Способ определения растворимых пищевых волокон (степени резистентности) в продуктах биоконверсии крахмала методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

<jats:p>Для аналитической химии в пищевой промышленности актуальным и самым главным является разработка инновационных методов контроля качества производимой продукции. Международной ассоциацией химиков аттестовано несколько методов определения массовой доли растворимых пищевых волокон (РПВ) и их составных компонентов. Каждая лаборатория-разработчик аттестованного метода отталкивалась от оснащения приборным оборудованием и наличия или доступности реагентов. Разработана методика определения массовой доли РПВ (степени резистентности (СР) в продуктах биоконверсии крахмала в диапазоне измерений от 0,1 % до 100,0 % методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Объектами исследования являлись продукты биоконверсии крахмала – крахмалопродукты с низким декстрозным эквивалентом или дополнительно обработанные изомеризующими ферментами в процессе биоконверсии крахмала, например, мальтодекстрины (DE 10, DE 15, DE 20, DE 25), изомальтоолигосахариды (ИМО), растворимое кукурузное волокно (РКВ). Для молочной промышленности метод представляет практический интерес как инструмент входного контроля крахмалопродуктов, используемых в качестве функциональных ингредиентов при разработке молочных и кисломолочных продуктов, обогащенных РПВ. Разработанный метод может быть использован в биотехнологии и пищевой химии для определения СР по массовой доле глюкозы в гидролизате продукта. Метод обеспечивает более высокую аналитическую точность, требует меньше времени и энергозатрат по сравнению с аналогами. Это достигается тем, что способ предусматривает подготовку пробы, определение массовой доли влаги, расчет навески, температурную обработку, ферментативный гидролиз, определение углеводного состава гидролизата, при этом гидролиз проводят в одну стадию, общая длительность гидролиза – 3 ч, гидролиз проводится с помощью амилолитических ферментов, поддержание рН осуществляют фосфатным буферным раствором, определение углеводного состава гидролизата проводят на ВЭЖХ. Данной методикой была определена СР в следующих продуктах биоконверсии крахмала: РКВ Promitor Soluble Gluco Fibre 70 R растворимое глюкозное волокно или растворимое кукурузное волокно (Нидерланды) – 92,1 %; РКВ ИнтенсФлор растворимое глюкозное волокно или растворимое кукурузное волокно (Россия) – 74,3 %; ИМО-900 (порошок) изомальтоолигосахарид (Китай) – 81,7 %; мальтодекстрин ДЕ10 (ГОСТ 34274-2017, Россия) – 59,0 %. В результате проведенных испытаний были установлены оптимальные параметры ферментативного гидролиза для метода определения РПВ в продуктах биоконверсии крахмала. Был разработан первый российский метод оценки СР продуктов биоконверсии крахмала, или массовой доли РПВ, который заключается в 3-часовом ферментативном гидролизе с использованием амилолитических ферментов и основывается на хроматографическом определении массовой доли глюкозы до и после гидролиза.</jats:p> <jats:p>In the field of food industry and analytical chemistry, innovative methods for manufactured products quality control development is a matter of primary importance. Several methods for determining soluble dietary fiber (SDF) mass fraction and the constituent components have been validated by the AOAC INTERNATIONAL. Each laboratory that developed a validated method based its approach on available instrumentation and reagents availability or accessibility. A method has been developed to determine the SDF mass fraction (resistance degree (RD)) in starch bioconversion products – covering a measurement range of 0.1 % to 100.0 % using high-performance liquid chromatography (HPLC). Objects of study – starch bioconversion product – specifically, starch-derived products with a low dextrose equivalent or those additionally treated with isomerizing enzymes during the bioconversion process – such as maltodextrins (DE 10, DE 15, DE 20, DE 25), isomalto-oligosaccharides (IMO), and soluble corn fiber (SCF). For the dairy industry, the method is of practical interest as a tool for incoming quality control of starch-derived products used as functional ingredients in the development of dairy and fermented dairy products enriched with SDF. The developed method can be applied in biotechnology and food chemistry to determine the conversion degree based on the glucose mass fraction in the product hydrolysate. It is analytically more accurate and requires less time and energy than comparable methods. This is achieved through a process comprising sample preparation, moisture mass fraction determination, sample weight, heat treatment, enzymatic hydrolysis calculation, and hydrolysate's carbohydrate composition determination; the method is characterized in that the hydrolysis is carried out in a single stage 3 hours total lasting using amylolytic enzymes, the pH is maintained using a phosphate buffer solution, and hydrolysate carbohydrate composition is determined using HPLC. This method was used to determine the resistant starch fraction content in the following starch bioconversion products: Promitor Soluble Gluco Fibre 70 R (soluble glucose fiber/soluble corn fiber, Netherlands) – 92.1 %; IntensFlor (soluble glucose fiber/soluble corn fiber, Russia) – 74.3 %; IMO-900 (isomalto-oligosaccharide powder, China) – 81.7 %; and Maltodextrin DE10 (GOST 34274-2017, Russia) – 59.0 %. The tests conducted established the optimal enzymatic hydrolysis parameters for determining RS method in starch bioconversion products. The first Russian method for assessing the reducing sugar (RS) content – or reducing substances mass fraction – in starch bioconversion products was developed. It involves a three-hour enzymatic hydrolysis using amylolytic enzymes and is based on glucose mass fraction HPLC-determination the before and after hydrolysis.</jats:p>