Теоретическое обоснование и практическая реализация технологий гидролизатов молочных белков и специализированных продуктов с их использованием
| Вид материала | Автореферат |
- Научное обоснование и практическая реализация разработки пищевой продукции с использованием, 839.05kb.
- Теоретические и экспериментальные исследования закономерностей формирования сырных, 733.87kb.
- Обоснование технологии производства молока и молочных продуктов в условиях введения, 915.78kb.
- Тесты по теме: «Блюда из молока и молочных продуктов», 27.84kb.
- «Брянская государственная сельскохозяйственная академия», 301.57kb.
- Технология производства и переработки молока, 7.71kb.
- Омский Государственный Аграрный Университет Факультет технологии молока и молочных, 19.47kb.
- Годовой отчет ОАО «Курганский комбинат молочных продуктов №1» за 2011, 158.41kb.
- Специальность 260303 – «технология молока и молочных продуктов» Специализации, 17.32kb.
- Курс 4 Семестры 7 Всего аудиторных занятий 51 часов, в т ч.: 7 семестр 51 час, из них:, 148.28kb.
Основными достоинствами мембранных методов обработки является их высокая селективность по высокомолекулярным фракции (ВМФ) с молекулярной массой более 10 кД и возможность длительного многократного использования мембран при высокой производительности процесса. При этом наряду с остаточными количествами нерасщепленного белкового субстрата из продукта удаляются следовые количества жира, бактерии, а также макромолекулярные компоненты используемого ферментного препарата.
В табл. 9-10 приведены результаты оценки ММР пептидов в ферментативных гидролизатах, полученных из образца КСБ после мембранных обработок. Использовали УФ-мембрану с размером пор 10 кД и последующую нанофильтрацию. Исходный гидролизат получен при обработке 2% «Панкреатином» в течение 3 часов и 5% «Флавоэнзимом» в течение 22 часов, соответственно.
Таблица 9
ММР пептидов ФГМБ, полученных из образца КСБ,
при гидролизе «Панкреатином» после мембранной обработки
| Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение пептидов по молекулярным массам, % | |||
| исходный гидролизат | УФ | УФ+НФ, ВМФ | УФ+НФ, НМФ* | |
| Более 166,0 | 6,5 | 0 | 0 | 0 |
| 166,0-28,2 | 3,6 | 0 | 0 | 0 |
| 28,2-11,0 | 3,6 | 2,2 | 3,7 | 0 |
| 11,0-4,0 | 19,2 | 16,3 | 28,0 | 0 |
| 4,0-1,4 | 14,2 | 19,5 | 27,3 | 9,9 |
| Менее 1,4 | 52,9 | 65,0 | 41,0 | 90,1 |
Примечание. * НМФ - низкомолекулярная фракция
Анализ полученных результатов показал, что ультрафильтрационная обработка (в тангенциальном потоке при использованием мембран с пропускной способностью по молекулярной массе 10 кД) удаляет из реакционной смеси высокомолекулярные структуры размерами более 11 кД.
Последующее НФ-фракционирование приводит к практически полному удалению из образца пептидов с молекулярными массами более 1,4 кД.
Таблица 10
ММР пептидов ФГМБ, полученных из образца КСБ, при гидролизе
«Флавоэнзимом» после мембранной обработки
| Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение пептидов по молекулярным массам, % | |||
| исходный гидролизат | УФ | УФ+НФ, ВМФ | УФ+НФ, НМФ | |
| Более 166,0 | 3,2 | 0 | 0 | 0 |
| 166,0-28,2 | 1,0 | 0 | 0 | 0 |
| 28,2-11,0 | 0,5 | 0,3 | 0,5 | 0 |
| 11,0-4,0 | 10,0 | 8,5 | 17,8 | 0 |
| 4,0-1,4 | 17,4 | 15,9 | 25,5 | 8,6 |
| Менее 1,4 | 67,9 | 75,3 | 56,2 | 91,4 |
Как следует из полученных данных, в составе пептидного фильтрата при НФ более 92% материала представлено свободными аминокислотами и олигопептидами; отсутствуют пептиды, превосходящие по массе 4 кД. При этом нанофильтрационный ретентат (остаток) обогащается «средними» пептидами в диапазоне молекулярных масс 1,4-4,5 кД. Особенностью этой фракции является то, что она обладает удовлетворительными органолептическими свойствами (практически отсутствует горечь) и достаточно низкой осмолярностью. Тем самым, она имеет хорошие перспективы использования в составе продуктов для энтерального питания и гипоаллергенных продуктов профилактической направленности, где важным показателем качества является вкус, позволяющий больным применять продукты не только через зонд, но и в виде напитка.
НМФ, получаемая в результате НФ, обладает, как будет показано ниже, чрезвычайно низкой остаточной АГ и может поэтому использоваться в качестве белкового компонента СП для больных, страдающих тяжелыми и средней тяжести формами аллергических заболеваний. Как будет показано в главе 6, она также перспективна для получения ферментативных гидролизатов, модифицированных по аминокислотному составу.
В табл. 11 приведены результаты определения остаточной АГ ФГМБ, полученных из образца КСБ путем гидролиза «Флавоэнзимом» и последовательных мембранных обработок.
Таблица 11
Остаточная АГ гидролизата КСБ «Флавоэнзимом»
и его фильтрационных фракций
| № | Образец | АГ | |
| Гидролиз «Панкреатином» | Гидролиз «Флавоэнзимом» | ||
| 1 | КСБ | 0,382 | |
| 2 | ФГМБ | 510-3 | 210-4 |
| 3 | Фильтрат ФГМБ через УФ мембрану 10 кД | 610-5 | 610-6 |
| 4 | ВМФ ФГМБ после НФ УФ-фильтрата | 710-5 | 710-6 |
| 5 | НМФ ФГМБ после НФ УФ-фильтрата | 210-5 | 210-6 |
Из приведенных результатов можно заключить, что использование мембранных обработок позволяет снизить АГ более чем в 100 000 раз. Такое значение остаточной АГ позволяет использовать подобные гидролизаты в качестве белкового компонента в лечебных продуктах питания для детей, страдающих непереносимостью пищевых белков.
Отдельно был рассмотрен вопрос о влиянии повторных УФ-обработок на АГ ФГМБ. В табл. 12 приведены результаты таких исследований, выполненных на УФ- и СУФ-мембранах с пропускной способностью мембран 10 и 5 кД, соответственно.
Полученные результаты позволили установить, что эффективного снижения АГ ФГМБ можно добиться при двух повторных циклах УФ и СУФ; дальнейшие циклы обработки не дают эффекта. Для гипоаллергенных продуктов на основе гидролизатов КСБ предпочтительным является процесс СУФ, так как он позволяет получать гидролизаты с гарантированно сниженной до требуемого уровня АГ.
Таблица 12
Влияние кратности УФ и СУФ на АГ гидролизата КСБ «Флавоэнзимом»
| № | Число УФ (циклов) | АГ | |
| УФ 10 кД | СУФ 5 кД | ||
| 1 | Исходный ФГМБ | 1.10-3 | 1.10-3 |
| 2 | 1 цикл | 5.10-5 | 2.10-5 |
| 3 | 2 цикл | 2.10-5 | 0,9.10-6 |
| 4 | 3 цикл | 2,5.10-5 | 1.10-6 |
Таким образом, в процессе исследований, осуществленных в данной главе, установлены технологические параметры мембранных обработок для ФГМБ, используемых в энтеральном питании (ФГМБ 1), критической характеристикой которого является ММР; ФГМБ, используемых в лечебном и лечебно-профилактическом питании при пищевой аллергии и непереносимости белков коровьего молока (ФГМБ 2 и ФГМБ 3), для которых критическая характеристика - остаточная АГ белков коровьего молока в составе белкового компонента продукта (не более 110-5 и 110-4, соответственно). Вид мембранной обработки, основные и критические характеристики упомянутых ФГМБ представлены в табл. 13.
Таблица 13
Характеристики ФГМБ для СП после мембранной обработки
| Образец | Белок, фермент | Мембранная обработка | Характеристики ФГМБ | |||
| УФ | СУФ×2 | НФ | М ср, кД | АГ, не более | ||
| ФГМБ1 | КСБ, «Панкреатин» | + | - | + | 5,8 | 110-4 |
| ФГМБ 2 | То же | - | + | + | 5,3 | 310-5 |
| ФГМБ 3 | КСБ, «Флавоэнзим» | - | + | - | 1,4 | 110-5 |
Для направленного регулирования ММР в ФГМБ предложен принцип расчёта мембранного фракционирования с учётом различных факторов: селективности мембран (УФ, СУФ, НФ) по конкретным диапазонам молекулярных масс, кратности обработки, степени концентрирования и степени диафильтрации, требуемого соотношения пептидных фракций, ММР исходного ФГМБ. В результате выведены формулы, позволяющие с высокой точностью рассчитывать ММР в ФГМБ, подвергнутых указанным видам мембранных обработок.
Глава 6. Исследование закономерностей удаления фенилаланина из ФГМБ с использованием АХр. Получив удовлетворительные данные по исследованию закономерностей фракционирования гидролизатов, полученных из концентратов молочных белков, провели изучение содержания фенилаланина в полученных образцах. В дальнейшем для сорбции фенилаланина использовали метод АХр. В качестве неподвижной фазы применяли пористые гранулы химически модифицированного полистирола ХАД-16.
Эксперименты проводили как в лабораторных условиях (колонка 2,5×40 см), так и на пилотной установке в условиях опытного производства (колонка 44×100 см). В качестве основного критерия подобия при переходе к пилотной установке принято время элюирования полного объема колонки, которое составило 100 минут. Объем наносимого раствора гидролизата составлял не более 12% от объема хроматографической колонки (больший объем приводил к объемной перегрузке). Концентрация исходного гидролизата составляла от 25 до 45% по сухим веществам. При больших концентрациях отмечались эффекты неоднородности нанесения материала на колонку и его выпадения в осадок, что резко снижало эффективность разделения. При меньших концентрациях наносимого материала падала производительность колонки.
Основные технологические параметры хроматографического фракционирования на лабораторной и пилотной колонке приведены в табл.14.
Таблица 14
Технологические характеристики препаративной хроматографии
| Показатель | Лабораторная колонка | Пилотная колонка |
| Размеры, см | 2,5×40 | 44×100 |
| Неподвижная фаза | ХАД-16 | ХАД-16 |
| Подвижная фаза | Дистиллированная вода | Обратноосмотическая вода |
| Концентрации наносимого ФГМБ, % | 25-45 | 45 |
| Объем наносимого ФГМБ, % от объема колонки | Не более 12 | Не более 12 |
| Скорость элюирования | 2,5 см3/мин | 1,5 л/мин |
| Продолжительность элюирования полного объема колонки, мин | 100 | 100 |
Во всех случаях для нанесения на колонку ХАД-16 использовали низкомолекулярные фракции, полученные в результате мембранной обработки (препараты предварительно высушивали либо в лаборатории методом лиофилизации, либо в условиях производства методом распылительной сушки). Перед нанесением на хроматографическую колонку гидролизат растворяли в дистиллированной или обратноосмотической воде и очищали микрофильтрацией.
В процессе АХр в хроматографических фракциях определяли оптическую плотность, массовую долю сухих веществ и отношение этих показателей, являющееся качественным критерием присутствия фенилаланина в образце. Предварительный скрининг показал недостаточную эффективность удаления фенилаланина из гидролизатов КМБ и КСБ, полученных под действием «Панкреатина» (данные не показаны). Поэтому основная часть экспериментов, как в лабораторных, так и в промышленных масштабах, была проведена с использованием гидролизатов КСБ, полученных с использованием «Флавоэнзима».
Результаты хроматографической очистки гидролизатов белков коровьего молока хорошо воспроизводились при переходе от лабораторной колонки к полупромышленной пилотной для всех использовавшихся препаратов. Это свидетельствует о корректности выбора общей продолжительности элюирования препарата в качестве критерия подобия хроматографического процесса в целом.
В табл. 15 приведены результаты хроматографического фракционирования гидролизата КСБ, полученного путем обработки «Флавоэнзимом» и промышленной СУФ через мембрану с размером пор 5 кД.
Таблица 15
АХр ФГМБ (гидролиз КСБ «Флавоэнзимом» +
СУФ 5 кД) на колонке ХАД-16 (2,5×40 см)
| № | Образец | Объем выхода V, мл | D280 | RI, % | D280/RI, % | Содержание в % от нанесенного | Phe, % | |
| V×D280, | V×RI, % | |||||||
| 1 | Фракция 1 | 30 | 0,22 | 1,4 | 0,16 | 0,17 | 4,62 | 0,006 |
| 2 | Фракция 2 | 30 | 1,34 | 6,8 | 0,20 | 1,02 | 22,42 | 0,027 |
| 3 | Фракция 3 | 30 | 2,00 | 6,0 | 0,33 | 1,532 | 19,78 | 0,052 |
| 4 | Фракция 4 | 30 | 2,10 | 3,9 | 0,54 | 1,60 | 12,86 | 0,207 |
| 5 | Фракция 5 | 30 | 2,37 | 2,0 | 1,19 | 1,81 | 6,59 | 0,532 |
| 6 | Фракция 6 | 30 | 2,53 | 1,2 | 2,11 | 1,93 | 3,96 | 1,300 |
| 7 | Объединенные фракции 1-4 | 120 | 1,42 | 4,5 | 0,32 | 4,12 | 59,3 | 0,093 |
| 8 | Объединенные фракции 1-3 | 90 | 1,19 | 4,7 | 0,25 | 2,73 | 46,3 | 0,036 |
| 9 | Исходный ГКСБ | 20 | 196 | 45,5 | 4,31 | 100 | 100 | 2,09 |
Примечание. RI, % - массовая доля сухих веществ, определенная рефрактометрическим методом; V×RI, % - масса сухих веществ во фракции в граммах, рассчитанная по концентрации сухих веществ и объему фракции; V×D280 - количество оптических единиц (280 нм) во фракции, характеризующее количество ароматических аминокислот; D280/RI, % - параметр, характеризующий степень удаления ароматических аминокислот из образца; Phe, % - массовая доля фенилаланина в пересчёте на белковый эквивалент.
Из приведенных в таблице результатов видно, что если отбирать в качестве продукта сумму фракций 1-3, то выход по сухим веществам составит 46,3% при содержании фенилаланина в объединенной фракции 0,036% по массе сухого вещества. Препарат с таким содержанием фенилаланина удовлетворяет современным требованиям к качеству белкового компонента лечебных продуктов питания со сниженным содержанием фенилаланина. Если продолжать собирать продукт по мере элюирования, то будет происходить резкое увеличение содержания фенилаланина в объединенной фракции. Поэтому чрезвычайно важной является стабильная работа колонки и элементов хроматографической системы (насосы, коллектор и т.д.) для точного отбора фракций с целью получения препарата гарантированного качества.
Значительного повышения эффективности процесса сорбции и дальнейшего снижения уровня фенилаланина можно достичь при нанесении на колонку
НМФ ФГМБ, полученных путем НФ. Пример такого фракционирования приведен в табл. 16.
Таблица 16
АХр НМФ, получаемой при НФ ФГМБ (гидролиз КСБ «Флавоэнзимом» +
СУФ 5 кД) на колонке ХАД-16 (2,5×40 см)
| № | Образец | Объем выхода V, мл | D280 | RI, % | D280/ % RI | Содержание в % от нанесенного | Phe, % | |
| V×D280, | V×RI, % | |||||||
| 1 | Фракция 1 | 30 | 0,076 | 1,8 | 0,042 | 0,067 | 12,6 | 0,002 |
| 2 | Фракция 2 | 30 | 0,207 | 4,6 | 0,045 | 0,182 | 32,1 | 0,002 |
| 3 | Фракция 3 | 30 | 0,259 | 3,1 | 0,084 | 0,227 | 21,6 | 0,001 |
| 4 | Фракция 4 | 30 | 0,392 | 1,3 | 0,302 | 0,344 | 9,1 | 0,011 |
| 5 | Фракция 5 | 30 | 0,580 | 0,7 | 0,829 | 0,509 | 4,9 | 0,072 |
| 6 | Фракция 6 | 30 | 0,718 | 0,4 | 1,795 | 0,630 | 2,8 | 0,379 |
| 7 | Фракция 7 | 30 | 0,753 | 0,1 | 7,53 | 0,661 | 0,7 | 1,754 |
| 8 | Фракция 8 | 30 | 0,682 | 0,1 | 6,82 | 0,598 | 0,7 | 6,626 |
| 9 | Объединенные фракции 1-3 | 90 | 0,181 | 3,2 | 0,057 | 0,476 | 66,3 | 0,002 |
| 10 | Объединенные фракции 1-4 | 120 | 0,233 | 2,7 | 0,086 | 0,820 | 75,4 | 0,003 |
| 11 | Объединенные фракции 1-5 | 150 | 0,303 | 2,3 | 0,132 | 1,33 | 80,3 | 0,007 |
| 12 | Исходный ГКСБ | 20 | 171 | 21,5 | 7,95 | 100 | 100 | 5,95 |
Установлено, что удаление фенилаланина из гидролизата происходит намного более эффективно, чем при очистке гидролизата, подвергнутого только УФ. Так, при отборе фракций 1-4, дающем выход процесса 75% по сухим веществам, содержание фенилаланина в пептидной смеси не превышает 0,003%, что находится близко к пределу его аналитического детектирования методом ВЭЖХ и сопоставимо с остаточными количествами этой аминокислоты, выявляемыми в виде артефакта в коммерческих смесях кристаллических l-аминокислот.
Таким образом, использование НМФ при НФ позволяет повысить выход ФГМБ, свободного от фенилаланина, до 70-80% против 50-60%, характерных для очистки ультрафильтратов соответствующих гидролизатов. При этом существенно, что эффективность использования белкового субстрата в целом при введении стадии НФ ещё более возрастает до 85-90% с учетом того, что получаемая при НФ ВМФ также находит применение в качестве белкового компонента целого ряда СП питания лечебного и профилактического назначения. Всё вышеизложенное подтверждает целесообразность проведения очистки от фенилаланина ФГМБ, фракционированных с применением НФ, что гарантирует снижение содержания фенилаланина до величины менее чем 0,01% в пересчёте на белковый эквивалент.
Глава 7. Разработка параметров технологий ФГМБ. Основной задачей при получении ФГМБ заданного состава является полный анализ возможностей целенаправленного изменения его критически важных показателей под влиянием различных технологических факторов.
В табл. 17 представлен перечень показателей ФГМБ, изменение которых возможно в тех или иных процессах.
Таблица 17
Показатели ФГМБ, изменяемые при технологической обработке
| Показатель ФГМБ | Технологический процесс |
| ММР | ФГ, УФ, СУФ, НФ, АХр |
| АГ | ФГ, УФ, СУФ, НФ, АХр |
| Аминокислотный состав | НФ, |
| Фенилаланин | АХр |
| Минеральные вещества | УФ, СУФ, НФ, АХр, электродиализ |
| Сухие вещества | НФ, ОО, ВВ*, РС** |
| Лактоза | УФ, СУФ |
Примечание. *ВВ - вакуум-выпаривание;** РС - распылительная сушка
Параметры процессов ВВ, пастеризации и РС оптимизированы непосредственно в промышленных условиях.
При изучении параметров сгущения выявлена оптимальная концентрация сухих веществ 45-50% для всех видов ФГМБ. Установлен оптимальный режим пастеризации концентратов ФГМБ после ВВ: 80-85оС с выдержкой 2+0,2 мин.
Основным критерием при выборе температурных режимов сушки являлось содержание влаги в готовом продукте. С целью выбора оптимальных параметров процесса сушки ФГМБ исследовали три температурных режима входящего и выходящего из сушильной башни воздуха, соответственно: 180+1 и 80+1ºС; 170+1 и 75+1ºС; 160+1 и 70+1ºС. Изменение массовой доли влаги в продукте, полученном при указанных температурных режимах сушки представлено в табл. 18.
Таблица 18
Массовая доля влаги при различных температурах сушки
| Образец | Массовая доля влаги при температуре воздуха, (tвх-tвых) | ||
| 180-80ºС | 175-75ºС | 170-70ºС | |
| ФГМБ | 2,5±0,20 | 3,6±0,25 | 4,8±0,33 |
Из приведенных данных видно, что сушку ФГМБ наиболее целесообразно проводить при температуре входящего воздуха не менее 175оС и выходящего 75оС. В этом случае влажность продукта соответствует предъявляемым требованиям (не более 4%).
На рис. 2 представлена принципиальная технологическая схема получения ФГМБ, в которой показаны технологические процессы во взаимосвязи.
Всего основных технологических процессов - 8 . Каждый процесс имеет свои характеристики, которые представлены в табл. 19.
Рис. 2. Принципиальная технологическая схема получения сухих ФГМБ с регулируемым составом и свойствами. Примечание: МБ- молочный белок.
Таблица 19
Основные характеристики технологических процессов
| № - технологический процесс | Основные характеристики процесса |
| 1 - ФГ | Характеристики приведены в таблице 8. |
| 2 - УФ | tпр=45+1оС, Р=0,5 МПа, СВф=4±1%, tохл<4оС |
| 3 - СУФ | tпр=40+1оС, Р= 0,7 МПа, СВф=4±1%, tохл<4оС |
| 4 - НФ | tпр=30+1оС, Р=3,0 МПа, СВвмс=18%, СВнмс=1,0±0,5%, tохл<4оС |
| 5 - ОО | tпр=30+1оС, Р= 4 МПа, СВвмс=18%, tохл<4оС |
| 6 - ВВ с пастеризацией | СВ после сгущения 45-50%, температура пастеризации 80-85 оС с выдержкой 2+0,2 мин |
| 7 - АХр | Характеристики приведены в табл. 14. |
| 8 - РС | Температура на входе 175+1оС, на выходе 80+1оС. |
Обозначения: tпр- температура процесса, оС; Р - давление фильтрации, МПа; СВф - массовая доля сухи веществ в фильтрате, %; СВВМС - массовая доля сухих вещества в концентрате ВМС, %; СВнмс - массовая доля сухих веществ в фильтрате НМС, %; tохл - температура охлаждения рабочего раствора, оС.
В табл. 20 приведены частные технологические цепочки, которые заключаются в определённой последовательности процессов при производстве различных видов ФГМБ.
Таблица 20
Последовательности технологических процессов при получении ФГМБ
| Вид ФГМБ | Последовательности технологических процессов |
| ФГМБ 1 | 1 2 4 6 8 |
| ФГМБ 2 | 1 3 4 6 8 |
| ФГМБ 3* | 2 1 3 5 6 8 |
| ФГМБ 4 | 1 3 4 5 6 7 5 6 8 |
Примечание. *Для получения безлактозных ФГМБ 3 вводится дополнительный процесс УФ.
Используя принципиальную технологическую схему (рис. 2) и данные, представленные в табл. 19-20, а также учитывая влияние процессов на изменение основных характеристик (табл. 17), можно резюмировать, что установлены основные технологические закономерности получения ФГМБ с заданным составом и свойствами.
В целях подтверждения результатов исследования частные технологии четырёх ФГМБ апробированы в промышленных условиях. Полученные результаты по критическим характеристикам (ММР, АГ, фенилаланин) полностью соответствовали таковым, полученным в лабораторных условиях. Это позволило разработать технологические регламенты, которые используются в настоящее время при производстве промышленных партий сухих ФГМБ.
В связи с тем, что ФГМБ имеют свои критические характеристики (ММР, АГ, массовая доля фенилаланина), целесообразно выпускать ФГМБ в сухом виде, что позволяет подтвердить их гарантированное качество путем лабораторных исследований с учётом утвержденных методик и действующих стандартов. Это позволяет в дальнейшем практически исключить риски производства СП, не соответствующих требованиям действующей технической документации.
Глава 8. Разработка блочно-модульной схемы получения ФГМБ и СП на их основе. Построение технологий по блочно-модульному принципу позволяет сформировать производственный цикл по оптимальному варианту, обеспечить рациональные связи между оборудованием, аппаратами и структурными производственными отделениями. Блочно-модульные схемы показывают согласованность течения технологических процессов, а также учитывают многообразие и специфику технологий. В табл. 21 приведен перечень самостоятельных технологических блоков, используемых в технологии СП на основе ФГМБ. Взаимосвязь структурных блоков в технологии СП на основе ФГМБ приведена в диссертации.
Таблица 21
Перечень технологических блоков, используемых в технологии
СП на основе ФГМБ
| Блок | Характеристики технологических операций |
| 1 | Приемка молочного сырья, восстановление сухих молочных и белковых компонентов, очистка, пастеризация, охлаждение и промежуточное хранение |
| 2 | Приемка растительных масел, получение масляно-витаминной смеси |
| 3 | Приготовление белково-углеводного раствора, нормализация и пастеризация смеси |
| 4 | УФ и ДФ*, пастеризация, охлаждение и промежуточное хранение |
| 5 | ФГ, инактивация фермента, охлаждение, промежуточное хранение |
| 6 | СУФ с ДФ, охлаждение, промежуточное хранение |
| 7 | НФ с ДФ, охлаждение, промежуточное хранение |
| 8 | Обратноосмотическая обработка молочного сырья, охлаждение, промежуточное хранение |
| 9 | АХр, пастеризация, охлаждение, промежуточное хранение |
| 10 | Приготовление нормализованной смеси, пастеризация, гомогенизация и ее промежуточное хранение |
| 11 | ВВ, пастеризация и РС |
| 12 | Электродиализная деминерализация, охлаждение, промежуточное хранение |
| 13 | Сухое смешивание |
| 14 | Расфасовывание готового продукта в потребительскую тару |
| 15 | Асептический розлив |
Примечание. *ДФ - диафильтрация
В табл. 21 показаны четыре вида гидролизатов, которые по своим критическим характеристикам принципиально отличаются друг от друга, что позволило создать широкий ассортимент СП на их основе.
Таблица 21
Классификация ФГМБ
| Виды ФГМБ | Показатели | ||||
| ММР (основная фракция), кД | снижение АГ, тыс. крат | массовая доля фенилаланина (не более), % | |||
| 5-6 | менее 1-2 | 1-100 | 100-1000 и более | 0,01 | |
| ФМГБ 1 | ++ | - | - | - | - |
| ФМГБ 2 | + | - | ++ | - | - |
| ФМГБ 3 | - | + | - | ++ | - |
| ФМГБ 4 | - | + | - | - | ++ |
| Примечание. ++ основная характеристика ФГМБ, определяющая направления его использования; + значимая характеристика; - незначимая характеристика | |||||
На рис. 3 приведена функциональная классификация СП на основе ФГМБ.
| Специализированные продукты | ||||||||||||||
| | | | ||||||||||||
| | | | | | ||||||||||
| Энтеральное питание | | Питание детей первого года жизни с аллергией к белкам | | Питание больных с ФКУ | ||||||||||
| | | | | | | | | | ||||||
| | | Продукты для больных с нарушением деятельности ЖКТ (ФГМБ 1) | | | | Продукты для профилактики пищевых аллергий (ФГМБ 2) | | | Продукты для питания детей до года (ФГМБ 4) | |||||
| | | | | | | | ||||||||
| | | | | | | | | | | |||||
| | | Продукты для больных туберкулезом (ФГМБ 1) | | | | Продукты для лечения пищевых аллергий (ФГМБ 3) | | | Продукты для питания детей старше года (ФГМБ 4) | |||||
| | | | | | | | ||||||||
| | | | | | | | | | | |||||
| | | Продукты для больных онкологическими заболеваниями (ФГМБ 1) | | | | | | | | |||||
| | | | | | | | | | ||||||
Рис. 3. Классификация СП на основе ФГМБ
На основании предложенной схемы блочно-модульного типа разработаны частные технологии СП, предусматривающие два основных подхода: предварительное растворение ФГМБ с приготовлением нормализованной смеси, сгущением, пастеризацией и сушкой или сухое смешивание с безбелковой основой. Частные технологии СП более подробно освещены в диссертации.
Глава 9. Практическая реализация результатов исследований. На основании анализа отечественной и зарубежной научной литературы и патентной информации, а также результатов собственных исследований научно обоснованы технологии, заключающиеся в направленном ФГ, использовании различных мембранных процессов, а также метода АХр для получения ФГМБ с направленно регулируемыми составом и свойствами. Разработана концепция создания широкой гаммы СП на основе использования блочно-модульного принципа построения технологий, предложена их функциональная классификация.
Основные разработки, полученные при выполнении работы, использованы при проектировании, строительстве и пуске в эксплуатацию единственного в России предприятия по производству специализированных продуктов для питания детей и взрослых, в т.ч. на основе ФГМБ.
На предприятии полностью реализован блочно-модульный принцип построения технологической схемы с использованием таких процессов, как ФГ, УФ, СУФ, НФ, ОО, электродиализ, АХр и др. технологические процессы, обеспечивающие получение конечного продукта, как в сухом, так и в жидком стерилизованном виде. В настоящее время на предприятии освоено промышленное производство более 40 наименований продуктов, а в 2008 г запланировано начало производства более 20 наименований новых продуктов. В 2006 году предприятием выпущено 1562 тонн СП, в том числе 20 тонн на основе ФГМБ, а за 9 месяцев 2007 года уже выпущено 1603 тонн СП, в том числе 41 тонна на основе ФГМБ. Относительно небольшая доля СП на основе ФГМБ в общем объеме производства связана с их узкой специальной направленностью. Однако, следует подчеркнуть высокую социальную значимость этих продуктов, так как они часто назначаются больным по жизненным показаниям. СП на основе ФГМБ успешно прошли апробацию в ряде ведущих клинических центров, включая НИИ скорой помощи им. Склифосовского, Институт педиатрии РАМН, Клиника лечебного питания Института питания РАМН и др.