Введение к работе
Актуальность.
Рыбная отрасль Российской Федерации ставит такие задачи, как разработка технологий глубокой переработки гидробионтов с целью получения пищевых продуктов, биологически активных веществ нового поколения и кормовых продуктов из недоиспользуемых водных биологических ресурсов.
Исследования по комплексной переработке гидробионтов, поиску и выделению биологически активных веществ постоянно ведутся отечественными и зарубежными учеными: Албулов А.И., Боева Н.П., Варламов В.П., Мукатова М.Д., Немцев С.В., Пивненко Т.Н., Подкорытова А.В., Сафронова Т.М., Слуцкая Т.Н., Суховерхова Г.Ю., Эпштейн Л.М., Abdel F., Apinya A., Cho J., Larger L., Lee A., Prudden J., Folkman J., Sittiwat L. и др.
Для получения биологически активных продуктов перспективными представляются костно-хрящевые ткани, являющиеся отходами при разделке рыбы и в настоящее время используемые на получение кормовой муки. Аргументом в пользу привлечения рыбных отходов для получения биологически активных веществ является их значительный объем и высокое содержание биологически активных веществ, особенно хондроитинсульфата в отходах хрящевых рыб. Хондроитинсульфат – это высокомолекулярный полисахарид, принимающий ключевое участие в построении основного вещества костной и хрящевой ткани, а также тормозящее дегенеративные процессы последней и имеющий большое значение при разработке БАД хондропротекторного действия.
В связи с этим разработка технологии биоактивных препаратов из вторичного рыбного сырья, содержащего хондроитинсульфат в биокомплексе с сопутствующими природными компонентами (коллаген, аминокислоты, гексозамины, минеральные вещества и др.), является актуальной проблемой.
Разработанные технологии и выпуск продукции на их основе будут способствовать решению важных социальных задач, направленных на улучшение здоровья людей и животных.
Цель диссертационной работы: Разработка безотходной технологии переработки отходов от разделки рыб с высоким содержанием хрящевой ткани для получения хондритинсульфат-белкового комплекса.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Исследовать химический состав хрящевой ткани акулы катрана, бестера аквакультуры, ската звездчатого и отходов их переработки.
-
Обосновать рациональные параметры ферментативного гидролиза хрящевой ткани с применением коллагеназы и протосубтилина и рассчитать математическую модель процесса ферментолиза.
-
Разработать технологический процесс получения хондроитинсульфат-белкового комплекса.
-
Исследовать состав и качество хондроитинсульфат-белкового комплекса для установления возможности его применения в качестве компонента БАД;
-
Разработать рецептуру и технологию получения БАД к пище.
-
Исследовать возможность применения хондроитинсульфат-белкового комплекса в качестве компонента пленок ранозаживляющего действия.
-
Разработать способ получения и применения пленок ранозаживляющего действия.
-
Разработать проекты технической документации (ТУ и ТИ) на хондроитинсульфат-белковый комплекс.
-
Рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной технологии получения БАД.
Научная новизна работы.
-
Впервые применен способ обезжиривания хрящевой ткани в процессе получения хондроитинсульфат-белкового комплекса термообработкой в воде с поверхностно-активным веществом.
-
Обоснован способ снижения содержания высокомолекулярного белка в хондроитинсульфат-белковом комплексе методом его осаждения хитозаном.
-
Впервые созданы хитозан-хондроитинсульфат-белковые ранозаживляющие пленки для лечения кожных поражений культивируемых рыб.
Практическая значимость работы.
Определены перспективные источники сырья для получения хондроитинсульфат-белкового комплекса. Разработана технология ферментативных гидролизатов из отходов переработки хрящевых рыб. Результаты экспериментальных исследований апробированы в производственных условиях ЗАО «Биопрогресс» Щелковского района МО, пос. Биокомбинат. Разработана технология изготовления пленок на основе природного аминополисахарида хитозана и хондроитинсульфат-белкового комплекса. Разработан и апробирован в условиях аквакультуры способ лечения кожных поражений рыб. Разработаны проекты технической документации на хондроитинсульфат-белковый комплекс из хрящевой ткани рыб (ТУ № 9289-063-00472124-09 и ТИ) и на биологически активную добавку к пище «Хондроитинсульфат-белковый комплекс» (ТУ № 9283-117-00472124-10 и ТИ). Новизна технического решения подтверждена патентом РФ № 2361429.
На защиту выносятся следующие положения:
Принцип выбора сырья (отходы переработки акул, скатов и осетровых рыб) по химическому составу, определяющему направленность технологического процесса получения хонроитинсульфат-белкового комплекса с заданным составом и свойствами.
Технология хонроитинсульфат-белкового комплекса с обоснованием рациональных режимов и параметров ферментативного гидролиза хрящевых тканей рыб.
Полифункциональность хондроитинсульфат-белкового комплекса, содержащего биологически активные вещества гексозамины, хондроитинсульфаты, коллаген, неколлагеновые белки, микроэлементы и возможность его использования в качестве компонента БАД и ранозаживляющих пленок.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы были представлены на первой международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов» (Москва, 2006); научно-практическом форуме «Здоровое питание – здоровье нации» (Москва, 2007); первой международной научно-практической конференции «Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем» (Астрахань, 2008); девятой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» (Ставрополь, 2008); второй международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов» (Москва, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2008); The XV seminar and workshop «New aspects of the chemistry and application of chitin and its derivatives» (Poland, Torun, 2009).
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 9 печатных работах, в том числе, 3 статьи в журнале перечня ВАК РФ, 6 печатных трудов в материалах конференций, получен 1 патент, оформлена 1 заявка на изобретение.
Структура и объем работы.
Диссертация изложена на 113 страницах, включает введение, обзор литературы, методическую часть, результаты исследований и их обсуждение, практическую реализацию результатов исследований, выводы и список литературы, содержащий 173 источника (в том числе 60 зарубежных). Работа содержит 23 таблицы, 22 рисунка и 8 приложений на 52 страницах.
