Биохимическая характеристика орехов фундука и обоснование их применения при получении пищевых продуктов и биологически активных добавок

Вид материала

Автореферат

Содержание Научный руководитель Ведущая организация 1 Общая характеристика работы 2 Методическая часть 3 Основные результаты исследования Таблица 3.1 - Физические характеристики плодов фундука Выводы и рекомендации

Подобный материал:

• Товароведные аспекты разработки биологически активных добавок и косметических кремов, 607.74kb.
• Научное обоснование и практическая реализация комплексного применения биологически, 740.94kb.
• Методология комплексной оценки качества пищевых добавок и обоснование их адекватного, 1400.06kb.
• Научное обоснование повышения обмена веществ, мясной продуктивности птицы при использовании, 531.52kb.
• А. Курдынко pr бадов (2009) часть 1 Анализ рынка и потребителей бад, 196.55kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «пищевые и биологически активные добавки», 184.18kb.
• Эффективность использования новых биологически активных добавок в яичном птицеводстве, 609.3kb.
• Клинический опыт лечения язвенной болезни желудка, 175.79kb.
• Корниенко О. В. Перспективы развития российского рынка пищевых добавок, 32.15kb.
• Применение биологически активных добавок линии Диэнай® в восстановительной медицине, 542.2kb.

На правах рукописи

МУРАТОВ Вячеслав Александрович

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРЕХОВ ФУНДУКА И ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК

Специальность:

03.00.04

-

Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Москва - 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кубанском государственном технологическом университете

Научный руководитель:	доктор технических наук, профессор Тимофеенко Татьяна Ильинична
Официальные оппоненты:	доктор технических наук, заслуженный работник сельского хозяйства РФ Горпинченко Татьяна Васильевна кандидат биологических наук, доцент Витол Ирина Сергеевна
Ведущая организация:	Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакдемии

Защита состоится 24 июня 2008 г. в 14⁰⁰ часов на заседании Cовета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.148.07 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, ул. Волоколамское шоссе, д.11, ауд. 229.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Совета.


Автореферат разослан 22 мая 2008 г.


Ученый секретарь

Совета, д.т.н. Богатырева Т.Г.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. Важное место в системе рационального питания населения занимает проблема замены в создаваемых продуктах нутриентов животного происхождения на растительные. Решить эту задачу можно, используя новые сырьевые ресурсы, всесторонне изучая их биохимический состав.

В плане создания пищевых продуктов и биологически активных добавок (БАД) перспективными являются плоды орехоплодных культур семейства Corylaceae, в частности культурные формы и сорта фундука (Corylus maxima P. mill), содержащие в семенах высокое количество (60-65%) липидов, эссенциальные жирные кислоты, токоферолы и биологически полноценные белки.

Сорта фундука отечественной и зарубежной селекции, занимающие значительные площади в Краснодарском крае, могли бы использоваться при создании пищевых продуктов и БАД. К сожалению, нет данных о биохимическом составе семян (ядер) новых сортов фундука, отсутствует информация о липидном комплексе, содержании и соотношении в нем олеиновой и линолевой кислот, определяющих оксистабильность масел, уровне антиоксидантных форм токоферолов, о белковом комплексе плодов, активности протеиназ белка, ингибиторов трипсина и химотрипсина, тормозящих усвоение пищевого белка.

В связи с изложенным, для создания продуктов функциональной направленности, необходимо всестороннее исследование липидного и белкового комплекса семян (ядер) новых сортов фундука, важно также об- основание приемов регулирования соотношения главных нутриентов в новых продуктах, что является актуальным и имеет теоретическое значение для биохимии растений и прикладное для производства пищевых

Автор выражает благодарность за помощь в выполнении работы д-ру биол. наук Л.Н. Харченко; заведующему Краснодарского виноградно-орехоплодного ГСУ А.Т. Карачанскому; профессору КубГУ д-ру биол. наук М.Т. Проскурякову

продуктов и БАД.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с НТП Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», № Госрег. 01200109253.

1.2 Цель работы. Целью явилось изучение биохимических особенностей орехов фундука с теоретическим обоснованием их использования при разработке новых рецептур пищевых продуктов и БАД. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучить, проанализировать и систематизировать научно-техническую литературу и патентную информацию по теме исследования;

-исследовать физические и химические характеристики плодов различных сортов фундука для прогнозирования направлений их применения;

- провести сравнительный биохимический анализ семян (ядер) фундука различных сортов для обоснования использования их в производстве пищевых продуктов и БАД;

- изучить активность протеиназ белка и их ингибиторов;

- на основании исследований белково-липидного комплекса семян (ядер) разработать оптимальные технологические параметры процессов обжаривания ядер фундука и их хранения;

- методом математического моделирования выявить количественную взаимосвязь основных характеристик эмульсионного продукта растительного молока и технологических параметров его производства;

- изучить пищевую ценность и показатели безопасности растительного молока;

- разработать рецептуры специализированных липидсодержащих БАД, оптимизировать их с учетом биохимических особенностей липидов фундука, грецкого ореха и состава СО₂-экстрактов, провести санитарно-гигиенические, медико-биологические исследования;

- выполнить опытно-промышленную апробацию новых продуктов растительного молока и серии БАД и разработать техническую документацию на продукты;

- оценить экономическую эффективность от внедрения разработанных технологических решений.

1.3 Научная новизна. Новизна решений целевого использования плодов фундука подтверждается всесторонним изучением биохимических свойств ядер, возможностью регулирования нутриентов в создаваемых продуктах для достижения оптимального их количества, что позволило определить несколько направлений производства новых продуктов: биологически активные добавки, растительное молоко, обжаренные орехи.

Впервые у изученных сортов фундука установлены различия по содержанию в ядрах запасных белков и липидов, в значительном преобладании в липидах и триацилглицеролах олеиновой кислоты над линолевой и насыщенными жирными кислотами, массовой доле антиоксидантных форм β-, γ-, δ- токоферолов, высокой, независимо от сортовой принадлежности, оксистабильности масел, большим или меньшим количеством в них фосфолипидов, стеролов и их эфиров.

Показано, что запасные белки ядер фундука биологически полноценны по составу и содержанию незаменимых аминокислот, а отдельные из них изолейцин, лейцин, треонин, валин количественно в 1,5-2,5 раза превосходят эталон ФАО/ВОЗ.

Впервые в белках сортов фундука установлена и количественно оценена активность щелочных, кислых, химотрипсиноподобных протеиназ, ингибиторов трипсина и химотрипсина, показана возможность регулирования или полного инактивирования активности ингибиторов.

Впервые теоретически обоснованы рецептурные композиции БАД серии «Витакор» с липидкоррегирующими, цитопротективными и антитоксическими свойствами, сбалансированные по оптимальному содержанию в продуктах олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот и количественному соотношению β-, γ- и δ- токоферолов, что способствует достижению специализированного воздействия на организм человека, а также высокой пищевой ценности продуктов и их оксистабильности.

Рецептурная композиция нового продукта растительного молока «Ореховая буренка» характеризуется высокой стойкостью компонентов эмульсии, сбалансированной по содержанию масла, белка, сухих веществ, высокая концентрация олеиновой кислоты повышает оксистабильность липидов продукта.

Новизна разработанных рецептур и декларируемых свойств новых функциональных продуктов подтверждена тремя патентами РФ №№ 2270582, 2282999, 2287301 и одним решением о выдаче.

1.4 Практическая значимость. На основании новых данных биохимического состава разработаны научно-практические рекомендации по выбору сортов, предназначенных для производства растительного молока, обжаренных ядер и БАД.

Разработана техническая документация на: БАД «Витакор-липобаланс», БАД «Витакор-форте», БАД «Витакор-гепащит», раститель-ное молоко «Ореховая бурёнка» и обжаренные ядра фундука, включающая технологические инструкции, технические условия и рецептуры.

1.5 Реализация результатов исследования. Опытно-промышленная апробация продуктов осуществлена в ООО «УНПФ «Супер-Тонус» КубГТУ (БАД серии «Витакор») и частном предприятии «Барышева» (растительное молоко «Ореховая бурёнка»), г.Краснодар, разработанные технологические решения приняты к внедрению. Ожидаемый экономичес-кий эффект при производстве БАД составит 1,5млн. р. (при объеме 5т в год по каждому наименованию) и «Ореховой буренки» - 0,5 млн. р. при выпуске 20т в год.

1.6 Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании 2005», г. Калининград, 2005 г; на Всероссийских научных конференциях: «Коршуновские чтения», г. Тольятти, 2005г.; «Пищевые технологии», г. Казань, 2007г.; «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов», г. Майкоп, 2007г. Аспирантская работа по созданию серии БАД отмечена медалью I степени «Гордость науки Кубани» (г.Краснодар, 2006г.) и дипломом Всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи (г. Москва, 2007 г).

1.7 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 4 статьи, 8 тезисов докладов и материалов конференций, получены 3 патента и решение о выдаче патента РФ на изобретения.

1.8 Структура работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов и предложений, списка литературы, включающего 239 наименований, в том числе 115 на иностранных языках, и 38 приложений. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, содержит 39 таблиц и 10 рисунков.

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методы исследования. При проведении аналитических исследований, использовали современные методы физико-химического анализа: атомно-абсорбционную спектроскопию, хроматографию тонкослойную (ТСХ), капиллярную газожидкостную (ГЖХ), высоко-эффективную жидкостную (ВЭЖХ). Аминокислотный состав определяли на аминокислотном анализаторе Shimadzu LC 20 AD. Липиды выделяли по методу J.Folch и прессовым способом. Оксистабильность масла изучали на приборе Methrom 743 Rancimat (Швейцария); кроме того, использовали методы, рекомендованные ВНИИ жиров. Активность протеиназ и их ингибиторов определяли в водорастворимой фракции белков: щелочных протеиназ и ингибитора трипсина методом M.Kunitz, кислых методом M.Anson, химотрипсиноподобных и ингибитора химотрипсина методом Н.П.Пятницкого. Относительную биологическую ценность растительного молока «Ореховая буренка» изучали методом контроля наращивания биомассы тест-организмом Tetrahimena pyriformis.

Медико-биологические исследования БАД серии «Витакор» проводились совместно с Институтом аллергии и астмы КубГМУ (г.Краснодар) на белых крысах линии Wistar: каждая группа из 4-х вариантов по 20-30 особей получала БАД по схеме липидкорригирующая, цитопротективная, антитоксическая, в контроле - дезодорированное рафинированное подсолнечное масло, длительность опыта 9 суток.

Безопасность сырья и продуктов определяли с использованием современных методов и оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям.

Оценку результатов проводили с использованием современных методов расчета статистической достоверности результатов измерений. Оптимизацию рецептур осуществляли с использованием программных пакетов Microsoft Excel и Statistica v.6.

2.2 Объекты исследования. В качестве объектов исследования использовали плоды перспективных сортов фундука отечественной и зарубежной селекции, произрастающие в Краснодарском крае: итальянский Луиза и Ломбардский красный (далее по тексту Ломбардский), немецкий Бюттнер, английский Рояль и отечественные -Адыгейский и Шоколадный, предоставленные КубГТУ Виноградно-орехоплодным ГСУ (г. Краснодар), а также грецкого ореха сорта Щедрый - СКЗНИИ садоводства и виноградарства (г. Краснодар) в период их заготовки из урожаев 2004-2006гг.; липиды выделенные из ядер и шрот. При разработке рецептур БАД использовали СО₂-экстракты плодов шиповника коричного и облепихи крушиновидной, травы тысячелистника выработанные в ООО «Компания караван» по ТУ 9169-011-397445443-2001; опытные партии БАД серии «Витакор» и растительного молока «Ореховая буренка».

3 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Характеристика сортов фундука отечественной и зарубежной селекции. В целях рациональной переработки сортов, различающихся по форме плодов, изучали их физические характеристики. Используя в качестве показателя характеризующего форму плода отношение размера его длины к ширине (Д/Ш), сорта разделили по известной классификации на три группы (табл. 3.1).