 Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
На правах рукописи НГУЕН ХАЙ ИЕН РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ ИЗ ПРЕСНОВОДНОГО МОЛЛЮСКА ДРЕЙССЕНЫ (DREISSENUM POLYMORPHA PALLAS) И ЗЕЛЕНОЙ МИДИИ (PERNA VIRIDIS) Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП ВНИРО). Научный руководитель: доктор технических наук, Новикова Маргарита Владимировна Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Боева Нэля Петровна кандидат технических наук, Цибизова Мария Евгеньевна Ведущая организация: ФГУП "Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича" (ФГУП ПИНРО). Защита состоится: л 14 октября 2009 г. в 13 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП ВНИРО) по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, дом 17. Факс: (499) 264-91-87; е-mail: fishing@vniro.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП ВНИРО). Автореферат разослан л 11 сентября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук Татарников В.А. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В настоящее время жители большинства стран мира страдают от белковой и аминокислотной недостаточности, нехватка пищевого белка является острой социальной проблемой современного мира. Дефицит полноценного по аминокислотному составу белка в рационах питания сопровождается неспособностью соответствующих защитных систем организма адекватно отвечать на неблагоприятные воздействия окружающей среды, что резко повышает риск развития ряда заболеваний. В связи с этим в мире активно разрабатывались и разрабатываются технологии промышленного производства пищевого белка и аминокислотных препаратов на основе сырья растительного и животного происхождения. В рыбной промышленности основным сырьем для получения белковых и аминокислотных препаратов является рыба, по тем или иным причинам непригодная для традиционных способов переработки, беспозвоночные и отходы от разделки сырья. Одним из направлений переработки сырья в легкодоступные для усвоения организмом человека белки и аминокислоты является его частичный или полный гидролиз любым из существующих способов - кислотным, щелочным, ферментативным или ферментативно-кислотным. Из научных публикаций следует, что гидролиз, кислотный или ферментативный, применяется как один из способов получения биологически активных добавок (БАД), в основном из беспозвоночных и отходов их разделки (Рехина; Новикова; Давидович; Беседнова; Эпштейн). Беспозвоночные как сырье для получения БАД представляют несомненный интерес благодаря уникальному химическому составу мягких тканей, содержащих полноценный по аминокислотному составу белок, макро- и микроэлементы, таурин, аминосахара, витамины, ПНЖК (Кизеветтер; Сафронова). Последние годы характеризуются заметным истощением естественных биоресурсов водного происхождения, поэтому возникает проблема, связанная с освоением новых источников сырья для получения БАД, белковых и аминокислотных препаратов. Перспективным сырьем для этих целей может служить пресноводный моллюск дрейссена (Dreissenum рolуmorpha рallas), значительные запасы которой по экспертной оценке в Рыбинском водохранилище составляют 400-800 тыс. тонн, в Плещеевом озере - 15-20 тыс. тонн, а также зеленая мидия (Рerna viridis), обитающая в тихоокеанских прибрежных районах Вьетнама, промышленный вылов которых в настоящее время не освоен. Исследованиями в области разработки технологии ферментативного гидролиза занимались такие ученые как Черногорцев, Кизеветтер, Ярочкин, Разумовская, Неклюдов, Мухин, Новиков, Круглик и ряд зарубежных ученых. Принимая во внимание большие запасы дрейссены, а также возможность выращивания зеленой мидии в марикультуре, актуальной представляется разработка технологии рационального использования этих видов сырья для получения пищевой и кормовой продукции с применением ферментативного гидролиза. Цели и задачи работы. Цель работы - разработка технологии ферментативных гидролизатов из новых видов сырья - дрейссены и зеленой мидии. В рамках поставленной цели решались следующие задачи: - исследовать химический состав дрейссены и зеленой мидии; - обосновать рациональные режимы ферментативного гидролиза и разработать технологическую схему получения гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии; - обосновать специфичность ферментов по отношению к определенному виду сырья; - изготовить опытные партии гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии, исследовать их пищевую, биологическую ценность и безопасность потребления гидролизатов; - изучить биологическую активность гидролизатов; - исследовать возможность применения гидролизатов в качестве добавки в пищевые продукты и питательные среды для культивирования мицелия съедобных грибов; - исследовать химический состав непрогидролированных осадков для определения возможности их применения в качестве кормовых добавок; - разработать проекты технической документации (ТУ и ТИ) на сырье и гидролизаты. - рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной технологии получения ферментативных гидролизатов из дрейссены и мяса зеленой мидии. Научная новизна работы: - Разработана ресурсосберегающая технология ферментативных гидролизатов из новых, потенциально промысловых видов сырья - дрейссены и зеленой мидии. - Установлена зависимость степени гидролиза белков и эффективность использования сырья от вида ферментов (коллагеназа, папаин, флавоэнзим, Сorolаsео L10 и Сorolаsео L7089) и условий проведения процесса. - Научно обоснована субстратная специфичность ферментов Сorolаsео L10 к белкам дрейссены и Сorolаsео L7089 к белкам зеленой мидии. - Изучена возможность применения гидролизатов в качестве белковой добавки в формованные фаршевые изделия и в качестве легкоусвояемых азотсодержащих веществ в питательные среды для культивирования мицелия съедобных грибов. Практическая значимость работы. Разработана и апробирована в лабораторных условиях технология ферментативных гидролизатов из дрейссены и зеленой мидии. Разработаны проекты технической документации (ТУ и ТИ) на сырье и гидролизаты. Новизна разработанной технологии подтверждена положительными решениями о выдаче патентов. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Рациональные технологические параметры процесса ферментативного гидролиза дрейссены и мяса зеленой мидии для получения пищевых и кормовых продуктов. 2. Обоснованная субстратная специфичность ферментов: Corolaseо L10 для гидролиза дрейссены и Corolaseо L 7089 для гидролиза мяса зеленой мидии. 3. Использование гидролизатов из дрейссены и мяса зеленой мидии в качестве пищевых добавок и как компонентов питательных сред для культивирования мицелия съедобных грибов. Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на IX Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов Питание и здоровье, Москва 2007; международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию Саратовского Госагроуниверситета Вавиловские чтения - 2008; международной научно-технической конференции Наука и образование - 2009, Мурманск; Х международной конференции молодых ученых Пищевые технологии и биотехнологии, Казань 2009; международной научно-практической конференции Безопасность и качество товаров, Саратов 2009; II Всероссийской конференции студентов и аспирантов Пищевые продукты и здоровье человека, Кемерово 2009; доложены на заседании технической секции ученого совета ФГУП "ВНИРО". Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, оформлены 3 заявки на изобретения, на две из них получены положительные решения о выдаче патентов. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 139 страницах, содержит 40 таблиц, 12 рисунков и 16 приложений. Список литературы включает 214 литературных источников, в том числе 53 зарубежных авторов. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе Обзор литературы рассмотрены способы получения белковых гидролизатов, ферменты, применяемые для их получения, и характеристика механизма протеолиза. Приведены методы оценки степени гидролиза белка. Сформулированы цели и задачи проведения исследования. Во второй главе Экспериментальная часть представлена программно-целевая модель выполнения работы (рис. 1), приведены объекты и методы исследования, описана постановка опытов. Рис. 1. Программно-целевая модель исследований Содержание общего и небелкового азота определяли по Кьельдалю на автоанализаторе Kjeltecтм Foss - 2300 (Швеция), аминного азота по ГОСТ 7636, содержание жира - по методу Folch (1957) и на автоанализаторе "VELP" (Италия), жирнокислотный состав липидов - методом ГЖХ на приборе GC-17 фирмы Shimadzu. Степень гидролиза белка оценивали по процентному соотношению количества небелкового азота к общему и аминного к небелковому. Определение аминокислотного состава сырья и гидролизатов проводили на анализаторе -835 фирмы Hitachi с подготовкой образцов к анализу по методу Мура и Штейна (1954); содержание свободных аминокислот - по методу Jones (1955); триптофана по методу Фюрта (1955). Эффективность режимов гидролиза оценивали по степени расщепления белков и выходу азотсодержащих веществ из сырья в гидролизат. Молекулярно-массовое распределение азотсодержащих фракций в гидролизатах анализировали методом хроматографии на колонках Супероза-12 (Швеция), используя в качестве элюента 0,2М раствор NaCL+ азид натрия, с детектированием фракций при длине волны 280 нм на проточном УФ-детекторе UV-1. Хроматограммы интегрировали весовым методом в диапазоне молекулярных масс от свободного до полного объема хроматографической колонки. Для оценки биологической активности гидролизатов определяли их антирадикальные свойства по методу Glavind (1963), радиозащитную и гемостимулирующую в опытах на мышах-гибридах по утвержденным Методическим рекомендациям по вопросам определения численности кроветворных колониеобразующих единиц (КОЭ) с помощью тестов экзогенных и эндогенных селезеночных колоний (МРН - РАМН, г. Обнинск). В соответствии с разработанными рациональными режимами в лабораторных условиях были изготовлены и подвергнуты сублимационной сушке на установке Consol-12 фирмы Virtis (США) гидролизаты из дрейссены и мяса зеленой мидии. Для установления возможности применения сухих гидролизатов в качестве пищевой добавки их вводили в количестве 1,5-3,0% для замены фарша в рецептурах формованных изделий. Органолептические показатели формованных фаршевых изделий оценивали по 9-ти балльной шкале (Сафронова, 1998). Гидролизаты также использовали в качестве компонента питательных сред для культивирования мицелия съедобных грибов. Микологические исследования проводили в лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии РГАУ-МСХА им. Тимирязева. Эксперименты ставили на трех видах грибов - масленок обыкновенный (Suillus luteus), опенок летний (Kuehneromyces mutabilis) и вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus). В качестве питательной среды использовали сусло-агар с добавлением cухих белковых гидролизатов в концентрациях 1, 5, 10, 20 г/л сусло-агара. После инкубации рост мицелия грибов оценивали визуально. О безопасности потребления гидролизатов определяли по содержанию токсикантов и микробиологическим показателям, которые анализировали согласно существующим ГОСТам и методическим указаниям. Для статистической обработки экспериментальных данных и построения графических зависимостей использовали стандартные программы Windows ХР, Excel-2003. В третьей главе Обоснование режимов гидролиза дрейссены и мяса зеленой мидии представлены результаты исследования химического состава мяса дрейссены и зеленой мидии, влияние различных режимов гидролиза на эффективность использования сырья и степень расщепления белков. Одним из технологических приемов в переработке двустворчатых моллюсков является предварительное бланширование сырья, позволяющее отделить мясо от створки. Выход бланшированного мяса дрейссены, отделенного от створки вручную в зависимости от сезона добычи составляет 140,20%, бланшированного мяса зеленой мидии - 22,50,15% от массы моллюска. Химический состав бланшированного мяса дрейссены характеризуется более высоким содержанием углеводов и липидов, чем мясо зеленой мидии, но более низким содержанием белка (табл. 1). Таблица 1Химический состав сырья, %
|  |
Blog
Home - Blog