех же зрен и продуктов их переработки по способу-прототипу. Результаты испытаний представлены в табл. 3. Таблица 3 Как следует из табл. 2 и 3, критерии усвояемости зрен и продуктов их переработки, полученные по способу-прототипу пропорциональны критериям усвояемости зрен и продуктов их переработки, полученным предложенным способом. Независимо от способа определения критерия усвояемости испытания показали, что наибольшей усвояемостью обладает люпиновая мука, макаронные изделия и хлеб из не,меньшей - кукурузная и рисовая мука, а наименьшей - кукурузный крахмал. При этом из сравнения усвояемости сырья, макаронных изделий и хлеба следует, что наибольшей усвояемостью обладает хлеб, а наименьшей - сырье. Использование изобретения сокращает более чем в 20 раз процесс оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки, позволяет проводить ускоренное биотестирование продуктов питания, повысить безопасность пищевого производства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки путм кормления живого биоматериала зерном и/или продуктами его переработки и измерения прироста биомассы через заданный промежуток времени после начала процесса кормления, отличающийся тем, что в качестве живого биоматериала используют инфузории Tetrahymena pyriformis, готовят среду их культивирования, содержащую на 100 мл дистиллированной воды 0,5-1,0 г гидролизата казеина панкреатического, 0,5-1,0 г глюкозы, 0,10,2 г дрожжевого экстракта и 0,1-0,2 г хлорида натрия, разливают е в пробирки, стерилизуют, после чего вносят в пробирки инфузории Tetrahymena pyriformis, которые растят в этой среде 48-96 ч при температуре 252C, одновременно готовят исследуемые образцы зерна и продуктов его переработки путм измельчения исследуемого продукта до размера частиц менее 200 мкм, готовят навеску измельчнного продукта в дистиллированной воде, добавляют соляную кислоту до значения водородного показателя раствора рН 3, вводят пепсин и экстрагируют суспензию 0,5-2 ч, вводят едкий натр до значения рН 8 и панкреатин и проводят экстракцию в течение 05-2 ч, добавляют соляную кислоту до значения рН 6,кормление живого биоматериала осуществляют разведением рабочей культуры инфузорий в экстракте,пробы размещают в многолуночном планшете и считают количество инфузорий Tetrahymenapyriformis в лунках до начала опыта и через 24 ч, а оценку усвояемости производят по критерию усвояемости Ку, который вычисляется по формуле где Крп - коэффициент роста культуры в пробе Крв - коэффициент роста культуры в контроле, которым является дистиллированная вода