WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Томчани Ольга Васильевна РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ЙОДКАЗЕИНА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ, ОБОГАЩЕННЫХ ЙОДИРОВАННЫМ БЕЛКОМ Специальность: 05.18.07 - биотехнология пищевых продуктов (перерабатывающие отрасли АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2003 2

Работа выполнена в лаборатории экспериментальной ядерной медицины Медицинского радиологического научного центра РАМН и ООО НПП «Медбиофарм», г.Обнинск Научные руководители: доктор технических наук, профессор Токаев Энвер Саидович кандидат биологических наук Черняев Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Донская Галина Андреевна кандидат технических наук Калинина Людмила Валентиновна

Ведущая организация: Московский государственный университет пищевых производств

Защита состоится «25» марта 2003г. в «14»00 часов на заседании диссертационного совета Д212.149.01 при Московском государственном университете прикладной биотехнологии по адресу: 109316, г.Москва, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ

Автореферат разослан «21» февраля, 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент А.Г.Забашта 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Йод-дефицитные заболевания (ЙДЗ), т.е. различные патологические процессы, поражающие большие группы населения и возникающие там, где в окружающей среде содержится недостаточное количество йода, признаны актуальной проблемой здравоjхранения в 118 странах мира. Мировое сообщество на основе совместных программ таких авторитетных международных организаций, как Всемирная организация здравоjхранения (WHO), Международный совет по контролю за йод-дефицитными заболеваниями (ICCIDD), Детский фонд ООН (UNICEF), поставило целью ликвидировать их к концу XX века. Но, несмотря на предпринятые усилия, вопросы предупреждения этих заболеваний остаются актуальными до настоящего времени во многих странах, включая Россию.

Основной причиной, приводящей к формированию йодного дефицита в организме и последующего развития ЙДЗ, является недостаточное поступление в организм йода из-за низкого содержания его в наиболее распространенных продуктах питания. Среди факторов, влияющих на рост ЙДЗ в настоящее время, следует отметить ухудшение экологической ситуации, радиационные техногенные катастрофы, высокие психоэмоциональные нагрузки. В России список этих факторов расширяется за счет негативных изменений структуры питания большей части населения в новых социально-экономических условиях, нарушения традиционных межрегиональных связей, что привело к уменьшению снабжения продуктами, выращенными на почвах, богатых йодом.

Наиболее эффективным методом борьбы с эндемическим зобом является массовая йодная профилактика, которая заключается в создании продуктов питания с заданным химическим составом и свойствами или в обогащении йодом. наиболее распространенных пищевых продуктов, в частности, соли, хлеба, воды, молока. К сожалению, таких продуктов в России, по сравнению со странами,, Европы и Северной Америки, выпускается еще мало и по количеству, и по ассортименту.

Основные трудности применения неорганических соединений йода для обогащения продуктов питания заключаются в их высокой летучести, возможности разрушения в процессе хранения и переработки, что значительно затрудняет их точное дозирование. Это касается и морских водорослей, так как содержание йода в них непостоянно и зависит от многих факторов (вида и возраста, места и условий произрастания, времени года, технологии переработки и хранения).

Так как проблема предупреждения йод-дефицитных состояний и связанных с ними заболеваний остается актуальной до настоящего времени и требует своего решения, перспективной для этих целей мы считаем новую пищевую добавку органическое биологически активное вещество йодказеин - на основе натурального белка молока, в которой йод связан прочной химической связью в одной из аминокислот - тирозине. Прочность химической связи C-I придает йодказеину важные свойства - устойчивость при длительном хранении и устойчивость к воздействию температур, и в то же время в организме йод легко отщепляется от белка, выполняя впоследствии свою физиологическую роль.

Цель исследования. Разработка технологии йодказеина и способа обогащения молочных продуктов йодированным белком для профилактики йоддефицитных состояний у населения.

Основными задачами

исследования были:

1. Определение параметров технологического процесса производства йодказеина с целью получения продукта с максимальным содержанием связанного йода и сведением до минимума потерь белка при производстве.

2. Разработка методик определения общего и свободного йода в йодированном белке для контроля его качества.

3. Исследование свойств йодказеина для подтверждения включения йода в структуру белка и определения условий его внесения при производстве обогащенных продуктов питания.

4. Разработка технологии обогащения молочных продуктов йодированным белком.

Научная новизна. Получены зависимости концентрации связанного йода в йодказеине от концентрации буфера, взятого для растворения исходного белка, ихлористого йода как йодирующего агента. Разработаны методики определения общего и свободного йода в йодированных белках. Исследована зависимость содержания связанного йода в йодказеине от температуры. Установлены рациональные концентрации йодказеина и определены стадии его внесения при производстве молочных продуктов, обогащенных йодированным белком.

Научная новизна, положенная в основу разработанной технологии йодказеина, подтверждена патентом №2188648, приоритет от 11.08.2000 г.

Практическая значимость работы. Методика определения свободного йода в йодказеине и результаты отработки основных параметров его получения использованы при разработке технических условий (ТУ 9229-001-48363077-99) и опытнопромышленного регламента производства пищевой добавки йодказеин и внедрены в производство.

Разработанная техническая документация на молочные продукты, обогащенные йодированным белком (ТУ 9220-004-48363077-2000, 9220-005-48363077-2000, 9220-00648363077-2000, 9220-007-48363077-2000), утверждена Департаментом Госсанэпиднадзора Министерства здравохранения РФ и внедрена на 70 предприятиях молочной промышленности, объем производства составляет около 900 тонн в месяц.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены и докладывались на семинаре-презентации инновационных научно-технических проектов «Биотехнологии-2000» (Пущино, 2000 г.), семинарах «Стандартизация и контроль качества молочных продуктов. Новые технологии и пищевые добавки в молочной промышленности» (Москва, 2001), «Новые технологии в молочной промышленности.

Стандартизация и контроль качества молочных продуктов» (Киев, 2002), Всероссийской научно-практической конференции «Беззотходная технология использования сырья при выработке сыра, масла и цельномолочных продуктов» (Адлер, 2002). Диссертация апробирована на научной конференции Экспериментального радиологичесюгс сектора Медицинского радиологического научного центра РАМН 21 ноября 2002 г.

Публикации. Основные результаты работы изложены в 14 публикациях, в том числе 8 статей, 5 тезисов докладов, 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, описания используемых материалов и методов, экспериментальных результатов исследований, их обсуждения и выводов. Работа изложена на 133 страницах (включая список литературы), иллюстрирована рисунками и 23 таблицами. Список цитируемой литературы включает 131 источник.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой научной проблемы, определены цель и задачи исследования, научная новизна работы и ее практическая значимость.

В обзоре литературы освещены механизм и известные методы йодирования белков, области их применения, проанализированы современные тенденции профилактики йод-дефицитных состояний в мире, способы обогащения пищевых продуктов йодсодержащими добавками, основные направления в разработке молочной продукции лечебно-профилактического назначения.

Материалы и методы исследования В качестве сырья для получения йодированного белка был выбран технический соляно-кислотный казеин высшего сорта, получаемый из коровьего обезжиренного молока (ГОСТ 17626-81). Йодирование протеина проводили в карбонатном буфере раствором хлористого йода. Для сушки йодказеина-сырца использовали метод инфракрасной сушки.

Для определения концентрации общего йода в йодированном белке предварительно озоляли его пробу при температуре (520±20)°С в щелочной среде.

Измерения концентрации йода проводили методом прямой переменнотоковой вольтамперометрии в 0,25 М растворе серной кислоты на вольтамперо-метрическом анализаторе «Экотест-ВА» по трехэлектродной схеме измерения аналитического сигнала с использованием углеродного электрода в качестве рабочего, платинового вспомогательного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения.

Определение концентрации свободного йода в йодказеине проводили спектрофотометрическим методом с использованием 10%-го раствора йодида калия в качестве десорбента.

Концентрацию связанного йода в йодированном белке рассчитывали вычитанием концентрации свободного йода из концентрации общего йода.

Изоэлектрическую точку йодказеина определяли графически по зависимости пропускания растворов белка от рН.

Термогравиметрические исследования проводили в токе воздуха на микротермовесах, разработанных на основе термовесовой головки АКВ-003. Масса навески составляла 4 мг, скорость нагрева - 10 град/мин.

Для определения концентрации йода в пищевых продуктах предварительно озоляли их в щелочной среде при температуре (520±20)°С. Измерение концентрации йода проводили методом постояннотоковой инверсионной вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА» по трехэлектродной схеме измерения аналитического сигнала с использованием углеродного электрода в качестве рабочего, платинового вспомогательного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения.

Статистическую обработку экспериментальных результатов проводили в соответствии с общими методами, принятыми при статистическом анализе результатов наблюдения.

Разработка технологии йодказеина На основе анализа описанных методик по йодированию белков с использованием хлористого йода в области радиоиммунологических исследований и экспериментального опробования их в лабораторных условиях, было определено, что технологический процесс производства йодказеина должен состоять из следующих операций: - приготовление буфера для растворения казеина; - приготовление раствора казеина; - получение йодирующего агента;

- Йодирование казеина и коагуляция йодказеина;

- удаление избытка йодирующего агента;

- промывка йодказеина;

- сушка готового продукта.

Определяющими среди них является операции йодиромния казеина, его коагуляции и удаления избытка йодирующего агента, так как именно они отвечают за основные свойства готового продукта - содержание в нем связанного йода и нежелательных примесей, главным образом молекулярного йода, и за производственные потери. Подбор оптимальных технологических параметров проведения этих операций требует четкого контроля основных физико- химических показателей йодказеина, что потребовало разработки методик их определения.

Разработка методик определения общего и свободного йода в йодказеине При определении общего йода в йодказеине в процессе пробоподготовки связанный в органической структуре йод переводили в неорганическую форму методом термического озоления пробы в щелочной среде. Количество раствора КОН, необходимого для смачивания белка, выбиралось исходя из того, что рН набухшего йодказеина должен находиться в диапазоне от 8 до 9, так как в сильнощелочной среде процесс сжигания замедляется, а при более низких значениях рН возможны потери йода. По проведенным исследованиям количество 1 М раствора КОН, необходимого для смачивания белка перед его озолением, составляет 2,5 мл на 1 г белка. Температура сжигания составляла (520±20)°С. Для количественного определения йода в озоленной пробе йодированного белка был отработан метод прямой переменнотоковой вольтамперометрии на стационарном углеродном электроде в среде 0,25 М серной кислоты. Для аппаратурной реализации этого метода имеется современное отечественное оборудование (вольтамперометри-ческий анализатор "Экотест-ВА", (ТУ 4215-003-41541647-98)), позволяющее автоматизировать процесс измерений, обработки данных и представления протоколов анализа.

Зависимость высоты пика тока от концентрации йодид-ионов в выбранных условиях имеет линейный характер в широком диапазоне концентраций, однако эта зависимость не прямопропорциональна и потому не позволяет использовать для расчета метод добавок. Воспользоваться методом градуировочного графика также не представляется возможным, так как он требует строгой стандартизации множества параметров, оказывающих влияние на величину тока, а использование стационарного электрода приводит к невозможности полного учета гидродинамических факторов, что не позволяет получать от измерения к измерению одинаковые значения величин пиков тока для одинаковых концентраций йода. Исходя из вышеизложенного, для определения концентрации йода в йодказеине методом прямой переменнотоковой вольтамперометрии на стационарном углеродном электроде предлагается проведение количественного анализа следующим образом.

Для каждого определения предварительно строится градуировочный график. Для этого в электрохимическую ячейку с фоновым электролитом трижды добавляются аликвоты раствора йодида калия известной концентрации. По полученным точкам определяется зависимость высоты пика тока от концентрации йодид-ионов в ячейке.

Затем в ячейку добавляется аликвота раствора пробы с искомой концентрацией йодидионов и по значению полученной величины пика тока и известному уравнению прямой, которая экстраполируется в область больших концентраций, вычисляется концентрация йодид-ионов в электрохимической ячейке, которая затем пересчитывается на концентрацию иода в исследуемой пробе.

Pages:     || 2 | 3 |






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