Том 3, № 1 (2025)
РЕДАКТОРСКАЯ СТАТЬЯ
От обоснованного предположения к доказательству: зачем эмпирическому исследованию гипотеза?
Аннотация
Формулирование исследовательской гипотезы представляет собой концептуальный фундамент научного исследования и играет ключевую роль в организации его логико-методологической структуры. В настоящей статье рассматривается значение четко сформулированной, проверяемой гипотезы как необходимого условия для обеспечения внутренней согласованности, воспроизводимости и обоснованности научного дизайна. Особое внимание уделено анализу различных типов гипотез (нулевой, альтернативной, направленной, ненаправленной, описательной и объяснительной) с приведением примеров их применения в контексте прикладных исследований в области пищевых технологий. Кроме того, в статье анализируются сильные и слабые стороны формулировок гипотез, представлены типичные ошибки, допускаемые при их построении, и предложен алгоритм, обеспечивающий методологически корректное формирование гипотезы, ориентированной на эмпирическую верификацию.
Пищевая Метаинженерия. 2025;3(1):7-16
7-16
ОРИГИНАЛЬНОЕ ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Биоинформатический анализ изменений пептидного профиля молочных белков при хранении
Аннотация
Введение: Ферментативные процессы, происходящие в молочных продуктах при хранении, могут приводить к изменениям белкового состава, что влияет на их качество. Ключевую роль в этих изменениях играют как эндогенные ферменты, такие как плазмин, так и бактериальные протеазы. Применение биоинформатических методов позволяет моделировать гидролиз белков и прогнозировать образование пептидов со специфическими свойствами (с конкретными органолептическими характеристиками, биологической активностью, молекулярной массой, аминокислотной последовательностью и др.).Цель: Оценить изменения пептидного профиля казеинов β-CN, αs1-CN, αs2-CN и κ-CN при моделировании их гидролиза плазмином и термостабильной бактериальной протеазой Pseudomonas LBSA1.Материалы и методы: Анализ последовательностей казеинов проводили с использованием базы данных UniProt. Гидролиз моделировали в BIOPEP-UWM (для плазмина) и с помощью регулярных выражений в RStudio (для Pseudomonas LBSA1). Степень гидролиза (DH) рассчитывали на основе количества разорванных пептидных связей в отношении к общему числу возможных связей в белковой молекуле. Для анализа пептидных последовательностей применяли библиотеку “stringr” в RStudio. Горькие и антиоксидантные пептиды выявляли с использованием базы данных BIOPEP-UWM. Данные о молекулярной массе и изоэлектрической точке полученных пептидов извлекали с помощью библиотеки “Peptides” в RStudio.Результаты: Результаты 2D-диаграмм показали различия в распределении пептидов по молекулярной массе и изоэлектрической точке в зависимости от специфичности ферментов. В комбинированной модели гидролиза идентифицировано 4 горьких пептида и 3 вида горьких аминокислот, а также 6 антиоксидантных пептидов.Выводы: Биоинформатическое моделирование позволяет прогнозировать ферментативные изменения белков в молочных продуктах, их влияние на качество, а также повышать эффективность проводимых в этом поле экспериментов. Полученные данные могут использоваться для разработки подходов к оценке хранения молочных продуктов и идентификации маркеров качества.
Пищевая Метаинженерия. 2025;3(1):17-32
17-32
Функциональные компоненты питания: технология получения концентрата, содержащего ликопин, из томатного сырья
Аннотация
Введение: Ухудшение экологической ситуации, особенно в промышленных регионах и мегаполисах, приводит к росту интереса к функциональному питанию как способу профилактики хронических заболеваний. В этом контексте особую ценность приобретают природные каротиноиды - биологически активные соединения с выраженными антиоксидантными свойствами. Среди них ликопин, содержащийся в томатах, выделяется высокой биологической активностью, устойчивостью к окислению и способностью снижать риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Однако для широкого промышленного применения необходимы эффективные технологии экстракции, обеспечивающие стабильный выход вещества при сохранении его активности.Цель: Обоснование эффективного технологического режима экстракции ликопина из томатного сырья.Материалы и методы: Объектом исследования служил районированный сорт томата «Самаладай». Использовали высушенный порошок из плодов и полученный из него ликопинсодержащий экстракт. Содержание экстрактивных веществ определяли по фармакопейным стандартам. Для количественного анализа β-каротина применяли спектрофотометрический метод (λ = 452 нм), а для ликопина — метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ГОСТ 33277). Определяли влияние типа растворителя, соотношения сырья и экстрагента, температуры, времени и кратности экстракции на выход активных компонентов.Результаты: Наиболее эффективным экстрагентом оказался этилацетат. Оптимальные условия экстракции: температура 50 °C, время 30 минут, соотношение сырья к растворителю 1:2,5, двукратное экстрагирование. Полученный экстракт содержал 22,4 ± 1,29 мг/100 г ликопина и 21,59 ± 1,2 мг/100 г β-каротина. Путем вакуумного испарения получен сухой концентрат (1,26 ± 0,12 г из 1 кг порошка) с содержанием ликопина 17–20 %. Новизна исследования заключается в экспериментальной разработке и обосновании оптимального технологического режима получения ликопинсодержащего концентрата на основе местного томатного сырья, что способствует расширению сырьевой базы и внедрению функциональных компонентов в пищевую промышленность Казахстана.Выводы: Разработанная технология экстракции ликопина может быть эффективно использована при создании пищевых добавок, направленных на повышение биологической и профилактической ценности продуктов повседневного потребления.
Пищевая Метаинженерия. 2025;3(1):33-41
33-41
Сравнительная оценка антимикробной активности штаммов молочнокислых бактерий по отношению к Pseudomonas aeruginosa
Аннотация
Введение: Pseudomonas aeruginosa, способная вызывать порчу пищевых продуктов, обладает многофакторной устойчивостью к различным антимикробным препаратам и дезинфектантам, что приводит к проблемам пищевой безопасности пищевой безопасности. В связи с этим необходим поиск и разработка новых эффективных методов борьбы с контаминацией P. aeruginosa на предприятиях пищевой промышленности. В качестве альтернативы химическим дезинфицирующим средствам и консервантам могут рассматриваться препараты на основе молочнокислых бактерий, синтезирующих различные антимикробные соединения.Цель: Cравнительная оценка антимикробной активности различных штаммов молочнокислых бактерий (МКБ) по отношению к представителям P. aeruginosa, выделенным из различных источников. Материалы и методы: Объектами исследования являлись штаммы молочнокислых бактерий (МКБ) Lactobacillus helveticus, Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, Lacticaseibacillus рaracasei из коллекции ФГАНУ «ВНИМИ». Для исследуемых штаммов на первом этапе оценивали антимикробную активность по отношению к типовому коллекционному тест-штамму P. aeruginosa АТСС 25668, полученному из Государственной коллекции патогенных микроорганизмов и клеточных культур «ГКПМ-Оболенск». Антимикробную активность исследовали методом совместного культивирования в соответствии с МУ 2.3.2.2789-10. Для штаммов МКБ, показавших наибольшую антимикробную активность по отношению к P. aeruginosa АТСС 25668, дополнительно исследовалась антимикробная активность по отношению к диким штаммам P. aeruginosa 42, P. aeruginosa 47, выделенным с цехового оборудования молочного хозяйства и P. aeruginosa М1, выделенного из образца сливочного масла.Результаты: Показаны различия в степени антагонистической активности представителей МКБ по отношению к коллекционному штамму P. aeruginosa и изолятам дикого типа. Подтверждена высокая эффективность представителей лактобацилл, относящихся к виду L. helveticus, в частности штамма L. helveticus Ббn4, как антимикробного агента относительно штаммов синегнойной палочки как коллекционного, так и дикого типа.Выводы: Представители лактобацилл, в частности L. helveticus, обладали высокой ингибирующей активностью относительно штаммов синегнойной палочки как коллекционного, так и дикого типа, выделенных из разных источников, и могут рассматриваться как перспективные антимикробные агенты относительно такого сложного патогена, как P. aeruginosa. В частности, штамм с наибольшей ингибирующей активностью L. helveticus Ббn4 может являться потенциальным штаммом-антагонистом, что позволит применять в качестве защитной заквасочной культуры для снижения риска контаминации кисломолочной продукции P. aeruginosa. Однако необходимы дальнейшие исследования по выявлению механизмов антимикробного действия этой культуры.
Пищевая Метаинженерия. 2025;3(1):42-55
42-55
ОРИГИНАЛЬНОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Моделирование процесса теплообмена с окружающей средой сгущенного молока с сахаром
Аннотация
Введение: Сгущенное цельное молоко с сахаром (СЦМС) — востребованный продукт среди потребителей и переработчиков. Исследование температурных профилей необходимо для оптимизации его логистики в условиях экстремальных температур, чтобы предотвратить пороки качества и минимизировать затраты на специализированный транспорт при поставках в регионы с жарким климатом и районы Крайнего Севера, с учетом абсолютного температурного диапазона в РФ, составляющего ~90°C. Ранее данный вопрос в аспекте транспортирования не был исследован, максимально допустимая температура хранения для продукта составляла 25°C, минимальная не регламентировалась.Цель: Исследование температурных профилей СЦМС в транспортной упаковке при различных условиях окружающей среды.Материалы и методы: Осуществлено моделирование процессов нагревания и охлаждения СЦМС в транспортной упаковке, представленной в виде одномерной многослойной системы. Для описания задачи теплопередачи в температурных диапазонах от 5°C до 35°C и от 5°C до минус 35°C составлена система дифференциальных уравнений, определены начальные и граничные условия.Результаты: Согласно построенной модели, продолжительность прогрева СЦМС от 5°C до 35°C составит 36,7 ч, а охлаждения от 5°C до минус 35°C – 41,1 ч. По результатам исследования разработано программное обеспечение для расчета продолжительности изменения температуры СЦМС в зависимости от начальных и конечных температур окружающей среды.Выводы: Разработан новый подход к теоретическому прогнозированию продолжительности изменения температуры СЦМС в транспортной упаковке при хранении и транспортировании. Данный подход может быть использован в специальных программных обеспечениях для бизнеса при планировании логистических маршрутов, затрат на транспортирование с учетом срока перевозки и условий окружающей среды. Предложенное решение может быть адаптировано и под другие пищевые продукты.
Пищевая Метаинженерия. 2025;3(1):56-72
56-72