WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |
  1. На правах рукописи

ЗЕМЛЯКОВА Евгения Сергеевна

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОПОРНО-КАРКАСНЫХ И

ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ СУДАКА НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ

ПРОДУКТЫ

05.18.04 Технология мясных, молочных, рыбных

продуктов и холодильных производств

05.18.07 Биотехнология пищевых продуктов

Автореферат

    1. диссертации на соискание ученой степени
    2. кандидата технических наук

Калининград – 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калининградский государственный технический университет» (ФГОУ ВПО «КГТУ»)

Научный руководитель почетный работник высшего

образования России,

доктор технических наук, профессор

Мезенова Ольга Яковлевна

Официальные оппоненты: заслуженный работник

рыбного хозяйства России,

доктор технических наук,

старший научный сотрудник

Андреев Михаил Павлович

почетный работник

рыбного хозяйства России,

доктор технических наук,

старший научный сотрудник

Новикова Маргарита Владимировна

Ведущая организация Всероссийский научно-

исследовательский технологический

институт биологической

промышленности (ВНИИТИБП) РАСХН

Защита состоится «25» декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 307.007.01 при ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» по адресу: 236000, г. Калининград, Советский проспект 1. Факс (4012) 91-68-46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»

Автореферат разослан « » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Н.Л. Великанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сегодня в России ситуация со здоровьем населения по данным Института медико-биологических проблем РАН приближается к критической - абсолютно здоровых людей насчитывается не более 4 %. При этом одним из наиболее распространенных заболеваний, обусловленным нарушением обмена веществ в хрящевой и костной тканях, является остеоартрит (остеоартроз), при котором разрушается суставный хрящ и прилегающая костная ткань. Им страдают 33-48% всего населения планеты. Для предотвращения этого заболевания рацион человека наряду с питательными веществами для восстановления деградирующих тканей должен содержать и другие биологически активные вещества, участвующие в их регенерации - витамины, минеральные вещества, антиоксиданты, минорные компоненты.

По данным многочисленных исследований пища современного человека не может полностью обеспечить организм всеми необходимыми нутриентами, поэтому использование специальных биопрепаратов в качестве концентратов природных биологически активных веществ, предназначенных для компенсации химических потерь, а также функциональных (обогащенных) продуктов является важной социальной задачей (Пилат, 2002; Тутельян, 2008 и др.).

Вторичное природное сырье, в том числе опорно-каркасные и покровные ткани (ОКиПТ) рыб (кожа, кости, чешуя, плавники, головы), многими учеными рассматриваются как источник таких полезных для человека веществ, как протеины, витамины, минеральные компоненты, липиды, гликозаминогликаны. Имеются точные сведения о положительном влиянии данных веществ на метаболизм и регенерацию тканей, поврежденных в результате нарушения обменных процессов при заболеваниях костно-хрящевых тканей человека (Алексеева, 1995; Гичев, 2001 и др.). Коллаген, гликозаминогликаны и минеральные вещества, содержащиеся в ОКиПТ, являются готовым «строительным материалом», который способен внедряться в очаги воспаления и уменьшать его интенсивность (Данилевская, 2002; Руденко, 2006 и др.). Потому они входят в состав многих медицинских и профилактических препаратов, поддерживающих функции опорно-двигательного аппарата человека (Пилат, 2002).

С учетом выше изложенного представляется перспективной разработка комплексной технологии переработки опорно-каркасных и покровных тканей костистых рыб, богатых названными биологически активными компонентами, необходимыми для получения эффективных биопрепаратов, предназначенных для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата человека. Принимая во внимание, что в Калининградском регионе в значительных количествах накапливаются ОКиПТ судака (до 50% массы вылавливаемой рыбы объемом 400-450 т в год), которые используются только для кормовых целей, является актуальной выработка из данного сырья пищевых функциональных биопрепаратов, полезных при остеоартритных заболеваниях.

Традиционным при лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата человека является применение лекарственных растений, которые благодаря наличию комплекса многих биологически активных компонентов (витаминов, гликозидов, флавоноидов, органических кислот, минеральных веществ и др.) способствуют повышению эффективности процесса восстановления больных тканей. С учетом биопотенциала данного сырья и рациональных способов его использования целесообразным видится применение популярных (например, шиповника) растений в виде водно-спиртовых фитоэкстрактов. Это позволяет не только обогатить продукт фитопарафармацевтиками, но и улучшить его органолептические качества, а также усовершенствовать технологию и избежать опасных консервантов в готовом продукте (Соколов, 2000).

Вопросами получения препаратов хондропротекторного и остеотропного действия из гидробионтов занимались многие ученые: Албулов А.И., Блинов Ю.Г., Бочаров Л.Н., Быкова В.М., Варламов В.П., Вахрушев А.И., Дацун В.М., Ежова Е.А., Каленик Т.К., Ковалев Н.Н., Максимова С.Н., Мукатова М.Д., Мухин В.А., Немцев С.В., Новиков В.Ю., Пивненко Т.Н., Сафронова Т.М., Слуцкая Т.Н., Сорокоумов И.М., Суховерхова Г.Ю., Сытова М.В., Харенко Е.Н., Эпштейн Л.М., Apinya А., Sittiwat L., Suthasinee N., Manop S. и др. Однако в их работах предложены технологии переработки хрящевых тканей таких рыб, как акулы, скаты, осетровые или морепродуктов (иглокожие беспозвоночные). Имеются также единичные данные по использованию биопотенциала твердых тканей костистых рыб (Суховерхова, 2006). Следует отметить, что известные работы преимущественно направлены на получение концентрированных препаратов хондроитинсульфата, что обуславливает потери значительной части биопотенциала других ценных нутриентов (минеральных веществ, глюкозамина, аминокислот и др.), необходимых для регенерации костно-хрящевых тканей человека. Кроме того, известные технологии преимущественно основаны на химическом подходе к производству, при этом продукт не всегда имеет приятные сенсорные свойства.

Принимая во внимание изложенное, представляется актуальным разработать способ комплексной переработки ОКиПТ рыб с использованием экстрактов растений, позволяющий получить пищевые биологически активные препараты с синергическим остеотропным и хондропротекторным действием и обладающий улучшенными органолептическими характеристиками. Для этого целесообразно использовать биотехнологический метод деградации сырья путем его ферментации в среде фитокомпонентов, что позволит не только сохранить его биопотенциал, но и обогатить продукт фитопарафармацевтиками. При этом обеспечивается надежность, безотходность и экологичность производства.

Цель работы заключалась в разработке на примере судака комплексной переработки опорно-каркасных и покровных тканей рыб для получения пищевых функциональных препаратов хондропротекторного и остеотропного действия. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

  • провести анализ научной литературы в области получения и применения биологически активных препаратов и функциональных продуктов;
  • исследовать биопотенциал ОКиПТ балтийского судака и возможность их комплексной переработки;
  • получить математическую модель и оптимизировать процесс ферментативного гидролиза ОКиПТ коллагеназой в среде фитоконсерванта;
  • разработать схемы дообработки растворимого продукта гидролиза и высокоминерализованной части ОКиПТ судака;
  • исследовать качество полученных биопрепаратов, отметить особенности органолептических признаков готовых форм;
  • оценить биологическую безопасность полученных препаратов, провести клинические испытания;
  • разработать комплексную технологию переработки ОКиПТ судака;
  • показать функциональность, обосновать рациональные схемы употребления и суточные дозы новых биопрепаратов;
  • провести производственные испытания и оценить эффективность работы;
  • подготовить проекты нормативной документации.

Научная новизна.  Обоснована технология комплексной переработки опорно-каркасных и покровных тканей судака на пищевые функциональные препараты, предназначенные для людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Изучен химический состав рыбного вторичного сырья, на основании которого обоснован биотехнологический способ его ферментативной деструкции пищевой коллагеназой в водно-спиртовом экстракте плодов шиповника. Способ позволяет перевести в растворенное состояние из ОКиПТ основную массу биологически активных веществ хондропротекторного действия, эффективных в высушенном состоянии (препарат «Хондроэффектин») и получить мелкодисперсную высокоминерализованную композицию нерастворенных ингредиентов, активных в составе биопрепарата остеотропной направленности (препарат «Протеоминераль»). Разработана математическая модель ферментативного гидролиза биотканей, связывающая выход растворенной фракции БАВ, массовые доли в ней сухих веществ и аминного азота, органолептическую оценку биопрепарата «Хондроэффектин» с продолжительностью ферментации и количеством коллагеназы, позволившая оптимизировать их значения. Исследованы качественные характеристики готовых высушенных форм препаратов «Хондроэффектин» и «Протеоминераль», подтвердившие их функциональность. С применением профильного метода охарактеризованы особенности органолептических признаков вкуса и запаха новых биопродуктов. Определены минеральный и жирнокислотный составы препаратов, представленные ценными микроэлементами (кальций, фосфор, магний и др.) и эссенциальными жирными кислотами (класса 3 и 6), определено содержание аскорбиновой кислоты, биофлавоноидов. С применением инфузорий Stylonichia mytilus и мышей белых показана биологическая безопасность препарата «Хондроэффектин», в клинических испытаниях установлен положительный эффект его применения.

Новизна технологического решения подтверждена Патентом РФ №2355240 на «Способ получения препарата хондропротекторного действия».

Практическая значимость работы  заключается в выявлении перспективных сырьевых источников для производства доступных функциональных биопрепаратов, предназначенных для поддержания функции опорно-двигательного аппарата человека. На примере ОКиПТ судака разработан эффективный способ комплексной, безотходной, экологически безопасной переработки вторичного сырья рыбоперерабатывающих производств. Результаты экспериментальных исследований положительно апробированы в производственных условиях ООО «Калининградский морепродукт» (г. Светлый). Разработаны проекты нормативной документации на сырье и готовые биопрепараты «Хондроэффектин» и «Протеоминераль». Обоснованы исходные требования на оборудование по комплексной переработке вторичных рыбных отходов на биопрепараты хондропротекторного и остеотропного действия. Показана эффективность производства новых функциональных продуктов.

На защиту выносятся:

  • результаты научного проектирования ферментативной переработки опорно-каркасных и покровных тканей судака;
  • показатели качества препаратов «Хондроэффектин» и «Протеоминераль», обосновывающие их биологическую ценность, безопасность и функциональность (органолептические, физико-химические, биологические).

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на IV Съезде Общества Биотехнологов России (Москва, 2006), международной научно-практическая конференции «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (Краснодар, 2007), III международной научно-технической конференции "Низкотемпературные и пищевые технологии" (Санкт-Петербург, 2007), международной научно-практической конференции, посвященной 5-летию со дня основания факультета биотехнологии, товароведения и экспертизы товаров (пос. Персиановский, 2008), международной научно-практической конференции «Биотехнология. Вода и Пищевые продукты» (Москва, 2008), международной научной конференции «Исследования Мирового океана» (Владивосток, 2008), научно-практической конференции Общества Биотехнологов России "Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы" (Светлогорск, 2008),  V съезде Общества Биотехнологов России (Москва, 2008), VI Юбилейной международной научной конференции, посвященной 50-летию пребывания КГТУ на Калининградской  земле "Инновации в науке и образовании - 2008" (Калининград, 2008), Первой международной научно-практической конференции, посвященной 450-летию города Астрахани "Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем" (Астрахань, 2008), международной научно-практической конференции «Олимпиада 2014: Технологические и экологические аспекты производства продуктов здорового питания» (Краснодар, 2009), Международной научно-технической конференции «Наука и образование – 2009» (Мурманск, 2009), VII международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2009» (Калининград, 2009), VII международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (Светлогорск 2009), заседаниях кафедры пищевой биотехнологии (2006-2009 гг.).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 Патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, методическую часть, результаты и их обсуждение, выводы, литературу (210 источников, в т.ч. 47 зарубежных). Работа изложена на 233 стр. компьютерного текста, содержит 39 таблиц,  14 рисунков и 14 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






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