WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |

- эфирного масла сиспользованием биокатализа на комбинатах«Крымская роза» (Украина) и «Казанлыкскаяроза» (Болгария);

- пектина на заводе ОАО«Виннифрут» (г. Винница, Украина), в ООО«Зеленые линии» (Московская обл., Россия), вРУП «Пищевой комбинат Веселово»(Могилевская обл., Беларусь);

- сока-экстракта-пектина-витамина Р изцитрусового сырья на базе Батумского института аграрныхбиотехнологий и бизнеса;

- белковых препаратов изпшеничных ВСР – на заводе Объединения крахмальныхпредприятий Дольна Крупа (г. Трнава,Словакия);

- соевого и гороховогобелка, а также белка и ПВ при комплекснойпереработке солодовой дробины – в условиях ООО«Гелла-ТЭКО»;

- агара из морскихводорослей и экстрактов из трав иягод,апробирован на Заводе экстрактовагрофирмы «Накотне» (Латвия).

  • Показанацелесообразность использованияферментативно модифицированного пектина иПВ в составе желейных кондитерских имолочных продуктов. Разработана иутверждена ТД на продукты с использованиемпищевых ингредиентов: ТУ № 922900-09804757-98«Пудинг плодово-ягодный»; ТУ№ 922238-09804737/95 «Йогурт»; ТУ №101481-02 «Творожный десерт».
  • Экспериментальныепрепараты белков и ПВ испытаны сположительным результатом в технологиивареных колбас на базе ВНИИМП им. В.М.Горбатова и в промышленных условияхмясокомбината фирмы «Мясо» (г.Братислава, Словакия).
        • Дана положительнаяоценка использования растительных ПВ всоставе пшеничного хлеба вопытно-промышленных условиях ГосНИИХП.Установлено улучшение качества хлеба прииспользовании тыквенных, пшеничных исолодовых ПВ. Показана возможностьиспользования в составе вареных колбас ПВ(солодовых и тыквенных), обеспечивающихувеличение ВУС и улучшениеорганолептических показателей.
        • Результатыисследований использованы в учебномпроцессе при подготовке студентов поспециальностям «Пищевая биотехнология» и«Биотехнология» (курс лекций, учебноепособие, 6 лабораторныхпрактикумов).

Апробацияработы. Результатыисследований представлялись наМеждународных и Всероссийских съездах и симпозиумах, в томчисле на IV Всесоюзномбиохимическом съезде (Рига, 1979); Международномсимпозиуме по ферментам (Канада, 1980); IV и VII съездахВсесоюзного микробиологического общества(Рига, 1980; Алма-Ата, 1985); IVсимпозиуме поэфиромасличным растениями маслам (Симферополь,1985); II Международномсимпозиуме по сахарам и производнымтростника (Куба, 1990); Международном конгрессе«Биотехнология. Состояние и перспективыразвития» (Москва, ежегодно в 2002-2007гг.); II съезде Обществабиотехнологов России (Москва, 2004); Международнойнаучно-технической конференции «Пища,экология, человек» (Москва, ежегодно в 1995-2001 гг.) идругих Международных и Всероссийскихсимпозиумах и конференциях (всего 78).

Работа удостоена двухсеребряныхи двухбронзовых медалей ВДНХ,Знака«Лауреат премии ВОИР» г.Москвы, Дипломов I, II и III степениПравительства Москвы в рамкахМеждународной выставки «Мирбиотехнологии» (2007).

Публикации: По результатам исследованияопубликовано 126 печатных работ, включая 3монографии, учебное пособие, 2 обзора, 12авторских свидетельств и патентов РФ, 7патентов в зарубежных странах, 102публикации в научных журналах и материалахМеждународных и Всероссийских конгрессов,симпозиумов, конференций, из которых 15опубликованы в журналах, рекомендованныхВАК.

Структура и объемработы. Диссертацияпостроена традиционно: включает введение, 7экспериментальных глав, основныерезультаты и выводы, заключение, списокиспользуемой литературы и патентов. Работаизложена на 425 страницах, содержит 53таблицы, 145 рисунков и приложения. Списоклитературных источников и патентовпредставлен 450 работами отечественных изарубежных авторов.

Диссертационная работаявляется обобщением научных исследований,выполненных лично автором, а также вкачестве ответственного исполнителя ируководителя НИР, научногоруководителя выпускныхквалификационных работ ичетырех кандидатских диссертаций,защищенных в период 1998-2007 гг.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы,поставлены цели и определены задачиисследований.

В первой главе «Теоретические ипрактические предпосылки созданиябиокаталитических технологийпродуктов и ингредиентов белковой иуглеводной природы» дан анализ состояния проблемыполучения ферментных препаратов и ихиспользования в пищевых отрасляхпромышленности. Основные работы в даннойобласти представлены учеными: К.А.Калунянцем, И.П. Грачевой, М.В. Гернет, Л.В.Римаревой,Г.А. Ермолаевой, В.А.Поляковым, С.Д.Варфоломеевым, А.П. Синицыным, Г.Б.Бравовой, Э.А. Шишковой, Н.М.Павловой, С.Е.Траубенберг, А.П. Нечаевым, А.А. Кочетковой, Р.Д.Поландовой, Т.А. Ладур.

Обобщеныэкспериментальные данные отечественных изарубежных исследователей в областиферментативного гидролиза белков иполисахаридов пищевого растительногосырья, дан прогноз дальнейшего развитияэтого научного направления.

Во второй главе «Постановкаэксперимента, объекты и методыисследования» представленаобщая структурная схема проведенияэксперимента, которая иллюстрирует взаимосвязь этаповработы, начиная с анализа состояния вопроса и заканчивая разработкой конкретных биокаталитическихтехнологий (рис. 1).

В качестве сырьевыхисточников рассматривали бобовые (соя,горох), зерновые (пшеничные и солодовыеВСР), плодоовощные культуры (яблочные,свекловичные, цитрусовые, тыквенные ВСР),эфиромасличное и чайное сырье, а такжеморские водоросли.

Основнойбиотехнологический объект исследованийпредставлен МФП протеолитического икарбогидразного действия какотечественного, так и зарубежногопроизводства.

Для сравнительнойоценки экспериментальных образцовполисахаридов и белков использоваликоммерческие препараты зарубежных фирм:пектины фирмы «Хёрбстрайт энд Фокс»(Германия) и «Даниско» (Дания); пшеничные,яблочные ПВ, в т.ч. «Витацель»,предоставленные ЗАО «Могунция-Интеррус»;соевые белки «Майсол-90» и «Майсол-21» фирмы«Протеин Продакшн» (США); гороховые белкиNutralys F85M фирмы «Рокетт» (Франция),растворимую гороховую муку фирмы «Паула»(Польша).

Использованысовременные методы исследований иприборная техника с высокоразрешающейспособностью: для выделения -глюкозидазы вгомогенном виде и подтверждения ееоднородности – ионообменная, гель-хроматография,изоэлектрическое фокусирование,седиментационный анализ,центрифугирование в градиенте плотностисахарозы; для определения продуктовферментативных реакций – электрофорез вПААГ, газожидкостная хроматография наприборе Pharmacia (Швеция), спектрофотометрия ит.д.

Каталитическуюактивность ферментов определяли по ГОСТ202643-81 и ТУ 11249895-43-13-92.

Использованыколичественные методы определенияредуцирующих сахаров, основанные наспектрофотометрии, и на углеводноманализаторе «Biotronic». Фракционный составбелков определяли на автоматическомаминоанализаторе.

Методы определенияпектина, гемицеллюлоз, целлюлозы, белка,необходимые для оценки сырья, продуктовферментативного гидролиза, а также готовыхпродуктов и ингредиентов белковой иуглеводной природы,соответствовали ГОСТ (1937-90,1939-90, 12810-79). Использованы термины иопределения пищевых добавок по ГОСТ Р52499-2005.

Микроструктурныеизменения растительной ткани исследовалис помощью электронного микроскопа JSM-U3 сфотографической насадкой;структурно-механические показателиструктурообразователей исследованы спомощью вискозиметра Гепплера иротационного вискозиметра«Реотест-2».

Определение ФТС: ВУС,ЖУС и пр. проводили по методам,предложенным МГУПБ, желирующейспособности –по методу фирмы «Даниско» (Дания).

Метод математическойоптимизации процесса биокатализа так же,как и метод математической статистики дляобработки полученных данныхсоответствовали пакету стандартныхпрограмм.

В главе 3 «Изучение субстратного состава ВСР и каталитических свойств микробныхферментов на природных субстратах» представлены данные обоснованиявыбора растительного сырья спреобладанием белковых или углеводныхкомпонентов, используемых в качествесубстратов для действия МФП при получениипищевых продуктов и ингредиентов.

На основании изученияхимического состава исследуемых видовсырья установлено, что наибольшееколичество белка содержит соеваяобезжиренная мука, далее в порядкеубывания –соевая необезжиренная мука, измельченныебобы сои, а также нетрадиционный вид – гороховая мука внеобезжиренной и обезжиренной форме (рис.2).

Рис. 2. Состав традиционного инетрадиционного источников белка

Особое вниманиеуделялось ВСР пищевых производств какдешевым и перспективным источникамполучения белковых препаратов и ценныхполисахаридов: пектина и нерастворимых ПВ.

При исследовании ВСРнаибольшее содержание белка отмечено впшеничных отрубях и солодовой дробине (рис.3).

Рис. 3. Субстратный составрастительных ВСР

Установлено, чтосодержание гемицеллюлоз в солодовойдробине значительно выше, чем в пшеничныхотрубях, в то время как в отрубяхпреобладает содержание пектиновых веществи крахмала, что объясняется спецификойпервоначальной обработки сырья.

В качестве источниковпищевых полисахаридов исследовали традиционноиспользуемые в промышленности ВСР:яблочные выжимки, свекловичный жом,цитрусовую кожуру, а также нетрадиционныевиды ВСР –измельченные плоды тыквы (после отделениисемян) и соевую окару – отход производствасоевого молока (рис. 4).

Рис. 4. Субстратныйсостав ВСР –источников полисахаридов: 1 – массовая доля

влаги, %; 2– растворимыебелки, углеводы, в т.ч. продуктыгидролиза

крахмала; 3– пектиновыевещества; 4 –гемицеллюлозы; 5 – целлюлоза

Анализируя результатыисследований, сделали вывод оцелесообразности использования дляпектина, наряду с традиционными – яблочными исвекловичными – нетрадиционных источников – тыквенных,цитрусовых и соевых ВСР. Для получения ПВпомимо используемого за рубежом яблочногои пшеничного сырья выбраны тыквенные,свекловичные и солодовые ВСР.

Содержания в сырье и ВСРполисахаридов и белков явилось основой длявыбора ферментов, относящихся ккарбогидразам и протеазам.

Определены основныекаталитические параметры действиякарбогидраз: целлюлазы Trichoderma reesei, -глюканазы Bacillus subtilis и ПТЭ Bacillus macerans на природныесубстраты.

Количестворедуцирующих сахаров, образующихся врезультате гидролиза целлюлозы и глюкана,являлось показателем, по которомуопределялась максимальная скоростьгидролиза субстрата и Константа Михаэлиса(КМ).Кинетические параметры для действия ПТЭопределяли по накоплению галактуроновойкислоты.

Установлено сродствоисследуемой -глюканазы Bacillus subtilis к ячменномуглюкану (КМ = 4,4мг/см3). Из двухисследуемых ПТЭ большую специфичность кяблочному пектину проявляет препарат изкультуры Bacillus macerans (КМ= 27,0 мг/см3) (рис. 5).

Исследованыкаталитические параметры действияпротеолитических ферментов, полученных сиспользованием бактериального штамма Bacillussubtilis на белок сои и гороха. Кинетическиепараметры действия протеазы на белокгороха: Vmax =43,8 мкг/мин, КМ= 27,0 мг/см3; на белок сои Vmax = 44,88мкг/мин, КМ = 23,0мг/см3 (рис.6).

Величина КМ для исследуемой-глюкозидазы,определенная как в прямых координатах, таки по методу двойных обратных величин награфике Лайнуивера-Берка, составляет0,22 мМ. Данные свидетельствуюто высоком сродствеисследуемой -глюкозидазы ксубстрату –пара-нитрофенил--D-глюкопиранозиду (п-НФГ).

Рис. 5. Зависимостьскорости ферментативной реакции отконцентрации субстрата при использовании:а - целлюлазы Trichoderma reesei; б - -глюканазы Bacillussubtilis; в – ПТЭBacillus mаcerans

а

б

Рис. 6. Зависимостьскорости ферментативной реакции отконцентрации субстрата:

а – для протеазы Bacillussubtilis; б – для-глюкозидазAspergillus awamori и Geotrichum candidum

Выделена в гомогеннойформе -глюкозидаза Aspergillus awamori сактивностью 19000 ед/г, что в 45 раз выше, чем висходном препарате. Установлено, чтоданный тип фермента относится карил-глюкозидазам, не гидролизующимцеллобиозу, и действует только нарастительные -D-глюкозиды. Механизм действияфермента проявляется в отщепленииглюкозы от агликона. Учитывая это,исследована субстратная специфичность-глюкозидаз вотношении флавоноидов, полученных изэфиромасличных культур; нарингина,выделенного из цитрусовых плодов, и рутина,входящего в состав катехинов чая (табл.1).

Таблица 1

Субстратнаяспецифичность -глюкозидаз микроорганизмов вотношении стандартного и природныхсубстратов

Субстрат:

продолжительностьгидролиза, мин

Накопление глюкозы в результатедействия

ферментных препаратов,мг/см3

-глюкозидаза Geotrichumcandidum

-глюкозидаза Aspergillusawamori

-глюкозидаза Clostridiumthermocellum (генно-инженерный препарат)

n-нитрофенил--D-

глюкопиранозид:

10

30

60

26,5

40,5

50,5

39,0

52,75

53,5

100,0

120,0

375,0

Флавоноиды

(из эфиромасличных

культур):

10

30

60

18,25

22,38

20,5

14,33

21,5

18,38

120,0

155,0

130,0

Рутин (из сырьячая):

10

30

60

8,8

12,4

19,25

11,5

17,5

21,37

15,0

40,0

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |






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