MECHANISMS OF DESTRUCTION AND SYNTHESIS OF LIQUID MEDIA, USED IN THE FOOD INDUSTRY UNDER NON-EQUILIBRIUM CONDITIONS

The formation of food liquid medium structures containing at least 70 % of disperse particles with high dispersiveness has been considered. The possible formation mechanisms of food liquid medium structure when slow (hydrodynamic) and quick (acoustic) processes create favorable conditions for cavitation have been studied. The possibility to control these processes for initiation of mechanical and kinetic reactions that change the structure of the medium has been demonstrated. The invert syrup has been selected as the study object. The change in the invert syrup structure before and after such cavitation treatment has been recorded with the use of metallographic microscope Nikon Eclipse MA100. The decrease in disperse phase sizes from 2–3 µm to 0.1–0.4 µm along with establishing the high uniformity of component distribution as compared to the syrup without cavitation process treatment has been detected. The formation of food liquid medium structures containing at least 70 % of disperse particles with high dispersiveness has been considered. The possible formation mechanisms of food liquid medium structure when slow (hydrodynamic) and quick (acoustic) processes create favorable conditions for cavitation have been studied. The possibility to control these processes for initiation of mechanical and kinetic reactions that change the structure of the medium has been demonstrated. The invert syrup has been selected as the study object. The change in the invert syrup structure before and after such cavitation treatment has been recorded with the use of metallographic microscope Nikon Eclipse MA100. The decrease in disperse phase sizes from 2–3 µm to 0.1–0.4 µm along with establishing the high uniformity of component distribution as compared to the syrup without cavitation process treatment has been detected.

ФОРМИРОВАНИЕ ПЕНООБРАЗНОЙ СТРУКТУРЫ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

In this paper, the questions of the foamy structure formation in zephyr are considered. Regularities of the influence of recipe components on the foam structure are revealed. The effect of egg white, pectin, white sugar, applesauce and other recipe components on the physicochemical and rheological properties of the foam mass used to produce zephyr has been studied. The addition of pectin leads to an increase in the elastic-plastic properties of the foam mass, and the addition of white sugar leads to an increase in its foaming ability. Recipe components form the foamy structure of the zephyr. The choice of apple pectin allows one to control the density of the zephyr mass and the water activity of the foamy masses. When 0.075% apple pectin is added to a 1% egg white solution, the foaming ability decreases from 190% to 104%, and the foam stability remains practically unchanged. The addition of applesauce, syrup, citric acid and other recipe components to such a foamy mass leads to a slight decrease in the foaming ability, while its stability increases significantly up to 80%, i. e., almost twice. The resulting foamy structure of the zephyr mass is characterized by high physicochemical, organoleptic and rheological parameters, which makes it possible to obtain high quality confectionery products of a given shape.В данной работе рассмотрены вопросы формирования пенообразной структуры зефира. Выявлены закономерности влияния рецептурных компонентов на структуру пен. Исследовано влияние яичного белка, пектина, сахара белого, яблочного пюре и других рецептурных компонентов на физико-химические и реологические свойства пенной массы, используемой для получения зефира. Внесение пектина приводит к увеличению упруго-пластичных свойств пенной массы, а добавление сахара белого приводит к увеличению ее пенообразующей способности. Рецептурные компоненты формируют пенообразную структуру зефира. Выбор яблочного пектина позволяет управлять плотностью зефирной массы и активностью воды пенных масс. При добавлении 0,075% яблочного пектина в  1%-й раствор яичного белка пенообразующая способность понижается от 190% до 104%, а стойкость пены практически не изменяется. Добавление яблочного пюре, патоки, лимонной кислоты и других рецептурных компонентов в такую пенную массу приводит к незначительному уменьшению пенообразующей способности, при этом ее стойкость существенно увеличивается до 80%, т. е. практически в два раза. Полученная пенообразная структура зефирной массы характеризуется высокими физико-химическими, органолептическими и реологическими показателями, что позволяет получать кондитерские изделия заданной формы высокого качества

Обоснование использования структурообразователей для повышения сохранности кондитерских изделий пенообразной структуры

Confectionery products with the foamy structure such as pastila and zefir (Russian marshmallow-like confectioneries) are in demand among various consumer groups. The expansion of the range and sales markets requires ensuring quality of such products during their transportation, storage, as well as increasing their shelf life. The patterns of change in quality indicators allow establishing additional requirements for them to improve storability of such products. Moisture transfer processes are predominant during storage of confectionery products with the foamy structure and define their hardening or moistening. Therefore, it is necessary to evaluate the influence of various factors on quality indicators during storage of zefir. Studies have been carried out to determine the influence of various structure-forming agents, such as agar, pectin, gelatin, on the direction and rate of moisture transfer processes during storage of zefir samples. The possibility of using the method of infrared spectroscopy for assessing quality of structure-forming agents during incoming inspection is shown. The mass fraction of moisture in zefir made using agar decreased by 3.5% after 10 weeks of storage at a temperature of 18°C. During this period, the mass fraction of moisture in zefir made using pectin as a structure-forming agent decreased by 2.5%, while in zefir prepared on the basis of gelatin, the mass fraction of moisture decreased only by 1.2%. Thus, the addition of gelatin makes it possible to reduce the rate of moisture transfer by approximately 2–3 times. The low moisture transfer rate of zefir is due to the water-holding properties of the protein structure of gelatin. Diffusion coefficients were calculated to predict the rate of moisture transfer processes in zefir samples made using various structure-forming agents and stored at different temperatures. The lowest diffusion coefficient was determined in zefir made with the addition of pectin, while the highest diffusion coefficient was in the sample based on gelatin. However, zefir made from gelatin had the lowest actual moisture transfer rate, since the gradient of the water activity was minimal (7.6%). With an increase in the storage temperature of zefir made with the addition of various structure-forming agents from 18°C to 28°C, the rate of moisture transfer increased. In zefir produced on the basis of agar, this indicator increased by 2.7 times, in the sample from pectin by 3.0 times; in zefir based on gelatin by only 1.5 times. The results obtained make it possible to predict the risks of changes in zefir quality during storage.Кондитерские изделия пенообразной структуры, такие как пастила и зефир, являются востребованными среди различных групп потребителей. Расширение ассортимента и рынков сбыта требует обеспечения качества таких изделий при их транспортировке, хранении, а также повышения их срока годности. Закономерности изменения показателей качества позволяют установить дополнительные требования к ним для повышения сохранности таких изделий. Процессы влагопереноса являются превалирующими при хранении кондитерских изделий пенообразной структуры и обуславливают их черствение или увлажнение. Поэтому необходимо оценить влияние различных факторов на показатели качества в процессе хранения зефира. Проведены исследования влияния различных структурообразователей, таких как агар, пектин, желатин, на направление и скорость процессов влагопереноса при хранении образцов зефира. Показана возможность применения метода инфракрасной спектроскопии для оценки качества структурообразователей при входном контроле. Массовая доля влаги зефира, изготовленного с использованием агара, за 10 недель хранения при температуре 18°C уменьшилась на 3,5%. За этот период массовая доля влаги зефира, изготовленного с применением пектина в качестве структурообразователя, уменьшилась на 2,5%, в то время как в зефире, приготовленном на основе желатина, массовая доля влаги снизилась только на 1,2%. Таким образом, добавление желатина позволяет уменьшить скорость влагопереноса ориентировочно в 2–3 раза. Низкая скорость влагопереноса зефира обусловлена влагоудерживающими свойствами белковой структуры желатина. Для прогнозирования скорости процессов влагопереноса в образцах зефира, изготовленных с использованием различных структурообразователей и хранившихся при различных температурах, рассчитаны коэффициенты диффузии. Наименьший коэффициент диффузии определен у зефира, изготовленного с добавлением пектина, а наибольший — у образца на основе желатина. Однако у зефира из желатина наблюдается самая низкая фактическая скорость влагопереноса, поскольку градиент активности воды минимальный — 7,6%. При повышении температуры хранения зефира, изготовленного с добавлением различных структурообразователей, с 18°C до 28°C скорость влагопереноса увеличилась. У зефира, произведенного на основе агара, этот показатель возрос в 2,7 раза; у образца из пектина — в 3,0 раза; у зефира на основе желатине — только в 1,5 раза. Полученные результаты позволяют прогнозировать риски изменений качества зефира в процессе хранения

Основные факторы формирования молекулярной структуры мармелада

The pressing challenge of ensuring long shelf life for confectionery product without changing their flavor is considered. The patterns were revealed for the influence of the chemical composition of raw materials on the jelly marmalade structure. The influence of glucose syrup and gelling agent contents on the physicochemical and rheological properties of jelly marmalade was investigated. An increase in the mass fraction of glucose syrup from 5% to 25% leads to an increase in the elastic and plastic properties of jelly marmalade. The ratio of the main ingredients forms the molecular structure of jelly marmalade and thereby affects the dependence of moisture content on the water activity. The correlation between the water activity and the hardness of jelly marmalade has been established. The highest hardness and water activity were observed in products containing 15% glucose syrup, which determines the highest moisture transfer rate for such products. The use of modified starch allows controlling the moisture losses during marmalade storage. Formulation adjustment and moisture content decrease in the marmalade significantly reduce the risk of undesirable sensory changes on the surface of the marmalade during its storage. Various types of modified starch may control the shelf life of jelly fruit marmalade. An increase in reducing substances concentration during the storage of jelly-like confectionery products contributes to their moistening. On the other hand, a decrease in reducing substances concentration leads to granulation in products. It is shown how a change in the main ingredients ratio of jelly marmalade affects the formation of its molecular structure, which determines the free/bound moisture ratio. The obtained results allow controlling the quality and predicting the safety of jelly-like confectionery products.Рассмотрена актуальная проблема обеспечения длительных сроков хранения кондитерских изделий без изменения их вкусовых качеств. Выявлены закономерности влияния химического состава сырьевых компонентов на структуру желейного мармелада. Исследовано влияние содержания патоки и студнеобразователей на физико-химические и реологические свойства желейного мармелада. Увеличение массовой доли патоки от 5% до 25% приводит к увеличению упруго-пластичных свойств желейного мармелада. Соотношение основных рецептурных компонентов формирует молекулярную структуру желейного мармелада и тем самым оказывает влияние на зависимость массовой доли влаги от активности воды. Установлена корреляция активности воды и прочности желейного мармелада. Самая высокая прочность и активность воды наблюдалась у изделий, содержащих 15% патоки, что обуславливает наибольшую скорость влагопереноса для таких продуктов. Использование модифицированного крахмала дает возможность управления потерями влаги при хранении мармелада. Корректировка рецептуры и уменьшение массовой доли влаги в мармеладе значительно уменьшают риск возникновения нежелательных органолептических изменений поверхности мармелада при хранении. Применяя различные виды модифицированного крахмала, можно управлять сохранностью желейно-фруктового мармелада. Повышение массовой доли редуцирующих веществ в процессе хранения кондитерских изделий студнеобразной консистенции способствует их увлажнению. С другой стороны, уменьшение массовой доли редуцирующих веществ приводит к засахариванию изделий. Показано, как изменение соотношения основных компонентов желейного мармелада влияет на формирование его молекулярной структуры, которая обуславливает соотношение свободной и связанной влаги. Полученные результаты работы позволяют управлять качеством и прогнозировать сохранность кондитерских изделий студнеобразной консистенции

Оценка эффективности комбинированного лечения ишемической болезни сердца – аортокоронарное шунтирование, трансплантация аутологичных мононуклеаров костного мозга: результаты рандомизированного, слепого, плацебо контролируемого исследования

Introduction. Despite resounding success in treatment of patients with coronary heart disease (CHD), researchers are yet unable to significantly reduce mortality in this disease. With this in mind, there are ongoing studies everywhere, which are aimed at investigating new techniques in order to boost the efficiency of existing standards. One of such promising techniques is cell/regenerative therapy with autologous bone marrow mononuclear cells (ABMMCs). However, even though ABMMCs have been studied for more than 10 years, there are no unambiguous data yet on several issues. Objective: to evaluate the outcome of ABMMC transplantation during coronary artery bypass grafting (CABG) surgery in combined treatment of CHD. Materials and methods. The data of 408 patients admitted to the clinic from 2013 to 2016 for planned surgical treatment of CHD were analyzed. The work included 117 people based on the design of the study. Patients were randomized in 3 groups: Group 0 (control group) – CABG surgery and intramyocardial injection of 0.9% NaCl solution, Group 1 – CABG surgery and intramyocardial injection of ABMMCs, Group 2 – CABG surgery, intramyocardial and intra-graft injection of ABMMCs. The dynamics was assessed 12 months later – functional class of angina pectoris and heart failure, echocardiography, speckle tracking (assessment of the degree of myocardial deformation), treadmill test, 6-minute walk test, daily ECG monitoring, quality of life questionnaires, coronary angiography. Qualitative indicators were calculated using the Pearson’s chi-squared test and Fisher criteria. Quantitative indicators were calculated using the Kruskal–Wallis and Wilcoxon tests. Factor analysis was used to identify certain severity factors and to study data homogeneity. Discriminant analysis was performed to investigate the leading characteristics that determine differentiation between the groups. For analysis of variance, taking into account various factors, the model of variance analysis for dependent samples – Repeated Measures ANOVA – was used. Results. In the observation groups, an improvement in both systolic and diastolic myocardial function was universally noted. A six-minute walk test showed statistically significant increase in Groups 1 and 2 compared with the control Group 0 – 315.06 ± 17.6 (433.54 ± 20.6), Group 1 – 319.8 ± 24.5 (524.4 ± 28.7), Group 2 – 329.9 ± 25.3 (452.7 ± 29.7) meters. A significant decrease in the functional class of exertional angina pectoris in Groups 1 and 2 was noted unlike in the control group. The percentage of functioning coronary shunts after a 12-month follow-up period was 87.6% in Group 0. In Groups 1 and 2, this ratio was 96.2% and 97.3%, respectively. Predictors of overall effectiveness were identified: smoking, initial diastolic myocardial dysfunction, left ventricular ejection fraction. Conclusion. In addition to surgical treatment of coronary heart disease, ABMMC transplantation can improve myocardial contractility, boost exercise tolerance, and increase the duration of the functioning of coronary shunts at the follow-up period of 12 months. The study showed the need for stage-by-stage analytical calculations with the aim of possible correction of further work.Введение. Несмотря на несомненные успехи в лечении пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), пока не удается добиться существенного снижения смертности при данном заболевании. Учитывая это, в настоящий момент повсеместно ведутся работы в отношении исследования новых методик с целью увеличить эффективность уже существующих стандартов. Одной из таких перспективных методик является клеточная/регенеративная терапия аутологичными мононуклеарами костного мозга (АМНКМ). Однако несмотря на то что АМНКМ исследуются на протяжении более 10 лет, к настоящему моменту не получено однозначных данных по ряду вопросов. Цель. Провести оценку результатов трансплантации АМНКМ при выполнении операции аортокоронарного шунтирования (АКШ) в комбинированном лечении ИБС. Материалы и методы. Проанализированны данные 408 пациентов, поступивших в клинику с 2013-го по 2016 г. для планового хирургического лечения ИБС. В работу включено 117 человек согласно дизайну исследования. Проведена рандомизация в 3 группы: группа 0 – операция АКШ и интрамиокардиальное введение 0,9% раствора NaCl – контрольная группа, группа 1 – операция АКШ и интрамиокардиальное введение АМНКМ, группа 2 – операция АКШ, интрамиокардиальное и внутришунтовое введение АМНКМ. Через 12 месяцев выполнена оценка динамики – функционального класса стенокардии напряжения и сердечной недостаточности, ЭхоКГ, speckle tracking (оценка степени деформации миокарда), тредмил-теста, теста с 6-минутной ходьбой, суточного мониторирования ЭКГ, опросников качества жизни, коронарографии. Качественные показатели рассчитаны при помощи критериев Пирсона (χ2 ) и Фишера. Количественные показатели – критерии Краскела–Уоллиса и Вилкоксона. Для выявления определенных факторов тяжести и исследования однородности данных – факторный анализ. Для исследования ведущих характеристик, определяющих дифференцировку между группами, проведен дискриминантный анализ. Для анализа дисперсии с учетом различных факторов использовали модель дисперсионного анализа для зависимых выборок – Repeated Measures ANOVA. Результаты. В группах наблюдения повсеместно отмечено улучшение как систолической, так и диастолической функции миокарда. Тест с 6-минутной ходьбой показал статистически значимый прирост в группах 1 и 2 по сравнению с контролем: группа 0 – 315,06 ± 17,6 (433,54 ± 20,6), группа 1 – 319,8 ± 24,5 (524,4 ± 28,7), группа 2 – 329,9 ± 25,3 (452,7 ± 29,7) метра. Отмечено значимое уменьшение функционального класса стенокардии напряжения в группах 1 и 2 по сравнению с контрольной группой. Процент функционирующих коронарных шунтов через 12 месяцев наблюдения составил 87,6% в группе 0, в группах 1 и 2 это соотношение составило 96,2% и 97,3% соответственно. Выявлены предикторы общей эффективности: курение, исходная диастолическая дисфункция миокарда, фракция выброса левого желудочка. Заключение. Трансплантация АМНКМ в дополнение к хирургическому лечению ИБС позволяет улучшить сократительную способность миокарда, увеличить толерантность к физическим нагрузкам, увеличить продолжительность функционирования коронарных шунтов в срок наблюдения 12 месяцев. Проведенное исследование показало необходимость проведения этапных аналитических расчетов с целью возможной коррекции дальнейшего выполнения работы