WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

НГУЕН ХАЙ ИЕН

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ ИЗ ПРЕСНОВОДНОГО МОЛЛЮСКА ДРЕЙССЕНЫ (DREISSENUM POLYMORPHA PALLAS) И ЗЕЛЕНОЙ МИДИИ (PERNA VIRIDIS)

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов

и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва, 2009

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»).

Научный руководитель: доктор технических наук,

Новикова Маргарита Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Боева Нэля Петровна

кандидат технических наук,

Цибизова Мария Евгеньевна

Ведущая организация: ФГУП "Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича" (ФГУП «ПИНРО»).

Защита состоится: « 14 » октября 2009 г. в 13 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, дом 17. Факс: (499) 264-91-87; е-mail: fishing@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»).

Автореферат разослан « 11 » сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук Татарников В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время жители большинства стран мира страдают от белковой и аминокислотной недостаточности, нехватка пищевого белка является острой социальной проблемой современного мира. Дефицит полноценного по аминокислотному составу белка в рационах питания сопровождается неспособностью соответствующих защитных систем организма адекватно отвечать на неблагоприятные воздействия окружающей среды, что резко повышает риск развития ряда заболеваний.

В связи с этим в мире активно разрабатывались и разрабатываются технологии промышленного производства пищевого белка и аминокислотных препаратов на основе сырья растительного и животного происхождения.

В рыбной промышленности основным сырьем для получения белковых и аминокислотных препаратов является рыба, по тем или иным причинам непригодная для традиционных способов переработки, беспозвоночные и отходы от разделки сырья.

Одним из направлений переработки сырья в легкодоступные для усвоения организмом человека белки и аминокислоты является его частичный или полный гидролиз любым из существующих способов – кислотным, щелочным, ферментативным или ферментативно-кислотным.

Из научных публикаций следует, что гидролиз, кислотный или ферментативный, применяется как один из способов получения биологически активных добавок (БАД), в основном из беспозвоночных и отходов их разделки (Рехина; Новикова; Давидович; Беседнова; Эпштейн).

Беспозвоночные как сырье для получения БАД представляют несомненный интерес благодаря уникальному химическому составу мягких тканей, содержащих полноценный по аминокислотному составу белок, макро- и микроэлементы, таурин, аминосахара, витамины, ПНЖК (Кизеветтер; Сафронова).

Последние годы характеризуются заметным истощением естественных биоресурсов водного происхождения, поэтому возникает проблема, связанная с освоением новых источников сырья для получения БАД, белковых и аминокислотных препаратов. Перспективным сырьем для этих целей может служить пресноводный моллюск дрейссена (Dreissenum рolуmorpha рallas), значительные запасы которой по экспертной оценке в Рыбинском водохранилище составляют 400-800 тыс. тонн, в Плещеевом озере - 15-20 тыс. тонн, а также зеленая мидия (Рerna viridis), обитающая в тихоокеанских прибрежных районах Вьетнама, промышленный вылов которых в настоящее время не освоен.

Исследованиями в области разработки технологии ферментативного гидролиза занимались такие ученые как Черногорцев, Кизеветтер, Ярочкин, Разумовская, Неклюдов, Мухин, Новиков, Круглик и ряд зарубежных ученых.

Принимая во внимание большие запасы дрейссены, а также возможность выращивания зеленой мидии в марикультуре, актуальной представляется разработка технологии рационального использования этих видов сырья для получения пищевой и кормовой продукции с применением ферментативного гидролиза.

Цели и задачи работы. Цель работы – разработка технологии ферментативных гидролизатов из новых видов сырья – дрейссены и зеленой мидии.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать химический состав дрейссены и зеленой мидии;

- обосновать рациональные режимы ферментативного гидролиза и разработать технологическую схему получения гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии;

- обосновать специфичность ферментов по отношению к определенному виду сырья;

- изготовить опытные партии гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии, исследовать их пищевую, биологическую ценность и безопасность потребления гидролизатов;

- изучить биологическую активность гидролизатов;

- исследовать возможность применения гидролизатов в качестве добавки в

пищевые продукты и питательные среды для культивирования мицелия съедобных грибов;

- исследовать химический состав непрогидролированных осадков для

определения возможности их применения в качестве кормовых добавок;

- разработать проекты технической документации (ТУ и ТИ) на сырье и гидролизаты.

- рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной технологии получения ферментативных гидролизатов из дрейссены и мяса зеленой мидии.

Научная новизна работы:

- Разработана ресурсосберегающая технология ферментативных гидролизатов из новых, потенциально промысловых видов сырья – дрейссены и зеленой мидии.

- Установлена зависимость степени гидролиза белков и эффективность использования сырья от вида ферментов (коллагеназа, папаин, флавоэнзим, Сorolаsе® L10 и Сorolаsе® L7089) и условий проведения процесса.

- Научно обоснована субстратная специфичность ферментов Сorolаsе® L10 к белкам дрейссены и Сorolаsе® L7089 к белкам зеленой мидии.

- Изучена возможность применения гидролизатов в качестве белковой добавки в формованные фаршевые изделия и в качестве легкоусвояемых азотсодержащих веществ в питательные среды для культивирования мицелия съедобных грибов.

Практическая значимость работы. Разработана и апробирована в лабораторных условиях технология ферментативных гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии. Разработаны проекты технической документации (ТУ и ТИ) на сырье и гидролизаты. Новизна разработанной технологии подтверждена положительными решениями о выдаче патентов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Рациональные технологические параметры процесса ферментативного гидролиза дрейссены и мяса зеленой мидии для получения пищевых и кормовых продуктов.

2. Обоснованная субстратная специфичность ферментов: Corolase® L10 для гидролиза дрейссены и Corolase® L 7089 для гидролиза мяса зеленой мидии.

3. Использование гидролизатов из дрейссены и мяса зеленой мидии в качестве

пищевых добавок и как компонентов питательных сред для культивирования мицелия съедобных грибов.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на IX Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье», Москва 2007; международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию Саратовского Госагроуниверситета «Вавиловские чтения – 2008»; международной научно-технической конференции «Наука и образование – 2009», Мурманск; Х международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии», Казань 2009; международной научно-практической конференции «Безопасность и качество товаров», Саратов 2009; II Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека», Кемерово 2009; доложены на заседании технической секции ученого совета ФГУП "ВНИРО".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, оформлены 3 заявки на изобретения, на две из них получены положительные решения о выдаче патентов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 139 страницах, содержит 40 таблиц, 12 рисунков и 16 приложений. Список литературы включает 214 литературных источников, в том числе 53 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Обзор литературы» рассмотрены способы получения белковых гидролизатов, ферменты, применяемые для их получения, и характеристика механизма протеолиза. Приведены методы оценки степени гидролиза белка. Сформулированы цели и задачи проведения исследования.

Во второй главе «Экспериментальная часть» представлена программно-целевая модель выполнения работы (рис. 1), приведены объекты и методы

исследования, описана постановка опытов.

Рис. 1. Программно-целевая модель исследований

Содержание общего и небелкового азота определяли по Кьельдалю на автоанализаторе Kjeltecтм Foss - 2300 (Швеция), аминного азота по ГОСТ 7636, содержание жира - по методу Folch (1957) и на автоанализаторе "VELP" (Италия), жирнокислотный состав липидов - методом ГЖХ на приборе GC-17 фирмы «Shimadzu».

Степень гидролиза белка оценивали по процентному соотношению количества небелкового азота к общему и аминного к небелковому.

Определение аминокислотного состава сырья и гидролизатов проводили на анализаторе ААА-835 фирмы «Hitachi» с подготовкой образцов к анализу по методу Мура и Штейна (1954); содержание свободных аминокислот - по методу Jones (1955); триптофана по методу Фюрта (1955).

Эффективность режимов гидролиза оценивали по степени расщепления белков и выходу азотсодержащих веществ из сырья в гидролизат.

Молекулярно-массовое распределение азотсодержащих фракций в гидролизатах анализировали методом хроматографии на колонках Супероза-12 (Швеция), используя в качестве элюента 0,2М раствор NaCL+ азид натрия, с детектированием фракций при длине волны 280 нм на проточном УФ-детекторе UV-1. Хроматограммы интегрировали весовым методом в диапазоне молекулярных масс от свободного до полного объема хроматографической колонки.

Для оценки биологической активности гидролизатов определяли их антирадикальные свойства по методу Glavind (1963), радиозащитную и гемостимулирующую в опытах на мышах-гибридах по утвержденным «Методическим рекомендациям по вопросам определения численности кроветворных колониеобразующих единиц (КОЭ) с помощью тестов экзогенных и эндогенных селезеночных колоний» (МРНЦ РАМН, г. Обнинск).

В соответствии с разработанными рациональными режимами в лабораторных условиях были изготовлены и подвергнуты сублимационной сушке на установке Consol-12 фирмы «Virtis» (США) гидролизаты из дрейссены и мяса зеленой мидии. Для установления возможности применения сухих гидролизатов в качестве пищевой добавки их вводили в количестве 1,5-3,0% для замены фарша в рецептурах формованных изделий. Органолептические показатели формованных фаршевых изделий оценивали по 9-ти балльной шкале (Сафронова, 1998).

Гидролизаты также использовали в качестве компонента питательных сред для культивирования мицелия съедобных грибов. Микологические исследования проводили в лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии РГАУ-МСХА им. Тимирязева. Эксперименты ставили на трех видах грибов – масленок обыкновенный (Suillus luteus), опенок летний (Kuehneromyces mutabilis) и вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus). В качестве питательной среды использовали сусло-агар с добавлением cухих белковых гидролизатов в концентрациях 1, 5, 10,

20 г/л сусло-агара. После инкубации рост мицелия грибов оценивали визуально.

О безопасности потребления гидролизатов определяли по содержанию токсикантов и микробиологическим показателям, которые анализировали согласно существующим ГОСТам и методическим указаниям.

Для статистической обработки экспериментальных данных и построения графических зависимостей использовали стандартные программы Windows ХР, Excel-2003.

В третьей главе «Обоснование режимов гидролиза дрейссены и мяса зеленой мидии» представлены результаты исследования химического состава мяса дрейссены и зеленой мидии, влияние различных режимов гидролиза на эффективность использования сырья и степень расщепления белков. Одним из технологических приемов в переработке двустворчатых моллюсков является предварительное бланширование сырья, позволяющее отделить мясо от створки. Выход бланшированного мяса дрейссены, отделенного от створки вручную в зависимости от сезона добычи составляет 14±0,20%, бланшированного мяса зеленой мидии – 22,5±0,15% от массы моллюска.

Химический состав бланшированного мяса дрейссены характеризуется более высоким содержанием углеводов и липидов, чем мясо зеленой мидии, но более низким содержанием белка (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав сырья, %

Сырье

Сухие вещества

Сырой протеин, (N6,25)

Липиды

Минеральные вещества

Углево-ды

Дрейссена

сырое мясо

бланшированное мясо

20,34±1,04

20,53±1,11

14,83±0,24

14,65±0,18

2,09±0,07

2,06±0,06

1,55±0,01

1,51±0,01

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






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