WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |

На правах рукописи


КРУГЛИК ВладимирИванович

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕОБОСНОВАНИЕ И

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯТЕХНОЛОГИЙ

ГИДРОЛИЗАТОВ МОЛОЧНЫХБЕЛКОВ И

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХПРОДУКТОВ

С ИХИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Специальность 05.18.04 -технология мясных, молочных, рыбныхпродуктов

ихолодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени

доктора техническихнаук

Кемерово 2008

Работа выполнена в ГНУВсероссийский Научно-исследовательскийинститут детского питанияРоссельхозакадемии (ГНУ ВНИИ ДПРоссельхозакадемии) и ОАО«Нутринвестхолдинг»

Официальныеоппоненты: доктортехнических наук, профессор,

лауреат Государственныхпремий СССР и РФ

Э.С. Токаев

(заведующий кафедройтехнологии продуктовдетского и функционального питанияГОУ ВПО МГУПБ)

доктор технических наук,профессор

И.А. Смирнова

(заведующая кафедройтехнологии молока и молочных продуктов ГОУВПО КемТИПП)

доктор технических наук,заслуженный работник пищевой индустрииГ.Б. Гаврилов

(директор ГУ Ярославскийгосударственный институт качества сырья ипищевых продуктов)

Ведущаяорганизация: ГНУСибирский научно-исследовательскийинститут сыроделия Сибирского отделенияРоссийской академии сельскохозяйственныхнаук (ГНУ СибНИИС СОРоссельхозакадемии)

Защита диссертациисостоится 19 февраля 2008 г в 10.00 ч назаседании диссертационного совета Д212.089.01в ГОУ ВПО Кемеровский технологическийинститут пищевой промышленности по адресу:650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КемТИПП.С авторефератом можно ознакомиться наофициальном сайте ВАК Минобрнауки РФ(http://vak.ed.gov.ru/announcements/techn/).

Автореферат разослан 9января 2008 года

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидат техническихнаук, профессор Н.Н.Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальностьработы. Рациональное питание способствуетсохранению здоровья, профилактикезаболеваний, а также создает условия дляповышения способности организмапротивостоять неблагоприятнымвоздействиям окружающей среды ипереносить физические ипсихоэмоциональные нагрузки. Наприоритетную значимость питания указываетпостановление Правительства РФ №917 от 10.08.98«О Концепции государственной политики вобласти здорового питания населенияРоссийской Федерации», рассчитаннойна периоддо 2010 г.

Особое место всовременной нутрициологии занимаетпроблема пищевой недостаточности прикритических состояниях. Агрессивныевоздействия любой этиологии (травмы,ранения, кровопотери, ожоги, хирургическиевмешательства), а также патологическиепроявления (онкологические, инфекционныезаболевания, воспалительные процессы впечени и поджелудочной железе) развиваютнеспецифические реакции гиперметаболизмаи гиперкатаболизма. Это приводит кнарушениям обмена белков, углеводов,липидов, усиленному расходууглеводно-липидных компонентов и распадутканевых белков. При этом основной чертойвсей совокупности изменений обменавеществ является сочетание резкогоповышения потребностей организма вбелково-энергетических субстратах соснижением толерантности к белку пищи.Специфические требования такжепредъявляются к белковой составляющейрациона больных наследственнымизаболеваниями аминокислотного обмена,пищевой аллергией, в том числе, детейпервого года жизни.

В соответствии свышеизложенным и с учетом опыта зарубежныхстран, существует доказаннаянеобходимость промышленного производствапродуктов специализированного питания,назначаемых больным в критическихсостояниях или при нарушении функциипищеварения. Как правило, в их составвходят гидролизаты белков с различнойглубиной гидролиза, которые оказываютсязачастую единственным средством лечебноговоздействия, обеспечивающимжизнедеятельность и полноценное развитиебольных детей и взрослых с различнойпатологией.

Ввиду актуальностивопроса создания специализированныхпродуктов (СП) с заданными свойствами впоследние годы отмечается значительноеусиление интереса исследователей кпроцессам их получения. В нашей стране в70-80-х гг. прошлого столетия были созданы ивнедрены в клиническую практикуотечественные пищевые смеси,использование которых положительноповлияло на результаты лечения многихкатегорий больных и тяжелопострадавших.

Вклад в освоениетехнологии продуктов дляспециализированного питания, в т.ч. наоснове молочных белков, внесли В.Г.Высоцкий, Г.Б. Гаврилов, И.А. Евдокимов,П.Ф. Крашенинин, К.С. Ладодо, Н.Н. Липатов,Н.Н. Липатов (мл.), М.Ф. Нестерин, А.А.Покровский, Т.С. Попова, И.А. Рогов, Ю.Я.Свириденко, Н.А.Тихомирова, Э.С.Токаев,В.А.Тутельян, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов,А.П. Чагаровский, А.М. Шалыгина, В.А.Шатерников, другие отечественные изарубежные ученые.

Однако, в начале 90-х гг. вРоссийской Федерации выпуск СПпрекратился, и в течение последующих 10 летна рынке были представлены толькозарубежные продукты.

В этой связинаправление по созданию ферментативныхгидролизатов молочных белков (ФГМБ) и СП наих основе следует признать принципиальноновым, позволяющим решить важныесоциальные проблемы, а также расширитьзнания в области лечебного питания, чтоуказывает на актуальностьвыполненных исследований.

Цель и задачиисследований. Целью диссертационной работыявляется теоретическое обоснование,исследование биотехнологических ифизико-химических закономерностейполучения ФГМБ, а также разработкатехнологий СП с их использованием.

Для достиженияпоставленной цели определены следующиезадачи:

- оптимизировать условияферментативного гидролиза (ФГ) молочныхбелков с различным фракционным составом взависимости от технологическихфакторов;

- оценить изменениекачественного и количественного составапептидных фракций, ихмолекулярно-массового распределения (ММР),остаточной антигенности (АГ) и содержаниясвободных аминокислот в процессегидролиза;

- изучить влияниемембранной очистки и фракционированияФГМБ на показатели их качества;

- разработать принципырасчета процессов мембранногофракционирования ФГМБ;

- исследоватьзакономерности удаления фенилаланина изФГМБ с использованием методаадсорбционной хроматографии (АХр);

- обосноватьпринципиальную технологическую схемуполучения ФГМБ и разработать частныетехнологии получения ФГМБ с направленнорегулируемыми составом исвойствами;

- разработатьблочно-модульные схемы и технологии ФГМБ иСП с их использованием;

- использоватьполученные результаты и установленныезакономерности гидролиза, мембраннойочистки и фракционирования, АХр ФГМБ дляразработки нормативной документации иосвоения промышленного производства СП наих основе.

Научная новизна работы:

- исследованыособенности ФГ молочных белков взависимости от их фракционного состава,происхождения ферментных препаратов, ихконцентрации, температуры, активнойкислотности, применения рН-статирования идругих факторов;

- показано, что решающаяроль в формировании качественного иколичественного состава пептидных фракцийФГМБ принадлежит природе используемогоферментного препарата,фермент-субстратному соотношению иусловиям гидролиза;

- изучено изменениехарактеристик ФГМБ (ММР,содержания свободных аминокислот,остаточной АГ и др.) в процессе очисткиультрафильтрацией (УФ) и фракционированиянанофильтрацией (НФ). Врезультате достигнуто снижение АГгидролизатов молочных белков, достаточноедля их использования в лечебных илечебно-профилактических СП. Полученыгидролизаты концентрата сывороточныхбелков (КСБ) с улучшеннымихарактеристиками в сравнении ссуществующими аналогами;

- разработаны принципы и методики расчетамембранной обработки для получения ФГМБ сзаданным составом и свойствами с учетомосновных технологических факторов;

- исследованызакономерности и оптимизированы условияпроцесса селективной сорбции фенилаланинаиз различных видов ФГМБ с использованиемАХр, получены ФГМБ с содержаниемфенилаланина, сопоставимым с аналогичнойхарактеристикой смесей кристаллическихl-аминокислот;

- предложенафункциональная классификация ФГМБ иСП;

- исследованы пищевая,биологическая и энергетическая ценностьФГМБ и СП, полученных на их основе, а такжеих клиническая эффективность.

Практическаязначимость и реализация результатовработы в промышленности. Созданы оригинальные технологии, новизнатехнических решений которых подтверждена авторскими свидетельствами,патентами и положительными решениями на выдачу патентов№№1358890, 1369710,1446705, 1457192, 1522462, 1608866,1614169, 1622967,1658433, 1663800,1827771, 1839085, 2017427,2019971, 2054264, 2262240, 2290822, 2290823,2290824, 2005114358/13,2005114361/13, 2005114365/13,2006122680/13). Предложена принципиальнаятехнологическая схема и разработанычастные технологии ФГМБ с использованиемразличных процессов во взаимосвязи.Обоснована блочно-модульная схемаполучения ФГМБ и широкой гаммы СП на ихоснове. Указанные разработкивнедрены в производство (ТУ9229-127-17023360-03, ТУ9229-133-17023360-04, ТУ9229-149-17023360-03, ТУ9229-151-17023360-04, ТУ9229-152-17023360-04, ТУ9197-163-17023360-05, ТУ 9229-176-17023360-07).

Апробация работы.Основные результаты работы доложены иполучили одобрение на симпозиумах,конгрессах, конференциях, семинарах исовещаниях различного уровня (Киев, 1987;Москва, 1987, 1988, 1990, 1995; Ереван, 1987; София, 1988;Углич, 1988; Вологда, 1988; Минск, 1989; Одесса, 1990;Могилев, 1990; Монреаль, 1990; Краснодар, 1993;Тюмень, 1995; Гродно, 1995; Истра, 1997;Санкт-Петербург, 2006).

Публикации. Поматериалам диссертации опубликовано болееста печатных работ, в том числе двемонографии, статьи в журналах,рекомендованных ВАК для публикацииосновных материалов диссертаций, научныхтрудах институтов, материалахМеждународного молочного конгресса,симпозиумов, конференций, а такжеописаниях авторских свидетельств,патентов и заявок на выдачу патентовРФ.

Структура и объемработы. Диссертация состоит из 9 глав, в томчисле введения, аналитического обзора,методической части, результатовсобственных исследований и их анализа,выводов, списка использованных источниковлитературы и приложений. Основной текстработы изложен на 310 страницахмашинописного текста, содержит 75 таблиц, 32рисунка, 388 литературных источников иприложения, отражающие масштабыреализации работы.

Основные положения, выносимые назащиту:

- физико-химические ибиотехнологические закономерностиполучения ФГМБ, предназначенных дляиспользования в СП лечебной илечебно-профилактическойнаправленности;

- результатыизменений качественных и количественныххарактеристик ФГМБ (степени гидролиза, ММРбелковых фракций, АГ и содержаниясвободных аминокислот) в процессегидролиза и различных мембранныхобработок;

- требования кисходным ФГМБ и параметрытехнологического процесса АХр,обеспечивающие освобождение ФГМБ отфенилаланина до уровня, соответствующегосовременным подходам к диетотерапиибольных фенилкетонурией (ФКУ);

- концепциясоздания ФГМБ с направленно регулируемымисоставом и свойствами;

-блочно-модульная схема и технологииполучения ФГМБ и СП на их основе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснованаактуальность, научная новизна ипрактическая значимость диссертационнойработы.

Глава 1.Научные и практические предпосылкиразработки современных технологий ФГМБ(аналитический обзор). Рассмотрен вопрос о роли белка впитании здорового и больного человека. Этиданные в дальнейшем использованы приразработке функциональной классификацииФГМБ и СП на их основе. Сформулированымедико-биологические требования кбелковым компонентам СП и определеныосновные параметры, определяющие ихкачество, включая биологическую ценность,содержание отдельных аминокислот, ММРпептидных фракций, остаточную АГ,осмолярность. Представлены данные,свидетельствующие о преимуществахиспользования пептидных фракций ФГМБ вкачестве белковых компонентов различныхСП. Рассмотрены общие вопросы полученияферментативных гидролизатов пищевыхбелков с позиции активности испецифичности применяемых ферментныхпрепаратов, режимов и кратности обработки.Проанализированы данные мировой патентнойлитературы об основных технологическихподходах к получению ФГМБ, методах ихмембранной очистки и фракционирования,селективной сорбции фенилаланина,технологии СП на основе ФГМБ иаминокислотных смесей.

Глава 2. Обоснованиенаправлений собственных исследований, ихцель и задачи. В главепоказано, что в области технологии СП наоснове ФГМБ имеется ряд важных нерешенныхзадач. Недостаточно разработаны подходы кполучению ФГМБ на основе сывороточныхбелков, как наиболее перспективного ввидуего высокой биологической ценности.Необходимо также разработать технологиигидролиза, позволяющие получать ФГМБ как сглубокой, так и со средней степеньюгидролиза. Для ФГМБ с глубокой степеньюгидролиза критически важным являетсяснижение АГ до уровня не выше 1.10-5 от исходного белка,что практически недостижимо прииспользовании существующихтехнологических подходов. Длягидролизатов со средней степеньюгидролиза, помимо показателя АГ,необходимо достижение невысокойосмолярности и удовлетворительныхвкусовых свойств. Это может бытьосуществлено за счет снижения содержания вФГМБ свободных аминокислот и увеличениядоли фракции «средних пептидов».

Особенностью ФГМБ,предназначенных для полученияудовлетворяющих современным требованиямпродуктов для питания больных ФКУ,является средняя молекулярная массапептидов, которая должна быть как можноменьшей, чтобы обеспечитьвысокоэффективную сорбцию фенилаланина. Влитературе в настоящее время не освещенытехнологии получения таких гидролизатовна основе сывороточных белков, а такжеоптимальные методы селективной сорбциифенилаланина из различных ФГМБ. Поэтомуразработка универсальной схемы и частныхтехнологий ФГМБ, а также обобщенной схемыблочно-модульного типа для получения СПявляется одной из важнейших задачсовременных технологий.

В заключение главысформулирована цель и задачиисследований.

Глава 3. Структураисследований, организация эксперимента,объекты и основные методы исследований.Теоретические иэкспериментальные исследования выполненыв 1986-2007 гг. в соответствии с поставленнымизадачами в ГНУ Всероссийском НИИ детскогопитании Россельхозакадемии (г. Истра), атакже в научно-исследовательском центреОАО «Нутринвестхолдинг». Общая схемаисследований представлена на рис. 1. Весьцикл исследований состоял из несколькихлогически взаимосвязанных этапов.

Первый этап работы связан с обобщениемматериалов отечественных и зарубежныхспециалистов по теме исследований. Наосновании анализа информации обосновананеобходимость создания СП на основе ФГМБ,сформулирована цель и задачи собственныхисследований.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |






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