Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LXXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 11 июля 2019 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Биотехнологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Виденеева В.В., Петрова М.С. КИНЕТИКА ИЗМЕНЕНИЯ КИСЛОТНОСТИ НАСТОЯ ЧАЙНОГО ГРИБА, С НЕКОТОРЫМИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИМИ СУБСТРАТАМИ, В ПРОЦЕССЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXXIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(78). URL: https://sibac.info/archive/technic/7(78).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом Выбор редакционной коллегии

КИНЕТИКА ИЗМЕНЕНИЯ КИСЛОТНОСТИ НАСТОЯ ЧАЙНОГО ГРИБА, С НЕКОТОРЫМИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИМИ СУБСТРАТАМИ, В ПРОЦЕССЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

Виденеева Виктория Викторовна

студент 4 курса Б-БТ, СГАУ,

РФ, г. Саратов

Петрова Мария Станиславовна

студент 4 курса Б-БТ, СГАУ,

РФ, г. Саратов

Ловцова Лариса Геннадиевна

научный руководитель,

канд. тех. наук, доцент СГАУ,

РФ, г. Саратов

Объектом экспериментальных исследований служил настой на основе природной популяции смешанной культуры «чайный гриб», распространенной и используемой населением г. Саратова. Для исследования настой чайного гриба готовили на жидкой водной среде, содержащей 6 % различных углеводородов - сахара, - меда, или стевии, и 2 % чайного листа, при температуре 280С. Культивирование проводили в стеклянном культиваторе емкостью 2 литра.

 Изменения физикo-химических параметров напитка на основе чайного гриба при культивировании ежедневно фиксировались измерением рН, титруемой кислотности культуральной жидкости и концентрации в ней растворенного кислорода.

Активную кислотность замеряли на электронном рН-метре. Титруемая кислотность культуральной жидкости определялась стандартным методом.

Концентрация кислорода, растворенного в культуральной жидкости, измерялась в культиваторе прибором МАРК-4. Показания прибора снимались трехкратно.

Перед началом культивирования те же измерения проводились в исходном чайном настое.

На основании опытных данных было установлено, что кислотность исходного настоя чая не зависит от начального содержания в нѐм различных углеводородов и близка к нейтральной среде (pH=6,3–6,8).

Изменения активной кислотности в первые четыре дня наблюдалось во всех представленных растворах с понижением рН в среднем в 1,8 раза, далее снижение водородного показателя идет плавно, почти пропорционально (рисунок 1). Это, связано с тем, что в первые дни наряду со спиртовым брожением в растворе активно идут процессы, подготавливающие среду для жизнедеятельности самого чайного гриба [1, 2].

 

Рисунок 1. Кинетика изменения рН растворов чайного гриба во время культивирования

 

Из экспериментальных данных, хорошо видно, что характер изменения pH среды и титруемой кислотности (K) различен (рисунок 2). Если титруемая кислотность плавно повышается от начального значения, соответствующего кислотности исходного чайного настоя, и после 9– 10 суток культивирования начинает стремиться к постоянной величине, то pH культуральной жидкости за первые 3–4 суток резко снижается от величины, близкой к нейтральной, до pH=3– 2,8, после чего остаѐтся постоянной.

Различие в характере изменения титруемой кислотности и pH можно объяснить тем, что на первой стадии развития гриба в культуральной жидкости продуцируются (или переходят из чайного раствора) прежде всего кислоты с высокой степенью диссоциации. Такие как пировиноградная кислота с константой диссоциации – Кд =5,6∙10-1; щавелевая – Кд1 =5,65∙10-2; фумаровая – Кд =9,3∙10-2 [6]. Уксусная кислота с константой диссоциации Кд =10-5 и другие кислоты с меньшими значениями Кд, постоянно продуцируемые грибом в первые 4 суток культивирования, не сказываются на величине pH, но влияют на общую кислотность культуральной жидкости.

 

Рисунок 2. Кинетика изменения кислотности растворов чайного гриба во время культивирования, К (°Т)

 

По сравнительной оценке данных о кинетике, изменения кислотности растворов чайного гриба во время культивирования, можно отметить более высокие показатели раствора чайного гриба с применением меда на 30 % превышающие стандартный раствор с сахаром.

Возможно, при добавлении в раствор чайного гриба - меда происходят сложные биохимические реакции взаимодействия компонентов меда с микробными клетками этой культуры, приводящие к образованию более эффективных соединений, окисляемость которых, регистрируемая титрометрическим методом, выше. Это химический антагонизм [5]. Кроме того, некоторые углеводороды, например стевия, содержат до 7 % тетрациклического дитерпенового гликозида стевиозида, который обладает приторно сладким вкусом, что говорит о возможном разрушении теарубигинов, теафлавинов или других составляющих чая, поэтому показатель кислотности данного раствора незначительно ниже раствора сахара (рисунок 2).

По экспериментальным данным рисунка 3, начальная концентрация кислорода в чайных настоях несколько отличалась (в сторону снижения) от его концентрации в чистой воде, рассчитанной из условия равновесия, при тех же условиях. Так как на растворимость кислорода влияет наличие в жидкостях кислот, солей, углеводов и т. п. [4].

Вероятно, эти причины и приводят к уменьшению содержания концентрации кислорода в культуральной жидкости чайного гриба при культивировании, со значениями при применении стевии- 3,48 мг/дм3, меда – 4,82 мг/дм3 и сахара – 3,90 мг/дм3 при значении в воде – 8,03 мг/дм3.

 

Рисунок 3. Кинетика изменения концентрации кислорода в культуральной жидкости чайного гриба при культивировании, мг/дм3

 

Рисунок 4. Зависимость потребления кислорода культуральной жидкостью от присутствия некоторых углеводородов мг/дм3

 

На рисунке 4, видно, что скорость потребления кислорода резко возрастает до максимума в течение 2 суток, снижаясь далее до минимума к 5– 7-м суткам, это объясняется тем, что расход кислорода на первой стадии связан с образованием не только органических кислот [8], но и других веществ: диоксида углерода, этилового спирта, полисахаридов, ферментов и пр., т.к. в растворе чайного гриба на основе стевии присутствует стевиозид, то потребление кислорода данной культурой возрастает почти в 2 раза.

В первые дни приготовления напитка определяются участки, границы которых приходятся на 3-5 день. Этому соответствовали и органолептические показатели. Растворы на этом этапе изменяли свой цвет на более светлый, и наблюдалось активное брожение, чувствовался бродильный запах. Впоследствии напитки становились приятно-кислым на вкус, слегка газированным. После 7-го дня, которому соответствовало в среднем значение рН=2,9, растворы приобретали кислый вкус.

Таким образом, наиболее оптимальным сроком культивирования настоя чайного гриба является 7 дней, когда рН достигает значения 2,9.

Меняя внешние условия культивирования настоя чайного гриба, можно регулировать его обмен веществ в широких пределах без ущерба для культуры гриба. Это поможет наладить промышленное производство этого замечательного напитка и сделает его широко доступным лечебно-профилактическим натуральным напитком.

 

Список литературы:

  1. Алиев Р.К., Аллахвердибеков Г.Б., Тагдиев Д.Г. К характеристике химического состава и некоторые фармакологических свойствах настоя чайного гриба// Известия АН Азербайджанской ССР, Баку.-1955. - №7. – С. 285-287.
  2. Василькова Б.П. О чайном грибе // Природа. –Из-во.: М., 1959. - №7. – С.59-60.
  3. Васильев Н.Н., Амбросов В.А., Складнев А.А. Моделирование процессов микробиологического синтеза. – М.: Лесн. пром-сть, 1975. – 341 с.
  4. Головинская О.В., Тишин В.Б.  Эксперимент и поиск математических моделей кинетики биологических процессов: учеб. пособие. – СПб., 2015. – 108 с.
  5. Даниелян Л.Т. Чайный гриб и его биологические особенности. – М.: Медицина, 2005. – 176 с.
  6. Лурье Ю. Ю. “Справочник по аналитической химии”, М., 1989
  7. Неумывакин И. П. “Чайный гриб. Природный целитель. Мифы и реальность”, изд. Диля, 2007
  8. Тишин В.Б. Культивирование микроорганизмов. Кинетика, гидродинамика, тепломассообмен. – СПб., 2012. – 180 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом Выбор редакционной коллегии

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.