Введение к работе
з
Актуальность темы. Анализ структуры переработки вторичных сырьевых ресурсов молочной промышленности показывает, что наиболее актуальными для предприятий отрасли в настоящее время являются задачи полного и рационального использования молочной сыворотки, как одного из видов вторичного молочного сырья.
Большой вклад в решение проблем, связанных с получением и переработкой вторичного молочного сырья внесли ведущие отечественные и зарубежные ученые: М.С.Коваленко, Н.Н. Липатов, В.А. Павлов, К.К. Полянский, П.Г. Нестеренко, СВ. Василисин, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева, В.Е. Жидков, М.В. Залашко, Т. Sienkiewicz, C.L. Riedel, J.G. Zadow, U. Kulozik и др. Системные исследования по проблеме переработки молочной сыворотки, которые проводятся творческим коллективом СевКавГТУ под руководством академика Россельхозакадемии А.Г. Храмцова, позволили сформулировать концепцию функционального питания (кормления) сельскохозяйственных животных и сформировать бренд кормовых добавок «БИКОДО» и «Профилакт».
Значительные объемы молочной сыворотки на предприятиях молокоперерабатывающей отрасли, ее питательная и биологическая ценность обуславливают актуальность разработки рациональных технологических схем получения пищевых и кормовых продуктов функционального назначения.
Значительный интерес представляет возможность регулирования пищевой и биологической ценности, физико-химических и функциональных свойств концентратов на основе молочной сыворотки посредством введения в их состав различных компонентов молочного сырья, например, казеина и сывороточных белков молока; небелковых азотистых соединений; лактулозы; биомассы лактобактерий и/или бифидобактерий. Актуальность проблемы производства продуктов, содержащих лактулозу, обусловлена ярко
4 выраженным бифидогенным действием данного углевода и рядом других
уникальных биологических свойств.
Рассмотрение тенденций развития науки в области переработки молочного сырья позволили сделать вывод об актуальности постановки задачи по разработке биотехнологии синбиотического концентрата на основе подсырной сыворотки, содержащего в своем составе как бифидогенные факторы - лактулозу, гидролизаты белка, так и биомассу бифидобактерий.
Цели и задачи исследований. Целью работы является изучение процессов изомеризации лактозы в лактулозу в подсырной сыворотке, обогащенной белковыми гидролизатами и бифидо бактериями, применительно к биотехнологии синбиотического концентрата.
В соответствии с поставленной целью предусматривалось решение следующих основных задач:
- изучение процесса щелочной изомеризации лактозы в лактулозу в
подсырной сыворотке, обогащенной белковыми гидролизатами животного
(обезжиренного молока) и растительного (соевого молока) происхождения;
- изучение процесса изомеризации лактозы в лактулозу при
электроактивации подсырной сыворотки, обогащенной источником
небелкового азота (карбамидом) и/или белковыми гидролизатами;
- изучение процесса культивирования бифидобактерий на подсырной
сыворотке, обогащенной лактулозой и белковыми гидролизатами;
определение оптимальных параметров процесса культивирования бифидобактерий;
разработка технологии и аппаратурного оформления производства синбиотических концентратов с применением разных способов изомеризации;
исследование физико-химических и микробиологических показателей синбиотических концентратов;
разработка технической документации на синбиотические концентраты;
5 - проведение оценки экономической эффективности производства,
маркетинговых исследований и определение критических контрольных точек
технологий синбиотических концентратов с применением принципов ХАССП.
Научная новизна работы. Изучены закономерности изомеризации лактозы в лактулозу в подсырной сыворотке, обогащенной белковыми гидролизатами, в присутствии щелочного агента и в процессе электроактивации. Установлено влияние вида белкового гидролизата и его концентрации на трансформацию лактозы в лактулозу. Получены математические модели, описывающие процесс изомеризации в подсырной сыворотке, обогащенной белковыми гидролизатами, и определены оптимальные параметры процесса. Исследованы закономерности культивирования бифидобактерий на подсырной сыворотке, обогащенной лактулозой и белковыми гидролизатами. Определены оптимальные параметры процесса культивирования бифидобактерий. Разработана технология синбиотического концентрата на основе подсырной сыворотки и получен патент на способ его получения (№ 2327358).
Практическая значимость работы. Результаты исследований нашли практическое воплощение в разработке технической документации ТУ 9229-005-05324181-08 «Синбиотический концентрат «Профилакт-Б».
Технология синбиотического концентрата на основе подсырной сыворотки, обогащенной гидролизатом обезжиренного молока («Профилакт -Бм») и гидролизатом соевого молока («Профилакт -Бс») прошла опытно-промышленную проверку на базе ФГУП ВНИИКИМ, г. Ставрополь. Научно-хозяйственные испытания синбиотических концентратов, проведены в опытном хозяйстве ГНУ СНИИЖК, СПК-колхозе «Новомарьевское» и в СГЖ «Михайловское» Шпаковского района Ставропольского края. Были получены положительные результаты.
Результаты исследований используются в учебном процессе при выполнении лабораторных и научных дипломных работ студентами
6 специальностей 240902 «Пищевая биотехнология» и 260303 «Технология
молока и молочных продуктов».
Апробация работы. Основные положения работы представлены на региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2004, 2005), всероссийской научно-практической конференции «Пути повышения эффективности производства молочных продуктов» (Адлер, 2005), международном научно-практическом семинаре «Современные направления переработки сыворотки» (Ставрополь, 2006), симпозиуме Международной Молочной Федерации «Лактоза и ее производные» (Москва, 2007), международной научно-практической конференции «Современный взгляд на производство творога, творожных паст и сыров: расширение ассортимента, совершенствование технологии и оборудования» (Ставрополь, 2008), международной научно-практической конференции «Биотехнологические системы и инновационные технологии производства продуктов питания как один из инструментов реализации «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы» (пос. Персиановский, 2009), научно-технических конференциях по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ (Ставрополь, 2004 - 2007).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 23 работах, в т.ч. 9 статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав основного текста, выводов, списка литературы, включающего 170 наименований, 16 приложений. Основное содержание работы изложено на 160 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц и 26 рисунков.
Похожие диссертации на Разработка биотехнологии синбиотического концентрата функционального назначения
