Введение к работе
Актуальность работы.
В соответствии с приоритетами развития в области переработки сырья и продуктов животного происхождения, обозначенными правительством РФ намечены мероприятия по улучшению структуры питания с одновременным обеспечением безопасности пищевых продуктов и существенным ростом здоровья населения.
Один из реальных и эффективных подходов в этом направлении состоит в создании функциональных ингредиентов. Перспективным сырьем для достижения поставленной цели служит коллагенсодержащее сырье мясной промышленности, которое используется зачастую не полно и не рационально.
Дефицит теоретически обоснованных эффективных технических решений в области глубокой переработки коллагенсодержащего сырья с выделением целевых компонентов остаётся актуальной задачей. Актуальность этого направления связана с:
проблемой использования бросовых отходов, значительную долю которых составляет коллагенсодержащее сырьё и решение экологических проблем отраслей АПК;
необходимостью создания наукоемких импортсвамещающих технологий пищевых добавок, ингредиентов, композитов заданной функциональности, доступных для реализации в условиях действующих предприятий перерабатывающей промышленности;
распространением новых видов продуктов, материалов и средств для профилактики здоровья населения, обеспечения ими в крупнотоннажном производстве и общественном питании различных групп потребителей на территории регионов Российской Федерации, увеличение объемов отечественного производства продуктов здорового питания.
В России весомый вклад в подходы к рациональному использо--ванию коллагенсодержащего сырья, а также получению на его основе пищевых добавок, покрытий, биологически активных, ингредиентов внесли ученые - сотрудники ВНИИМП, МГУПБ, ВГТА, наиболее значимыми в этой области являются работы авторов Антиповой Л. В., Глотовой И. А., Донца А. А., Жаринова А. И., Касьянова Г. И., КудряшоваЛ. А., Липатова Н.Н., Лисицына А. Б., Мглинпа А. И., Рогова И. А., Розанцева А. Г. и др.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры технологии мяса и мясных продуктов Воронежской государственной технологической академии «Теория и практика производства биологически полноценных, комбинированных, аналоговых и функциональных продуктов питания на основе рационального использования
сельскохозяйственных ресурсов с привлечением методов биотехнологии» (2006-2010 гг., № г. р. 012.006.037.63). Работа является составной частью научных исследований кафедры технологии мяса и мясных продуктов в рамках НТП Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Технологии живых систем» по теме «Разработка пищевых белковых препаратов, композитивов, добавок и обеспечение качества мясных продуктов на основе комплексного использования ресурсов и применения методов биотехнологии» (№. г. р. 01.2001.16991).
Цель работы -разработка подходов и методологии получения коллагенов с заданными функциональными свойствами на основе биомодификации белков соединительнотканного сырья животного происхождения.
Для решения поставленной цели были сформулированы и решались следующие основные задачи:
- обоснование условий выделения и очистки биополимеров из со
единительных тканей;
оптимизация процессов биомодификации компонентов соединительных тканей и математическая формализация методов расчета технологических процессов получения продуктов с заданной структурой и свойствами;
исследование влияния условий модафикации на структуру и функции коллагенов;
идентификация продуктов биомодификации белков методами рентгенофазового, микроструктурного анализа и электрофореза;
комплексный анализ полученных продуктов биоконверсии с оценкой физиологической и технологической функциональности;
оценка показателей качества, безопасности и биологической активности полифункциональных коллагеновых полупродуктов и готовых технологических форм с их использованием;
разработка новых технологий производства функциональных продуктов, обеспечивающих высокий уровень безопасности.
Научная новшна.
Проведена оценка вторичных продуктов убоя и отходов как источников коллагена Уточнена субстратная специфичность протеолити-ческих ферментных препаратов.
Изучен характер и закономерности процессов биомодификации коллагенсодержащего сырья с применением ферментных препаратов. Исследованы в динамике микроструктурные, фракционные изменения соединительной ткани под воздействием избранных ферментных препаратов.
Установлена взаимосвязь между степенью деструкции коллагена и его функциональностью. Методами электрофореза, последовательного растворения и ступенчатого осаждения установлено оптимальное молекулярно - массовое распределение белковых фракций (97,4-212 кДа), их соотношение по растворимости, позволяющее обеспечивать высокий уровень функциональных свойств.
На основе химических и рентгенострукгурных исследований установлена высокая степень очистки, полученного гидролизата коллагена
Обоснованы функционально-технологические преимущества полученного гадролизата по сравнению с имеющимися аналогами пищевых добавок, вырабатываемых на основе катлагенсодержащего сырья.
Определена сорбционная способность полученного гидролизата коллагена к катионам тяжелых металлов в условиях, приближенным к физиологическим (in vitro).
Исследовано влияние веществ различной химической природы на структурообразование коллагеновых ингредиентов, определены оптимальные условия получения формовочных дисперсий для мясных продуктов.
Практическая значимость. Определены параметры ферментативной очистки коллагенсодержащего сырья от балластных примесей и параметры целенаправленной деструкции белков соединительной ткани с получением гидролизата с высоким уровнем функционально-технологических свойств.
Разработанная схема получения функционального гидролизата доступна для реализации в условиях действующих мясоперерабатывающих предприятий.
Показано положительное влияние полученного гидролизата коллагена на функционально-технологические свойства мясных фаршевых систем с повышением влагосвязывающей, влагоудерживающей, эмульгирующей способности и стабильности эмульсии.
Обоснованы способы введения полученного гидролизата коллагена. в мясные продукты с эффектом обогащения аналогами пищевых волокон и оксипролином, а также с повышением биологической ценности, улучшенными органолептическими показателями и выходом.
Разработанные технологии прошли промышленную апробацию на ОАО «Мясокомбинат Аннинский» и показали целесообразность и практическую значимость с эффектом снижения себестоимости выпускаемой продукции, повышением рентабельности производства за счет вовлечения невостребованного сырья в цикл производства продукции пищевого назначения. На новые виды продуктов разработаны проекты технической документации - ТУ 12318-001 - 02068108 - 2009 - «Паштеты мясные», ТУ 51187-001 -02068108-2009 - «Полуфабрикаты мясные рубленные».
