Введение к работе
Актуальность исследования. Укрепление естественных антиоксидантных систем организма человека обеспечивается за счет употребления в пищу продуктов, содержащих антиоксиданты, которые гарантируют безопасность пищевых продуктов и обеспечивают сохранность их качества [В. В. Соколовский, 1993; Halliwell et al., 1997-1999; Е. Б. Меньшикова и др., 2008]. При употреблении продуктов с начавшимся процессом окисления в организме человека происходит усиленное накопление продуктов окислительных реакций, что может привести к развитию различных заболеваний [В. П. Скулачев, 2007; А. Я. Яшин и др., 2009].
Для освоения и внедрения новых технологических процессов специалисты молочной промышленности должны владеть современными представлениями о химических и физических свойствах компонентов молока, знать сущность биохимических и микробиологических процессов, протекающих при получении, производстве, хранении молока и молочных продуктов.
Развитие пищевой технологии диктует необходимость все более тесного сочетания исследовательских работ с изучением различных медицинских аспектов питания человека. В целом, это означает, что наряду с совершенствованием традиционных способов переработки молока все большее развитие приобретают наукоемкие технологии, при одновременном усилении внимания к качеству и безопасности выпускаемой продукции [А. Н. Австриевских, 2005].
Молоко и молочные продукты, являясь продуктами повседневного потребления всех возрастных групп населения, занимают одно из ведущих мест в пищевом рационе. Пищевая ценность молока отражает полноту полезных его качеств, в том числе проявление антиоксидантных свойств. Исследование интенсивности свободнорадикальных процессов и антиокислительных свойств молока, получило развитие в научных трудах отечественных и зарубежных ученых К. К. Горбатовой, И. А. Радаевой, В. П. Шидловской, З. С. Зобковой, В. Е. Высокогорского, S. Calligaris, E. Albera и др.
В настоящее время в молочной промышленности произошли значительные изменения в технологии и технике производства, внедрены принципиально новые способы обработки молока, расширился ассортимент молочных продуктов. Разработанные направления переработки молока позволяют повысить пищевую ценность молочных продуктов.
Степень разработанности темы исследования. В работе Веселова П. В. (2010) выявлено воздействие различных экологических факторов на интенсивность перекисного окисления липидов молока разных хозяйств лесостепной природной зоны Омской области. Однако отсутствуют данные об уровне первичных, вторичных и конечных продуктов липопероксидации заготовляемого молока в степной и лесной зонах Омской области.
В литературе имеются данные об антиокислительной активности молока и кисломолочных продуктов [П. В. Веселов, 2009-2010; О. Н. Лазарева, 2008; К. К. Полянский и др., 2004], изучено влияние тепловой обработки на компоненты антиокидантной системы [Ю. В. Балакирева и др., 2010; Calligaris et al., 2004; Stojanovic et al., 1996], дана оценка антиокислительной способности йодобогащенных молочных продуктов [А. Н. Мамцев, 2007].
Отличие результатов настоящей работы состоит в том, что на основании биохимических исследований, получены новые сведения о роли различных методов переработки молока в способности продуктов, подвергаться свободнорадикальному окислению (СРО) или препятствовать этим процессам. Изучена интенсивность свободнорадикальных процессов и система антиокислительной защиты молочных продуктов в течение срока годности.
Учитывая многообразие и полифункциональный характер антиоксидантов молока, можно предположить, что сохранение качества и биологической ценности продуктов, содержащих молочный жир, предотвращение их гидролитической и окислительной порчи может определяться факторами получения молока и выбором технологических процессов и режимов его переработки. Возникает необходимость в определении воздействия природно-климатических факторов на интенсивность пероксидации липидов заготовляемого молока-сырья и изучении свободнорадикального окисления и антиокислительной активности (АОА) молока в ходе его технологической переработки.
Цель исследования: Охарактеризовать интенсивность процессов свободнорадикального окисления и антиокислительной защиты молочных продуктов для биохимического обоснования совершенствования технологических параметров производства и улучшения качества молочных продуктов.
Задачи исследования:
-
Определить воздействие природно-климатических факторов Омской области на интенсивность процессов липопероксидации заготовляемого молока.
-
Сравнить влияние использования микрофильтрации и традиционного способа производства пастеризованного молока на интенсивность свободнорадикального окисления и антиокислительные свойства продукта.
-
Исследовать влияние заквасок и технологических особенностей производства кисломолочных продуктов на антиокислительную активность.
-
Изучить показатели свободнорадикального окисления и антиокислительной защиты творога при различных способах производства.
Научная новизна работы. Выявлен различный уровень продуктов липопероксидации молока, полученного в лесной, лесостепной и степной природно-климатических зонах Омской области. Установлено, что использование мембранного метода в производстве пастеризованного молока позволяет получать продукт с меньшим уровнем свободнорадикального окисления и большей антиокислительной активностью. Большая АОА микрофильтрованного молока, способствует меньшему накоплению токсичных веществ при хранении продукта. Показано, что применяемые при производстве кисломолочных продуктов заквасочные культуры способны повышать антиокислительные свойства продуктов. Обнаружено, что в процессе ферментации увеличивается число доступных сульфгидрильных групп белков. В твороге, полученном методом ультрафильтрации (УФ), выявлено увеличение содержания доступных SH-групп, по сравнению с продуктом, приготовленным традиционным способом, что способствует увеличению его антиокислительной активности.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты расширяют имеющиеся представления о биохимических механизмах антиоксидантной защиты и факторах, влияющих на интенсивность свободнорадикальных процессов при производстве основных молочных продуктов. Определение продуктов пероксидации липидов позволяет совершенствовать контроль качества и сохранить важные компоненты антиоксидантной системы молока. Изучение процессов окисления компонентов молока в течение срока годности дает возможность оценить уровень сохранности продукта в пределах срока годности.
Полученные результаты исследования послужили основой для разработки рекомендаций по повышению антиоксидантной активности молочных продуктов. Рекомендации учитываются специалистами отдела «Управление по инновациям» при разработке и внедрении новых технологий и продуктов в компании «Вимм-Билль-Данн». Определение биохимических параметров, позволяет выявить влияние особенностей технологий для их совершенствования и разработки новых видов продукции.
Основные положения работы используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий по курсу «Биохимия» в ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина.
Положения, выносимые на защиту:
-
Интенсивность процессов липопероксидации молока имеет отличительные особенности в различных природно-климатических зонах Омской области.
-
Определение показателей СРО и антиокислительной защиты в молочных продуктах позволяет оценить воздействие технологических процессов на качество и биохимические свойства молока.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на IV Международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения», посвященной 80-летию факультета технологии молочных продуктов ОмГАУ (Омск, 2011); на IV международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2010); на I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока» (Барнаул, 2011); на международной научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2010); на VII Специализированном конгрессе «Молочная промышленность Сибири» (Барнаул, 2012).
Публикации. Результаты исследования опубликованы в 10 печатных работах, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных положений диссертаций на соискание ученой степени.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 147 страницах, содержит 37 таблиц, 16 рисунков. Диссертация включает: введение, обзор литературы, объекты и методы исследования, результаты исследований, заключение, библиографический список, который включает 190 источников литературы, в том числе 153 отечественных и 37 зарубежных.
