авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Продукты ферментативной модификации соевой муки: научные и практические аспекты получения и применения в пищевых технологиях

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Милорадова Елена Васильевна

Продукты ферментативной модификации соевой муки: научные и практические аспекты получения и применения в пищевых технологиях

Специальности 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,

плодоовощной продукции и виноградарства

05.18.07 Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО

«Московский государственный университет пищевых производств»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Траубенберг Светлана Евгеньевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Колпакова Валентина Васильевна

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАСХН,

заслуженный деятель науки РФ,

Римарева Любовь Вячеславовна

доктор технических наук

Савенкова Татьяна Валентиновна

Ведущая организация: НОУ ДПО «Международная промышленная академия»

Защита состоится « » июня 2010 г. в _____часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе,11, ауд.302, корпус А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Совета.

Автореферат разослан « ____ » ______ 2010г.

Ученый секретарь Совета Белявская И.Г.

к.т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Проблема обеспечения человечества продовольствием и, в частности, полноценным пищевым белком сохраняет свою актуальность и в 3-ем тысячелетии.

Общепризнанным путем в ликвидации дефицита белка, устранения его качественной неполноценности и улучшения пищевой ценности продуктов питания является использование новых его источников.

Среди всех сельскохозяйственных культур первое место в мире в общей массе белка занимает пшеница, дающая 71 миллион тонн белка, соя занимает второе место, с производством белка 62,7 миллиона тонн. Однако пшеничный белок для пищевых целей используется на 74%, а соевый белок, по оценкам ФАО не более, чем на 10%, поэтому основным резервом белкового питания населения в мире признана соя.

Соевые белки отличаются уникальным аминокислотным составом, практически не уступающим белкам животного происхождения, что отмечено в документах Всемирной Организации Здравоохранения.

Пищевое использование сои высокими темпами растёт во всех ведущих странах мира и составляет по 5-8% в год. Ежегодно 85% от урожая семян сои перерабатывается для получения двух основных продуктов: соевого масла и соевого шрота. В условиях повышенного интереса общества к вопросам питательности пищевых продуктов белок сои получает все большее признание как высокопитательный, функциональный и рентабельный пищевой ингредиент, позволяющий дополнять и улучшать пищевую ценность готовой продукции, одновременно снизить ее себестоимость. По данным специалистов Института питания РАМН недостаточное поступление легкоусвояемых форм белка в рационах питания приводит к нарушению иммунной устойчивости организма.



В настоящее время соевый рынок также активно развивается и в России. Однако, объемы отечественного производства семян сои явно недостаточны для удовлетворения растущих потребностей промышленности и населения в продуктах их переработки.

Большой вклад в развитие российских технологий по применению растительного сырья в пищевых продуктах, создавших теоретические и практические основы выделения пищевых белков внесли работы ученых:

Диановой В.Т., Доморощенковой М.Л., Дубцовой Г.Н., Браудо Е.Е., Высоцкого В.Г., Красильникова В.Н., Колпаковой В.В., Неклюдова А.Д, Римаревой Л.В., Румянцевой Г.Н., Страшненко Е.С., Толстогузова В.Б., Телишевской Е.Я., Цыгановой Т.Б. и др..

Применение соевых белковых продуктов в пищевой промышленности России распространяется в основном на производство мясных и молочных продуктов (по данным консалтингового агентства Market Advice 85% соевого белкового сырья), и только 15% приходится на другие отрасли пищевой промышленности (хлебопекарную, кондитерскую).

В свете этого актуальной является проблема обогащения соевым белком других категорий пищевых продуктов и повышения эффективности использования соевого сырья, в первую очередь соевой муки, которая является вторичным продуктом производства соевого масла, содержит в своем составе до 50% полноценного белка, и которая гораздо дешевле, чем соевые белковые изоляты и концентраты.

Для решения этой проблемы необходим комплексный подход к разработке технологических решений для той или иной отрасли пищевой промышленности который должен основываться, с одной стороны, на разработке научных и практических основ модификации соевой муки с целью повышения пищевой ценности, с другой, на характеристике ее функциональных свойств, имеющих важное значение для обеспечения гарантированного качества пищевых продуктов по физико-химическим и органолептическим показателям.

Одним из наиболее перспективных путей для расширения области применения соевой муки в пищевой промышленности является использование направленного биокатализа на основе протеолитических ферментных препаратов различного происхождения, обеспечивающего наиболее полное извлечение белка, получение продуктов ферментативной модификации соевой муки с прогнозируемыми изменениями химического состава и технологических функциональных свойств. Решению этой проблемы и посвящена данная работа.

Об актуальности направления говорит и то, что работа проводилась в рамках следующих программ: инновационной научно-технической программы Министерства общего и профессионального образования РФ «Создание современных технологических систем для производства пищевых и кормовых продуктов» (1997-1999г.); «Прецизионные технологии и системы» (1999г.), «Экспертные технологии и международное научное сотрудничество» (1999г.), «Научные исследования высшей школы по технологии живых систем» (2000-2002г.), «Научное и научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» (2002г.), межведомственной аналитической целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы » (2006-2010г.) Рособразования РФ.

Целью настоящей работы является решение комплекса научно-практических задач, связанных с разработкой подходов к получению продуктов ферментативной модификации соевой муки на основе направленного биокатализа, обеспечивающего более полное и рациональное использование соевого сырья в пищевой промышленности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

  • разработать научные основы технологии получения продуктов ферментативной модификации соевой муки с использованием протеолитических ферментных препаратов различного происхождения и мультэнзимных композиций (МЭК);
  • выбрать способ сушки и обосновать режимы получения продуктов ферментативной модификации соевой муки в виде порошков различной цветовой гаммы;
  • дать биохимическую характеристику продуктов ферментативной модификации соевой муки как основы целесообразности их применения для создания продуктов повышенной пищевой ценности;
  • исследовать функциональные свойства продуктов ферментативного гидролиза соевой муки для выбора области их применения в рецептурах пищевых продуктах.
    Провести исследования по созданию нового ассортимента продуктов для пищеконцентратной, молочной, хлебопекарной, крндитерской промышленностей, производства соусов, напитков на основе соков;
  • разработать технологические решения для применения продуктов ферментативной модификации соевой муки в технологии пищевых продуктов и кормов;
  • разработать техническую документацию и рекомендации по получению продуктов ферментативного гидролиза соевой муки и их применению для создания новых видов пищевых изделий.

Основные положения, представляемые к защите:

  • научно обоснованная технология применения направленного биокатализа для получения продуктов ферментативной модификации соевой муки, обеспечивающая расширение области применения соевого сырья в пищевой промышленности;
  • научно-методологический подход к выбору ферментных препаратов, формированию МЭК и мониторингу эффективности их действия при ферментативной обработке соевой муки;
  • совокупность данных по характеристике химического состава продуктов ферментативной обработки соевой муки с позиций пищевой ценности и их функциональных свойств, являющаяся обоснованием целесообразности их применения в пищевых технологиях для создания нового ассортимента продуктов и интенсификации технологических процессов их производства;
  • научно-обоснованные технологические решения по созданию новых продуктов питания повышенной пищевой ценности на основе использования в их рецептурах продуктов ферментативной модификации соевой муки.

Научная новизна. Научно обоснованы технологические решения для получения и применения в пищевых технологиях продуктов ферментативной модификации соевой муки.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена технология переработки соевой муки на основе направленного биокатализа, обеспечивающего регулирование химического состава и функциональных свойств полученных продуктов ферментативной модификации соевой муки для применения в пищевой индустрии.

Экспериментально установлено влияние процесса ограниченного биокатализа на функциональные свойства (мутность, эмульгирующую и пенообразующую способности, стабильность пены) полученных продуктов. Получены математические зависимости, характеризующие взаимосвязь между составом МЭК и технологическими функциональными свойствами, позволяющие получать продукты ферментативной модификации соевой муки, обладающие заданными технологическими характеристиками с ориентацией на применение в соответствующих отраслях пищевой промышленности.

Получены зависимости, характеризующие влияние ряда факторов на накопление продуктов ферментативного гидролиза соевой муки (растворимого белка, аминного азота, свободных аминокислот), анализ которых позволил обосновать и разработать режимы модификации соевой муки для получения продуктов, имеющих повышенную пищевую и биологическую ценность по сравнению с исходной соевой мукой.

Расширены представления о каталитических свойствах и эффективности действия отдельных ферментов и их композиций на модельных и природных субстратах и оценена роль каждого из ферментов в процессах биокатализа.

Обоснован подход к формированию мультэнзимных композиций на основе ферментных препаратов протеолитического действия различного происхождения для получения продуктов модификации соевой муки, имеющих различную биологическую ценность и отличающиеся по функциональным свойствам.

Дана биохимическая характеристика продуктов ферментативного гидролиза соевой муки (фракционный состав белков, состав и содержание свободных аминокислот, углеводов, изофлавонов, состояние липидного компонента, в.т.ч. состав и содержание фосфолипидов и жирных кислот) с позиции целесообразности их использования в рецептурах пищевых продуктов.

Методом SE-HPLC и гель-хроматографии выявлены различия в распределении белка по молекулярной массе в продуктах ферментативного гидролиза, полученных при действии ферментных препаратов различного происхождения и МЭК на модельный и природный субстрат.

Впервые получены данные и зависимости, характеризующие состояние липидного компонента соевой муки и продуктов ее ферментативной модификации в процессе хранения.





Получены данные и зависимости, характеризующие влияние способа и условий сушки ферментативного соевого гидролизата на состав, физико-химические и органолептические свойства сухих продуктов, анализ которых, позволил обосновать выбор способа сушки.

Новизна научных концепций ряда технических решений подтверждена авторским свидетельством и 2 патентами.

Практическая значимость. Разработана технология применения направленного биокатализа для получения продуктов ферментативной модификации соевой муки различного химического состава, обладающих повышенной пищевой ценностью по сравнению с исходной соевой мукой и определенными функциональными свойствами (такими как пенообразующая способность, стабильность пены, эмульгирующая способность), что обеспечивает расширение области применения соевого сырья в пищевой промышленности.

Разработана принципиальная технологическая схема производства продуктов ферментативной модификации соевой муки. Определены условия проведения основных стадий технологического процесса. Разработаны рекомендации по его реализации в условиях как маслоэкстракционных заводов, так и других пищевых предприятий (пищеконцентратных, хлебозаводов и т.д.).

Разработана техническая документация на производство продуктов ферментативной модификации соевой муки. Проведена промышленная апробация и выпуск опытной партии продуктов ферментативной модификации соевой муки в условиях АО «Колосс», Лобинского маслоэкстракционного завода и ООО «Ростагрокомплекс».

Показана целесообразность применения продуктов ферментативной модификации соевой муки для создания новых продуктов питания повышенной пищевой ценности. Разработано 14 новых видов пищевых продуктов с использованием продуктов ферментативной обработки и кормовая добавка на основе соевой пасты - вторичного продукта ферментативной обработки соевой муки. Разработанные технологические решения прошли промышленную апробацию на 5 пищевых предприятиях. Разработана техническая документация на новые виды пищевых изделий.

Показана целесообразность и разработаны технологические решения для применения продуктов ферментативной обработки соевой муки при производстве кексов и вафель для полной замены дорогостоящего и скоропортящегося сырья - меланжа. Установлено, что применение разработанной рецептуры при производстве этих мучных кондитерских изделий способствует интенсификации технологического процесса и удлинению сроков хранения при гарантированном качестве и высоких потребительских свойствах по органолептическим и физико-химическим показателям.

В результате производственных испытаний и дегустационной оценки в условиях АО «Колосс», АО «Моспищекомбинат», ООО «Ростагрокомплекс», НПФ«Росма», НПФ«Новтэкс» показана целесообразность применения ферментативных соевых гидролизатов в рецептуре деликатесных соусов и приправ, майонезов, экструдированные продукты, супы и даны рекомендации по внедрению.

Разработаны рецептуры и предложены технологические решения для получения инстант- напитков массового применения (на основе соков) и для специализированных групп населения (фитнес- напитки ), а также низкожирного йогуртового напитка, имеющего повышенную пищевую ценность.

Разработаны технологические рекомендации по использованию вторичного продукта ферментативной модификации соевой муки (соевой пасты) в составе питательных сред для производства кормовых дрожжей.

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по направлениям: «Производство продуктов питания из растительного сырья», и «Технология пищевых продуктов функционального и специализированного назначения», «Биотехнология», бакалавров и магистров по направлению «Технология продуктов питания» (в курсах «Пищевая химия», «Общие принципы переработки растительного сырья», «Технология отрасли», при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: международных и республиканских научно-технических конференциях, симпозиумах, форумах: «Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающую отрасли АПК» (Киев, 1991г.); «Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК»

(Москва, 1995г.); «Прикладная биотехнология на пороге ХХ века» (Москва, 1995г.); «Пищевая промышленность на пороге ХХ1 века» (Москва, 1996г.); «Пищевая промышленность- 2000» (Казань, 1996); «Энергоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья» (Минск, 1996г.); «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2007г.); «Высокоэффективные пищевые технологи, методы и средства для их реализации» (Москва, 2006г.); «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: эффективное использование ресурсов отрасли» (Москва, 2008г.); «Биотехнология. Вода и пищевые продукты», в рамках Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2008г.); молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗЫ «Биохимическая физика» (Москва, 2008г.); «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2009г.); межрегиональных научно-практических конференциях: «Пищевая промышленность 2000» (Казань, 1996г.); всероссийских научно- практических конференциях: «Перспективы развития пищевой промышленности России» (Оренбург, 2005г.); молодых ученых и Ш школы им. Академика Н.М.Эмануэля по проблеме «Окисление, окислительный стресс и антиоксиданты» (Москва, 2008г.) «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009г.); научно-практических семинарах, юбилейных конференциях МГУПП: «Применение современных физико-химических и биотехнологических методов при производстве пищевых продуктов» (2001, 2005 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликована 41 работа, в том числе 13 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 - в зарубежных книжных изданиях (монографиях) и 23 статьи в материалах конференций, конгрессов, форумов, семинаров, научных трудах институтов; в 3 патентах и авторских свидетельствах.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, основные результаты исследований, выводы, список цитированных источников (482 наименования), объем 385 страниц основного текста, содержит 88 таблиц, 83 рисунка; приложения.

Личное участие автора - непосредственное участие на всех этапах постановки задач, проведения экспериментов, теоретического анализа, обобщения результатов, формулирования выводов и положений, а также апробации разработанной продукции.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Изложена актуальность выбранного научного направления, сформулирована сущность решаемой научной проблемы, раскрыта научная новизна работы и ее практическая значимость.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.