Введение к работе
Актуальность работы. Переход, производства продуктов питания на качественно новый уровень при одновременном совершенствовании традиционных технологий и вовлечении в производство ограниченно используемых видов белоксодержащего сырья требует углубления современных научных представлений о механизме процессов, связанных со спецификой состава и свойств этого сырья. В то же время, многие из них могут служить прекрасной основой для производства функциональных продуктов, которые, как известно, призваны поддерживать и корректировать здоровье человека.
Одним из основных требований к современным технологиям является расширение ассортимента за счет создания комбинированных продуктов со сбалансированным составом пищевых и биологически активных веществ. В связи с дефицитом в рационах пищевого и животного белка, витаминов, неблагоприятной экологической обстановкой, высоким ростом заболеваемости, а также необходимостью рационально и полностью использовать невостребованные ресурсы белка возникает задача производства продуктов на основе биомодифицированной плазмы крови и растительных компонентов, с использованием культур молочнокислых бактерий, которые способствуют повышению иммунитета организма за счет иммунологической перестройки в лимфоидном слое слизистой оболочки кишечника, регионарных узлах и повышают уровень фагоцитарной активности крови, увеличивают количество лизоцима, а в ряде случаев и интерферона, обладают профилактическими свойствами в отношении злокачественных новообразований.
Особое место среди источников полноценного белка занимает плазма крови (ПК), являющаяся биообъектом с уникальными полифункциональными свойствами. Направленно воздействуя на входящие в ее состав белковые фракции, можно получать разнообразные формы продуктов с заданными функционально-технологическими свойствами, за счет эффективного регулирования свойств сырья. Многокомпонентные смеси на базе ПК можно одновременно рассматривать как растворы, а также ионо- и термотропные гельные системы, обладающие определенным биотехнологическим потенциалом, формируемым присутствующими в исходных компонентах естественными ингредиентами (белки, липиды, макро- и микроэлементы, буферные системы, и т.д.).
Значительные перспективы развития биомодифицированных форм ПК представляет создание современных форм продуктов обогащенных микронутриентами, что позволяет инициировать требуемый эффект или реакцию, создают предпосылки к направленному биотехнологическому регулированию ряда традиционных операций и процессов, характерных для производства продуктов, в частности имитирующих, обогащенных дополнительно полезной микрофлорой.
Тема диссертационной работы соответствует плану госбюджетной НИР кафедры технологии мяса и мясных продуктов ВГТА на 2001-2004 г.г., «Разработка консорциумов микроорганизмов для целенаправленной биотрансформации животного сырья для создания биологически безопас-ных продуктов с заданными свойствами» 4МЬЛР H4WtH№AiAjtiAll ^ 1ТП Минобразования РФ «Научные исследован ВЫСфОДуЩфfcWJj0 прі юри-
[ИВ Bl
тетным направлениям науки и техники» по теме 204.01.04.001 «Разработка мультимикробных консорциумов с заданными биохимическими свойствами и изучение их биологической совместимости и стабильности» (подпрограмма «Технология живых систем») 2003-2004 гг.
Цель диссертационной работы - разработка функциональных продуктов на основе биомодифицированной плазмы крови с использованием ферментных препаратов и консорциумов микроорганизмов. В рамках поставленной цели решались задачи:
обоснование выбора способов биомодификации белков плазмы крови для производства напитков и имитирующих продуктов;
исследование условий биомодификации плазмы крови с использованием специфических гидролитических ферментов;
выбор культур микроорганизмов и разработка на их основе специфической симбиотической закваски для биоконверсии гидролизован-ной плазмы;
разработка рецептур и технологии производства функциональных продуктов на основе биомодифицированной плазмы крови;
оценка биологических свойств разработанных продуктов в опытах in vivo;
разработка проекта нормативной документации на новые виды продуктов и производственная апробация технологии.
Научная новизна. Обоснованы способы и методы целенаправленной модификации белков плазмы крови на основе ферментации и управляемого биокатализа. Расширены сведения об особенностях биокатализа белков ПК ферментными препаратами применительно к технологии напитков. Разработаны условия адаптации консорциумов живых микроорганизмов к биомодифицированным белкам плазмы крови, изучены их физиоло-го-биохимические особенности в среде гидролизатов ПК, обоснованы возможности их применения в получении функциональных продуктов.
На основе исследований химического и аминокислотного состава, качественных показателей и биологической ценности полученных систем обоснованы рецептурные композиции и технологические режимы производства новых функциональных продуктов на основе биомодифицированной плазмы крови. Биологические опыты, проведенные на теплокровных животных подтвердили функциональные свойства продуктов.
Практическая значимость работы. Разработаны оригинальные рецептуры и технологии имитирующие кисломолочные продукты с использованием заквасок молочнокислых и бифидобактерий. Комплекс разработанных рекомендаций, технологических подходов и технических решений позволяет расширить ассортимент продуктов функционального питания, доступных различным социальным слоям населения. Определены рациональные режимы получения белковых продуктов на основе биомодифицированной плазмы крови.
Технологии успешно апробированы на ОАО "Молокозавод Воронежский". Разработаны и рекомендованы рецептуры сбалансированных по аминокислотному составу продуктов, имеющих высокое качество: напитков («Биолин яблочный», «Биолин морковный») и паст «Чудо-утро», «Креола», «Богатырь».
Промышленная апробация и токсикологические исследования показали целесообразность и социальную значимость результатов исследования.
На новые виды продуктов разработаны проекты нормативных документов (Напитки функциональные, сквашенные, на основе гидролизо-ванной плазмы крови. Технические условия ТУ 9214-013-02068108-04; Пасты функциональные, сквашенные, на основе гидролизованной плазмы крови. Технические условия ТУ 9214-012-02068108-04). Новизна технических решений подтверждается патентом РФ№ 2185068.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в период 2001-2004 г.г. на отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии; научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ВГТА (Воронеж, 2001 г.), IV Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва 2001 г.); международной научно-технической конференции «Современные технологии переработки сырья в обеспечении здорового питания: наука, образование и производство» (Воронеж, 2003 г.); научно-технической конференции «Технология живых систем» (Москва 2003 г.); международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», (Воронеж 2003 г.); 7-ой международной конференции, посвященной памяти проф. В.М. Горбатова «Продукты 21 века - технология, качество, безопасность» (Москва, 2004 г.); 8-ой международной Пущинской школе - конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2004 г.); международном семинаре «Технологии, оборудование и компоненты для производства мясных продуктов здорового питания», (Вологда, 2004 г.); XLII отчетной научной конференции (Воронеж 2004 г.)
Разработки экспонировались в выставочных центрах: 17-ой межрегиональной выставке «Продторг» (Воронеж, 2003 г.); выставка «Технологии живых систем» (Москва, 2003 г.). Результаты используются в учебном процессе: специальность 271500 «Пищевая биотехнология» в циклах дисциплин ЕН, ОПД, СД, при формировании перечня и содержательной части рабочих программ курсов по выбору и факультативов.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 18 работ, в том числе патент РФ № 2185068.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 171 страницу машинописного текста, 37 таблиц, 30 рисунков. Библиографический список включает 153 наименования.
