Введение к работе
Актуальность работы. Современная концепция совершенствования и развитая производства исходит из превращения ресурсосбережения в реальный источник усиления сырьевой базы, сохранения производственного потенциала мясоперерабатывающей промышленности за счет освоения новых нетрадиционных видов продуктов.
Однако в целом по отрасли продукты переработки скота, направляемые на пищевые цели, составляют 64 % к живой массе, кормовые - 12; выработку технической продукции - 10. Остальные 14 %, согласно официальной зтатистике, остаются невостребованными. Среди них особый интерес тредставляют вторичные ресурсы, богатые коллагеном, на долю которого триходится от 25 до 33 % общей массы белков убойных животных. Но данным ЗНИИМПа, годовое производство малоценных субпродуктов II категории доставляет в среднем 1000 тыс. т, отходов шкуросырья - 30 тыс. т, около 140-150 тыс. т мясной обрези. Практически невостребованными на пищевые цели >стаются шквара, фасции, шкурка, жилка и другие вторичные продукты и >тходы.
В то же время следует отметить недостаток теоретических исследований і, как следствие, обоснованности подходов в решении современных ехнических задач в области глубокой переработки вторичного сырья, іключая коллагенсодержащее, предусматривающих выделение целевых шгредиентов. Между тем это сырье имеет очевидный приоритет и іерспективу в получении пищевых белковых добавок и коллагеноных убстанций - потенциальной основы для пищевых пленок, покрытий, юрмовочных материалов. Обоснование и создание новых эффективных ехнологий переработки всех коллагенсодержащих ресурсов представляет еоретичсский и практический интерес, имеет важное социальное и кологическое значение. Особый успех здесь следует ожидать от применения іетодов биотехнологии, достижения которой, по мнению большинства пециалистов и ученых, сопоставимы лишь с достижениями [икроэлсктроники.
Тема диссертационной работы соответствует плану НИР кафедры ехнологий мяса и мясных продуктов ВГТА на 1991-2000 гг. "Разработка ехнологий и оборудования биологически полноценных экологически чистых [ясных продуктов на основе рационального использования ресурсов". Работа вляется составной частью научных исследований кафедры: по теме іедерального гранта "Теория и практика продуктов лечебно-рофилактического и специального назначения на основе рационального спользопания вторичного сырья мясной и птицеперерабатывающей ромышленности" по разделу "Сельскохозяйственное машиностроение" (1996-997 гг.); региональной научно-технической программы "Черноземье", раздел Рациональное использование коллагенсодержащих ресурсов мясной
промышленности на основе комплексного использования сырья" (1992-1995
гг.)".
Цель диссертационной работы состоит в изучении комплекса свойств вторичных коллагснсодержащих ресурсов мясоперерабатывающей промышленности, разработке эффективных биотехнологических методов вьщеления и очистки коллагеновой фракции с получением и исследованием свойств коллагеновых масс применительно к технологии съедобных колбасных оболочек, пищевых пленок и покрытий.
В рамках поставленной цели решались задачи:
исследование химического состава, особеностей микроструктуры, реологических и функциональных свойств коллагснсодержащих отходов и вторичных продуктов мясной промышленности;
выбор и обоснование применения специальных ферментных препаратов для очистки коллагенов от сопутствующих балластных веществ путем целенаправленной биоконверсии химического состава и трансформации функциональных свойств сырья;
обоснование рациональных режимов и разработка рекомендаций по получению коллагеновых масс;
исследование комплекса свойств коллагеновых масс (полуфабрикатов);
технологическая проработка и технико-экономическая оценка результатов исследования.
Научная новизна. На основании результатов изучения гистоморфологических, физико-химических, биохимических и прочностных свойств впервые теоретически обоснованы пути рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья на пищевые цели: пищевые добавки и коллагеновые массы.
Обоснована целесообразность привлечения дополнительных видов вторичного сырья для получения коллагеновых масс различной функциональности. На этапе выделения и очистки коллагеновых субстанций применены методы биотехнологии. Установлены закономерности ферментативного распада сопутствующих липидных и белковых фракций неколлагеновой природы под действием ферментных препаратов микробного происхождения, определены условия максимального распада этих субстратов.
Проведена идентификация аминокислотного и фазового состава коллагенов в составе полученных продуктов. Установлены характер и закономерности превращения целевых коллагеновых фракций под действием пищеварительных ферментов, термических и механических воздействий; оценен уровень безвредности. Установлено, что полученные с применением специальных препаратов ферментов коллагеновые. массы экологически безопасны, являются аналогами пищевых волокон, проявляют свойства, идентичные коллагенам гольевого * спилка, применяемого в технологии натуральных колбасных оболочек.
На основании теоретических исследований предложена новая ехнология обработки коллагенсодержащего сырья с целью получения соллагеновых масс (заявка на патент РФ № 95-119620/13(034433).
Практическая значимость. На основании результатов
жспериментальных исследований показана целесообразность и реальная юэможность использования всех коллагенсодержащих ресурсов мясной іромьшшенности для получения двух основных продуктов: пищевых добавок і коллагеновых масс различной функциональности. Для организации іеленаправленного сбора вторичных продуктов и отходов мясной іромьішленности, содержащих коллагены, предложено их деление на >сновные группы и сформирован перечень по предпочтительному прикладному значению.
Определены режимы очистки коллагенов под действием ферментных ірепаратов от балластных биополимеров, продолжительность и юследовательность основных и подготовительных операций по обработке соллагенсодержащего сырья.
Предложенная технология получения коллагеновых масс позволяет івести дополнительный источник сырья и максимально привлечь іеиспользованньїе ресурсы для получения полезных продуктов, сократить іроизводственньїй цикл в 24 раза, улучшить экологическое состояние іроизводств.
Результаты используются в учебном процессе, частью пошли п учебные тособия, в рукопись монографии, подготовленной к изданию в 1996 г.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной
эаботы доложены и обсуждены в период 1992-1995 гг. на отчетных научных
сонференциях Воронежской государственной технологической академии;
международной конференции по экстракции органических растворов ISECOS
92 (Воронеж, 1992); Российской научно-практической конференции с
международным участием "Проблемы ресурсосберегающих и
гриродоохранных технологий и оборудования для обработки и хранения
:ельскохозяйственного сырья" (Краснодар, 1993); конференции "Биосинтез
ферментов микроорганизмами" (Москва, 1993); международном научном
:еминаре "Современные проблемы качества мясного сырья и его
іереработки" (Кемерово, 1993); международной научной конференции
"Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленное"
[Краснодар, 1994); международной конференции "Научно-технический
трогресс в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 1995); Первой
«онференции Северо-Кавказского региона "Современные достижения
биотехнологии" (Ставрополь, 1995); III межреспубликанской
тучно-технической конференции "Процессы и оборудование экологических іроизводств" (Волгоград, 1995); международной научной конференции "Пища. Экология. Человек" (Москва, 1995); 40-м и 41-м ежегодных международных конгресса:»;. "Наука и технология мяса" (Гаага, Нидерланды,
1994; Сан-Антонио, Техас, США, 1995); 35-м конгрессе ШРАС (Стамбул, Турция, 1995); Third International Symposium TOCOEN'96 (Luhacovicc, Czech Republic, 1996)."
Публикации. Но результатам проведенных исследований опубликовано
22 работы, имеется приоритет по заявке на патент РФ № 95-119620/13
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 216 страниц машинописного текста, 29 таблиц, 30 рисунков. Библиография включает 182 наименования.
