Введение к работе
з
Актуальность работы. В настоящее время в целях восстановления престижа российских продуктов питания производители уделяют повышенное внимание качеству колбасных изделий, расширению их ассортимента, росту объемов выработки продукции, пользующейся повышенным спросом у населения.
Одной из главных причин резкого снижения качества и пищевой ценности колбасных изделий и мясных продуктов является поражение их поверхности плесневыми грибами, дрожжами и другими микроорганизмами. Контаминирующие микроорганизмы не только ухудшают товарный вид продукции и снижают ее вкусовые качества, но и вызывают пищевые отравления, дисбактериозы, аллергические реакции и нарушения обмена веществ у людей в связи со способностью продуцировать разнообразные токсины. Поэтому производство полноценных продуктов питания тесно связано с соблюдением технологий, обеспечивающих защиту от микробиологической порчи, сохраняющих питательную ценность продуктов в течение длительного времени за счет использования эффективных антимикробных средств с полифункциональными свойствами.
Особенно остро стоит вопрос защиты дорогостоящей продукции (сырокопченых, варено-копченых колбас, а также деликатесной продукции в натуральной оболочке) на стадии производства и реализации.
В настоящее время, в качестве антимикробных препаратов рекомендуется использовать природные консерванты - чеснок, горчицу, хрен, кору дуба, берёзы, поваренную соль, а так же растворы уксусной, бензойной и пропионовой кислоты. Однако при использовании этих средств можно добиться лишь слабого торможения развития плесневых грибов. Сорбиновая кислота и ее производные, используемые для замачивания колбасных оболочек, также не обеспечивают необходимого пролонгированного защитного эффекта. На сегодняшний день в России сорбиновая кислота и сорбаты не производятся.
Во многих странах для защиты поверхности пищевых продуктов от плесневения применяют препарат «Дельвоцид», имеющий токсико-гигиенические ограничения, поскольку относится к антибиотическим
4 препаратам, которые не рекомендуется применять в пищевой промышленности.
Поэтому важной задачей, стоящей перед мясоперерабатывающей промышленностью, является поиск новых альтернативных препаратов для антимикробной защиты поверхностей мясопродуктов. При этом одним из перспективных направлений в этой области является разработка комбинированных антимикробных препаратов нового поколения с использованием наночастиц серебра.
Исследованиями антимикробного действия нано-размерных частиц
серебра занимаются целый ряд отечественных и зарубежных ученых: Егорова Е.М., Ревина А.А., Оленин А.Ю., Копейкин В.В., Сергеев Б.М., Танасюк Д.A., Jose Ruben Morones, Jose Luis Elechiguerra, Juan В Kouri, Jose Tapia Ramrtrez, Ping Li, Juan Li, Changzhu Wu, H. Y Song, K.K Ко, I.H Oh, B.T Lee, Ales Рапаґсек. Наночастицы серебра благодаря малому размеру чрезвычайно активны и могут вызывать гибель бактерий, вирусов, грибков на больших поверхностях. Наночастицы имеют большую удельную поверхность, что увеличивает область контакта серебра с бактериями или вирусами, значительно повышая его бактерицидные свойства. Таким образом, применение серебра в виде наночастиц позволяет в сотни раз снизить концентрацию металла при сохранении всех его бактерицидных свойств.
На сегодняшний день существуют различные способы получения наночастиц серебра, при этом от условий проведения процесса синтеза наночастиц серебра зависят медико-биологические и технологические свойства препаратов на его основе.
В связи с этим разработка научно-обоснованной технологии комплексного антимикробного препарата на основе наночастиц серебра и рекомендации по его применению при обработке поверхности варено-копченых колбасных изделий в натуральной оболочке является актуальной и востребованной.
5 Цель и задачи исследований.
Целью настоящей работы является разработка технологии комплексного антимикробного препарата на основе наночастиц серебра для защиты поверхности варено-копченых колбасных изделий в натуральной оболочке и обеспечения ее доброкачественности при длительном хранении.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- изучить закономерности синтеза наночастиц серебра в присутствии
поливинилпирролидона (ПВП);
оптимизировать режимы синтеза концентрата агрегативно-устойчивых наночастиц серебра;
исследовать влияние условий дисперсионной среды на размеры наночастиц серебра в биологически активной фракции;
изучить физико-химические, токсикологические свойства, а также морфологию наночастиц Ag;
- провести исследования антимикробной активности наночастиц
серебра в сравнении с известными антимикробными препаратами;
- провести апробацию разработанного комплексного антимикробного
препарата «Аллюзин+Ag» в условиях промышленного производства и дать
оценку экономической эффективности его использования;
- провести сравнительный анализ опытных и контрольных образцов варено-копченых колбас по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям;
- на основании полученных данных разработать проект нормативной
документации на комплексный антимикробный препарат «Аллюзин+Ag».
Научная новизна. Изучены закономерности и оптимизированы режимы синтеза агрегативно устойчивых наночастиц серебра, стабилизированного поливинилпиролидоном (ПВП). Исследованы физико-химические свойства и морфология наночастиц серебра. Теоретически обоснован и экспериментально доказан синергетический антимикробный эффект комплексного антимикробного препарата «Аллюзин+Ag». Показана целесообразность его использования для защиты поверхности варено-копченых колбасных изделий в натуральной оболочке.
На комплексный антимикробный препарат «Аллюзин+Ag» подана заявка на изобретения.
Практическая значимость.
Разработана рецептура комплексного антимикробного препарата «Аллюзин+Ag» на основе наночастиц серебра, стабилизированных ПВП, и антимикробного состава «Аллюзин-Нео», позволяющая защитить поверхность колбасных изделий от микробиологической порчи и продлить сроки хранения готовой продукции.
Разработаны практические рекомендации по использованию комплексного антимикробного препарата «Аллюзин+Ag» для обработки поверхности колбасных изделий, прошедшие апробацию в условиях ООО Комбинат готовой продукции «Ресурс» г. Невинномысска Ставропольского края.
Разработан проект технической документации на комплексный антимикробный препарат «Аллюзин+Ag».
Апробация работы. Основные положения, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на VII международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нано-технологии» (Кисловодск, 2007); школе - семинаре «Современные наукоемкие технологии: от идеи к внедрению» (Белгород, 2007); 11-ой международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Тенденции и перспективы развития инновационных и информационных технологий перерабатывающей промышленности» (Москва, 2008); научно-практическом семинаре «Реальные мембранные нанобиотехнологии в молочной промышленности» (Ставрополь, 2009); XI международной научной конференции «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии» (Кисловодск, 2009 г).
Публикации. По материалам научных исследований в рамках диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе 1 статья в рекомендуемом ВАК РФ журнале.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, содержащего 195 наименований источников и
7 20 приложений. Основная часть работы изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц и 30 рисунков.
