WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
  • Обоснование процессаавтоэнзимолиза с биоконсервированием втехнологии комплексной переработки гаммаруса приполучении хитина и хитозана.
  • Зависимостиформирования качествахитина ихитозана в процессепереработки гаммаруса, установленные на основных этапахтехнологии.
  • Параметры качества, обосновывающиефункциональность готовых продуктовпереработкигаммаруса.

Апробацияработы. Результатывыполненных исследований былипредставлены на коллоквиуме по макромолекулярнойхимии (Freiburg imBreisgau, 2005), III Международной научнойконференции«Биотехнология: состояние и перспективыразвития», (Москва, 2005), НПК«Значение биотехнологии для здоровогопитания и решения медико-социальныхпроблем»,(Калининград, 2005), фирме Байерсдорф АО (Hamburg,2005), VIII Международной конференции «Современные перспективы висследовании хитина и хитозана», (Казань, 2006), Международномсимпозиуме «Биоматериалы» и 29-ом«Гамбургском симпозиумепо макромолекулярнойхимии» (Hamburg, 2006),Научно-практической конференции «Пищеваяи морская биотехнология: проблемы иперспективы», (Калининград, 2006), VМеждународной научной конференции «Инновациив науке и образовании 2007», «У.М.Н.И.К.»,(Калининград,2007), III Международной научно-техническойконференции «Низкотемпературные и пищевыетехнологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2007),заседаниях кафедры пищевойбиотехнологии ФГОУ ВПО «КГТУ»2005-07 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано27 научныхработ, в том числе 1 Патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение,литературный обзор, методическую иэкспериментальную части, выводы, списокиспользованной литературы и приложения. Работаизложена на 235страницах основного текста,содержит 50таблиц, 60 рисунков, 8приложений, ссылки на 216 литературныхисточников, в том числе79 работзарубежныхавторов.

Исследования проведеныв ФГОУ ВПО «Калининградскойгосударственный технический университет»по госбюджетной НИР № 30.36.100.2, а такжеИнституте технической и макромолекулярной химииГамбургского университета(Германия) в рамкахпрограммы немецкого экологического фонда(Deutsche Bundesstiftung Umwelt).

Автор выражаетблагодарность всемпричастным к данной работе, прежде всего,научномуруководителю д. т. н., профессору О.Я.Мезеновой и руководителю стажировки вГермании, доктору наук, профессору В.М.Кулике (Университет Гамбурга, Институттехнической имакромолекулярной химии).

содержание работы

Во введении обоснована актуальность, научнаяновизна и практическая значимость работы, сформулированы цель и задачиисследований,защищаемыеположения.

Впервойглаве«Обзор литературы»представленыобзорсовременногоХСС иперспективы егопереработки,технологии получения полиаминосахаров при комплексной переработке сырья, состояние и перспективыразвитиятехнологий белковыхгидролизатов,применение хитина/хитозана впромышленности.

Во второй главе «Организация эксперимента и методыисследования» представлена схемаэксперимента(рис. 1), приведена характеристика объектов иметодов исследования.Основныеэксперименты проводили на гаммарусебалтийском (Gammaruslacustris).Органолептическую оценку целевыхпродуктов (хитина, хитозана, биоавтогидролизата, образцовкопченой рыбы) осуществляли с применениемдействующей НД и разработанных 5 - балльныхшкал с учетом коэффициентов значимостиотдельных показателей качества. Массовую долю воды,азотистых, минеральных веществ, жира,тяжелых металлов, а такжемикробиологические показатели определялистандартными методами; молекулярную массурастворов хитозана измерялиметодамивискозиметриичерез индекс Штаудингера игельпроникающей хроматографией; степеньдеацетилирования оценивали методамиядерно-магнитного резонанса (ЯМР) и титрометрически;реологичекие исследования растворовхитозана осуществлялина реометре TA Instruments Rheometric Series ARES Rheometer (TAInstruments, Newcastle, DE, USA); жирнокислотный (ЖК)состав липидной фракции гаммаруса ибелковогогидролизата анализировали методомкапиллярной газовой хроматографиинаустановке

(HP 6890Series GC System, DE)с предварительной экстракцией жирапетролейным эфиром(стандартный метод ФРГ)и этерификацией метилированием; вязкость растворов хитозана оценивали накапиллярномвискозиметре УббелодеТип Ic (Германия);микробиологическую обсемененность биоавтогидролизатаопределяли по стандартным методам Европейскойфармакопеи (п.2.6.12. и 2.6.13); антисептическую активностьхитозана и биопленок на его основе измеряли с использованием жидкой глюкозо-дрожжевойпитательной среды No.1-бульон (фирмыVWG-Eurolab, Darmstadt). Моделирование и оптимизацию технологических процессовосуществляли методом планированияэксперимента с применением ортогональногоцентрального композиционного плана (ОЦКП)второго порядка для двух факторов.Статистическую обработку данныхпроводили стандартными методами на ПЭВМ спакетом прикладных программ Microsoft Office (Word,Excel) и Mathcad 2001i Professional.

В третьей главе«Результаты исследования и ихобсуждение» вразделе «Характеристикагаммарусабалтийского» приведены особенности его химическогосостава всравнении салтайскимрачком (табл. 1, рис. 2).

Таблица 1

Сравнительныйхимический состав сушеного рачка Gammarus lacustris, выловленного в различныхводоемах, % массы сырья

Гаммарус

Вода

Липиды

Общий

азот

Минеральные вещества

Хитин

Хитозан

балтийский

12,2

4,7

9,1

18,8

7,5

4,5

алтайский*

10,8

7,7

7,8

26,0

7,0

-

* - литературныеданные

Балтийский рачок отличаетсяот исследованного ранее сибирского видауменьшенным содержанием липидов (4,7 против7,7%), которые представлены насыщенными иненасыщенными жирными кислотами(арахидоновой, эйкозапентаеновой,докозагексаеновой и др.), более низкимсодержанием минеральных веществ (18,8 против26,0%). Полученные данные позволяют говоритьо рациональности использования липиднойчасти рачка и применении щадящих режимовдеминерализации в технологии хитина.Значение протеолитическойактивности собственных ферментов сушеногогаммаруса составило 1,4 ед/г, чтосвидетельствует об их высокихфункциональных возможностях припроведении автоэнзимолиза.

Обоснованиецелесообразности и оптимизацию процессапредварительного автоэнзимолизагаммаруса в технологии хитина/хитозанапроводилив серии специальных сравнительныхэкспериментов. Апробировано 3 способаизготовления хитина из гаммаруса: 1 - сприменением автоэнзимолиза припоследующем воздействии 4%-ым растворомсоляной кислоты и щелочи (эксперимент); 2 -получение хитина традиционнымкислотно-щелочным способом по технологииВНИРО (контроль 1); 3 - с применениемпромышленного ферментного препаратаПротосубтилин Г20Х на стадиипредварительного ферментолиза вконцентрации 0,2 и 1,0% к массе сырья (контроли2 и 3).

Сравнительный анализрезультатов экспериментов, включающихопределение выхода и качественную оценкуполученного полуфабриката хитина, показалвысокую эффективность экспериментальногопроцесса, включающего автоэнзимолиз, прикотором количество депротеинизированногопанциря возрастало до 49,0%, относительно 39,4и 35,2% в контроле 2 и 3. При этом былодостигнуто максимальное удалениесопутствующих хитину азотистых соединений(степень депротеинированияэкспериментальных образцов составила 65%).

Принимая во вниманиедлительность процесса, с учетомнаправленной эффективностиавтоэнзимолиза в качестве гидросредыиспользовали молочную творожнуюсыворотку и растворкомпонентов алоэ, биологически активныевещества которых надежно предотвращаютмикробиологическую порчу, не влияя наактивность ферментов, при этом существенноулучшаются органолептические свойствабиоавтогидролизата (Т. Сенкевич,1989; А.Г. Храмцов, П.Г.Нестеренко, 2004; G. Linden 2000; Г.П. Яковлева, 2006;И.П. Неумывакин, 2007).

Установление оптимальныхпараметров процесса автоэнзимолиза гаммарусаосуществляли путем планированияэксперимента с применением ОЦКП. В качестве частных факторов,подлежащих варьированию и оптимизации,использовали продолжительностьавтоэнзимолиза (авт) и температуру(Тавт). Параметром оптимизации был выбранобобщенный показатель у, включающийкачественную оценку полученногополуфабриката хитина (содержание общегоазота (МN), минеральныхвеществ (ММВ) и потери массыполуфабриката хитина, в % массы сырья(МПФ). Автоэнзимолиз осуществляли пригидромодуле реакционнойсистемы «измельченный гаммарус :биоконсервант» соответственно«1:3».

Таблица 2

План эксперимента пооптимизации процесса автоэнзимолизагаммаруса при

биоконсервировании молочнойсывороткой ирезультаты его реализации

План эксперимента

Частные отклики

Обобщенный параметроптимизации,у

авт, ч

Tавт,°C

МN,%

ММВ,%

МПФ,%

1

48

40

4,9

35,9

58,0

0,1967

2

12

40

6,1

28,0

51,0

0,3040

3

48

20

4,7

36,7

57,3

0,2020

4

12

20

5,8

35,3

49,9

0,3587

5

48

30

5,0

30,4

56,5

0,0945

6

12

30

5,5

33,3

52,8

0,2338

7

30

40

4,8

34,9

54,5

0,1655

8

30

20

5,7

32,8

49,2

0,2814

9

30

30

5,2

35,8

56,2

0,2360

Реализация планаэксперимента (табл. 2) и обработка егоданных позволили получить уравнение (1),адекватно связывающее качествополуфабриката с изменяемымифакторами:

у = 0,1855 - 0,0672x1 -0,0293x2 + 0,0123x1x2 + 0,0039х12 +0,0632х22 (1)

Графическая интерпретация полученной модели(рис. 3)нагляднопоказывает области локализации процесса, анализ которых, а такжеучет видовойспецифики биоконсервирования позволили установить следующие рациональные значенияпроцесса автоэнзимолизагаммаруса:продолжительность процесса авт- от 37 до 42 ч;температураTавт - от 26 до 32°C.

Обоснование процессадеминерализации полуфабрикатахитина, полученного послеудаления продуктов автоэнзимолизафильтрованием и промывкой водой, велихимическим воздействием соляной кислотой, чторекомендовано при получении хитина измелких ракообразных (В.М. Дацун, Е.Э.Куприна, Л.А. Нудьга, R.A.A.Muzzarelli, 1977).

Оптимизацию процессавели с применением ОЦКП. В качестве частныхфакторов варьировали концентрациюраствора соляной кислоты (Ск) ипродолжительность деминерализации (ДМ).Параметром оптимизации был выбранобобщенный показатель у, включающийкачественную оценку деминерализованногополуфабриката хитина по содержаниюминеральных веществ (ММВ) ипотери массы полуфабриката хитина, в %массы сырья (МПФ).

В результате былаполучена модель (формула 2, рис. 4), адекватносвязывающая качество конечного продукта сфакторами деминерализации полуфабрикатахитина. Параметры оптимума областилокализации, определенные погеометрической модели, были следующими:концентрация растворасолянойкислотыСк - от 5,5 до 7,5 %, продолжительностьпроцесса ДМ - от 3,5 до 6 ч.

у = 1,471 - 0,823x1 - 0,183x2 + 0,098x1x2 + 0,445x12 +0,089x22 (2)

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»