Введение к работе
Актуальность работы Приоритетные направления государственной политики в области здорового питания на период до 2020 года предусматривают сохранение и укрепление здоровья населения путем удовлетворения потребности в полноценном и сбалансированном питании. Реализация этой тенденции предусматривает стимулирование развития отечественного производства пищевых продуктов массового потребления, в том числе функциональных ингредиентов и продуктов питания на их основе.
Большое значение уделяется синбиотическим продуктам, которые оказывают выраженное функциональное воздействие на организм человека за счёт комплексного действия пробиотических и пребиотических компонентов.
Перспективным сырьевым источником для получения ингредиентов с пребиотическими свойствами является подсырная сыворотка – многокомпонентная полифункциональная система, биотехнологический потенциал которой позволяет получить широкий спектр функциональных производных.
Переработке молочной сыворотки и получению продуктов на ее основе посвящены работы известных ученых: А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, П.Г. Нестеренко, А.Ю. Просекова, Н.И. Дунченко, Е.И. Мельниковой, Л.А. Забодаловой, Э.Ф. Кравченко, С.А. Рябцевой, Г.Б. Гаврилова, А.В. Серова, В.Д. Харитонова, Е.В. Денисовой, А.Н. Пономарева, T. Mizota, Y. Tamura, S. Adashi, G.R.Andrews, F.Petuely и других ученых.
Направленная биохимическая трансформация лактозы - основного компонента сухих веществ подсырной сыворотки - позволяет получать различные функциональные нутриенты: тагатозу, фукозу, лактулозу, лактосахарозу, галактоолигосахариды. Фукоза относится к минорным моносахаридам и характеризуется многочисленными эффектами позитивного воздействия на организм человека.
С учетом актуальности разработка технологии получения фукозы с последующим применением в производстве синбиотических продуктов открывает дополнительные возможности в решении проблемы комплексной, экономически-целесообразной и экологически безопасной переработки вторичного молочного сырья, обеспечивающей население полноценным и сбалансированным питанием.
Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии молока и молочных продуктов «Развитие физико-химических и биотехнологических основ производства молочных продуктов различного функционального назначения» (№ г. р. 01.2.00605297, 2006 – 2010 гг.), по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 – 2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г).
Цель работы – разработка технологии фукозосодержащего концентрата и синбиотических продуктов на его основе.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
обосновать применение подсырной сыворотки как сырья для получения фукозы и способы её биотехнологической трансформации в фукулозу;
оптимизировать условия биотрансформации фукулозы в фукозосодержащий концентрат и разработать технологию его получения;
установить химический состав, функционально-технологические характеристики и показатели безопасности фукозосодержащего концентрата;
разработать рецептурно-компонентные решения фукозосодержащих синбиотических продуктов с заданными химическими и функционально-технологическими характеристиками;
усовершенствовать технологию производства синбиотических продуктов, обосновать экономическую эффективность и провести апробацию на предприятиях отрасли.
Научные положения, выносимые на защиту.
Оптимальные условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.
Фукозосодержащий концентрат как многокомпонентная полифункциональная система: химический состав, функционально-технологические свойства (в том числе бифидогенные), показатели качества и безопасности.
Модифицированная технология, состав и свойства синбиотических продуктов с фукозосодержащим концентратом.
Научная новизна.
Предложены способы и оптимизированы условия биотехнологической трансформации подсырной сыворотки в фукозосодержащий концентрат.
Получены новые данные о фукозосодержащем концентрате, включающие его химический состав, физико-химические, бифидогенные свойства, показатели качества и безопасности.
Разработаны рецептурно-компонентные решения для реализации ценных свойств фукозосодержащего концентрата в производстве синбиотических продуктов с учетом их функциональности, социальной значимости и качественных характеристик
Практическая значимость. Запатентованный способ биотехнологической трансформации предусматривает комплексное использование сырья и позволяет получить фукозосодержащий концентрат с пребиотическими свойствами.
Разработанные рецептуры и усовершенствованные технологии кисломолочных продуктов с фукозосодержащим концентратом позволяют придать им синбиотические свойства и усилить их функциональное действие.
Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных технологий подтверждена промышленной апробацией на предприятиях отрасли (ОАО Молочный комбинат «Воронежский», г. Воронеж, ОАО «Липецкий Хладокомбинат», г. Липецк).
Новизна практических разработок подтверждена материалами Роспатента.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 6, 7 паспорта специальности 05.18.04 – «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: I Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010); II Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); V Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2011); Инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011); II Международной научной конференции «Молодежная наука – пищевой промышленности» (Ставрополь, 2011); Международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии», научно-практический семинар «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, теории и практики» (Ставрополь, 2011); III Общероссийской студенческой электронной научной конференции « Студенческий научный форум 2011» (Воронеж, 2011); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок» (Воронеж, 2011); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012); Научно-практической конференции профессорско-преподавательского и аспирантского состава факультета технологии и товароведения «Актуальные вопросы технологий производства, переработки, хранения сельскохозяйственной продукции и товароведения» (Воронеж, 2012); L Отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2011 год (Воронеж, 2012); Материалы XIVвсероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Алиментарно-зависимая патология: предиктивный подход» (Москва, 2012).
Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника.
Публикации. По материалам диссертации опубликована 20 работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисов докладов и 2 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 228 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц и 52 рисунка. Список литературы включает 145 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
