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 |

Исследование и разработка технологии продукта из крови сельскохозяйственных животных для профилактики железодефицита

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Изгарышев Александр Викторович

исследование и разработка технологии ПРОДУКТА из крови сельскохозяйственных животных для профилактики железодефицита

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Кемерово - 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ФГБОУ ВПО «Кем ТИПП»).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Просеков Александр Юрьевич

Официальные оппоненты: Гаврилов Гавриил Борисович,

доктор технических наук,

заслуженный работник пищевой индустрии,

Государственное учреждение

Ярославской области «Ярославский

государственный институт качества сырья и

пищевых продуктов», директор

Данилов Михаил Борисович

доктор технических наук, профессор,

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», зав. кафедрой технологии мясных и консервированных продуктов

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится «22» марта 2013 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.809.01 в ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд. 4-я лекц. ауд. тел./факс: (8-384-2)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на официальных сайтах ВАК Минобрнауки РФ ( http://vak.ed.gov.ru ) ФГБОУ ВПО «КемТИПП» ( http://kemtipp.ru ).

Автореферат разослан «20» февраля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кригер Ольга Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы . Железодефицитная анемия является распространенным заболеванием среди населения. Особенно уязвимой категорией населения являются дети и беременные женщины. В условиях демографического спада это приводит к рискам проявления опасных последствий, таких как снижение рождаемости и увеличение детской смертности. Во избежание этих последствий необходимо проводить исследования в области получения лечебно-профилактических продуктов, направленных на устранение железодефицита.

В настоящий момент только около 25% разработчиков патентов по направлению устранения железодефицита предлагают продукцию на основе гемового железа. Предлагаемые технологии, при этом, имеют недостатки. Важным также является и то, что с 2007 года наблюдается снижение количества новинок в области выпуска данной продукции. При этом, во многих препаратах для профилактики железодефицита на основе крови убойных животных (такие как гематоген, пантогематоген) используют невыделенный гемоглобин, а пищевой альбумин, который получают из цельной крови. В таком случае организм человека рискует получить избыточное количество аллергенных компонентов, представленных в основном лейкоцитами и их модификациями, которые присутствуют в крови сельскохозяйственных животных.



Таким образом, имеющиеся технологии получения профилактических продуктов из крови сельскохозяйственных животных не совершены и поэтому необходимо аналитическое и практическое исследование вариантов переработки крови для разработки эффективной технологии противоанемических продуктов для профилактики железодефицита.

Работа проводилась в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» по теме «Разработка высокоэффективной технологии получения противоанемических продуктов на основе крови убойных животных», соглашение №14.132.21.1763.

Степень проработки темы исследований. Исследования по получению продуктов для профилактики железодефицита человека обобщены в трудах А.И. Жаринова, М.Л. Файвишевского, О.И. Кочерги, Т.А. Руцковой, А..В. Устиновой, Дж Голдмана и др.

По данным Федерального института промышленной собственности в настоящее время зарегистрировано порядка 98 российских патентов, относящихся к тематике железодефицита (железодефицитной анемии). Большинство этих патентов более чем десятилетней давности. Патенты распределяются по следующим основным отраслям промышленности: пищевая, фармацевтика, медицина, ветеринария. При этом, к пищевой промышленности по данной тематике относится более половины патентов (58%). Только в 25% случаев разработчики патентов по направлению устранения железодефицита предлагают продукцию, в состав которой входит гемовое железо, остальные патентные разработки включают различные комплексы железа: сульфаты или лактаты железа, различные оксиды железа, ионы железа, а также железо сернокислое. В 20 % случаев продукция заявлена как средство для устранения железодефицитной анемии. В остальных 80% случаев разработчики предлагают продукт с повышенным содержанием железа, который обладает лечебно-профилактическим действием. Такая продукция, как правило, включает повышенное содержание и других микронутриентов и витаминов.

Таким образом, большинство ученых, занимающихся данной тематикой, преследуют цель интенсификации профилактики и лечения железодефицитной анемии на основе гемового железа.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось исследование и разработка технологии продукта из крови сельскохозяйственных животных для профилактики железодефицита. Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследований:

- исследование процесса стабилизации крови КРС и свиней и разработка способа стабилизации с одновременной консервацией, позволяющего сохранить нативность оболочки эритроцитов;

- подбор технологических параметров фракционирования крови КРС и свиней;

- исследование и подбор параметров гидролиза эритроцитарной массы крови КРС и свиней;

- исследование хранимоспособности готового продукта;

- апробация результатов работы на предприятиях отрасли и разработка технической документации.

Научная новизна работы:

- подобраны параметры стабилизации цельной крови с одновременной консервацией с целью повышения устойчивости оболочки эритроцитов, что позволяет применять более высокие значения фактора разделения при фракционировании крови;

- проведена сравнительная оценка кислотного гидролиза эритроцитарной массы крови сельскохозяйственых животных лимонной и уксусной кислотами, доказано, что применение гидролиза пищевыми кислотами спопобствует выделению гемового железа из общей массы белка, а также достижение необходимой степени гидролиза и получение аминопептидных комплексов из белковой фракции эритроцитарной массы;

- научно обоснованы параметры гидролиза с учетом особенностей физико-химических свойств эритроцитарной массы крови;

- выявлены различия во фракционном составе амино-пептидных комплексов гидролизованной массы в зависимости от вида животного;

- разработана технология получения продукта из крови сельскохозяйственных животных для профилактики железодефицита.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработан способ стабилизации крови КРС и свиней, позволяющий предотвратить свертывание крови и одновременно оказать эффект консервации, что позволяет расширить возможности процесса фракционирования. Определены технологические параметры (концентрация вносимых реактивов в качестве «стабилизаторов-консервантов», продолжительность фракционирования, фактор разделения) для стабилизации с последующим фракционированием крови, позволяющие при минимальных затратах выделять из крови максимально возможное количество железа.

Разработаны технологические режимы ведения гидролиза эритроцитарной массы, выделенной фракционированием, для достижения эффекта получения смеси гемового железа и аминопептидных комплексов (температура, продолжительность, концентрация вносимой кислоты.

Разработана рецепура и технологическая схема производства продукта для профилактики железодефицита, исследованы физико-химические показатели и показатели безопасности готового продукта, исследованы сроки и условия хранения готового продукта, разработана техническая документация, исследована экономическая эффективность выработки продукта

Получен патент (РФ) № 2457847 (дата приоритета 30.12.2010 г.) «Способ разделения свиной крови на плазму и эритроцитарную массу». Имеется решение о выдаче патента по заявке № 2011109971/10(014541) от 16.03.2011 г. «Устройство для переработки крови сельскохозяйственных животных и его применение».

Методология и методы исследования.

Массовую долю железа определяли по ГОСТ 30648.3-99. Содержание белка определяли на анализаторе общего азота (белка) «RAPID N ELEMENTAR», работающего по методу Дюма. Осуществляется сжигание пробы с регистрацией общего азота на детекторе теплопроводности. Для количественного определения массовой доли амминого азота использовали метод Лоури. В данном методе сочетаются две реакции. Первая - биуретовая реакция. Во второй реакции (собственно реакция Фолина) задействован реактив Фолина-Чокальтеу. Активную кислотность определяли по активности ионов водорода с помощью потенциометрического анализатора. Молекулярно-массовое распределение белков и пептидов в получаемых гидролизатах оценивали электрофоретическим способом в полиакриламидном геле (ПААГ) методом Лэмли. Просмотр и фотографирование гелей проводили на УФ-трансиллюминаторе TCP-20M («Vilber Lourmat», США) при длине волны излучения - 312 нм. Аминокислотную последовательность образованных пептидов определяли с помощью автоматического секвенатора, работающего по методу Эдмана. Активность воды определяли на стендовой установкен. В установке реализован косвенный метод определения активности воды, который основан на предварительном установлении равновесной относительной влажности воздуха в рабочем пространстве установки. Массовую долю влаги определяли арбитражным методом по ГОСТ Р51479-99.

Положения, выносимые на защиту.

- процесс стабилизации крови с одновременной консервацией;

- технологические параметры фракционирования крови;

- технологические режимы и параметры гидролиза эритроцитарной массы крови;

- сроки и условия хранения готового продукта.

Степень достоверности и апробация работы. Основные положения диссертации получили одобрение на научно-практических конференциях, симпозиумах, семинарах и конгрессах, в том числе на IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово 2011 г), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и инновационные технологии пищевых производств» (Углич, 2011), на VI Всероссийской конференции научно-практической конференции с международным участием (Магнитогорск: МиниТип, 2011 г), по итогам докладов и выставок получено 2 диплома и 3 сертификата. По материалам диссертации исследований опубликовано 10 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и 5 приложений. Основной текст работы изложен на 106 страницах, включает 27 рисунков и 30 таблиц. Список использованных источников включает 150 российских и зарубежных авторов.






ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТЫ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедре «Бионанотехнология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ФГБОУ ВПО КемТИПП). Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов. На первом этапе для формулировки цели и задач собственных исследований проводили анализ доступной отечественной и зарубежной литературы.

На втором этапе исследовали фракционирование крови на плазму и эритроцитарную массу. Разработали безопасные «стабилизаторы – консерванты» для исследуемой крови, позволяющие предотвращать ее свертывание и сохранение оболочки эритроцитов. Определяли рациональные условия фракционирования: подбор оптимальной величины фактора разделения, продолжительность процесса, при этом, осуществляли контроль за содержанием остаточного железа в плазме крови. В этом же разделе проведен анализ фракционного состава белковых фракций выделенной эритроцитарной массы и осуществлен математический расчет зависимости частоты вращения разделяемого устройства (сепаратор, центрифуга) от радиуса вращения в соответствии с подобранным оптимальным значением фактора разделения.

Рисунок 1 Общая схема исследований

На третьем этапе осуществляли подбор параметров гидролиза выделенныой эритроцитарной массы крови свиньи и КРС. Подбирали такие параметры как температура и продолжительность процесса, концентрация вносимой кислоты для гидролиза. При подборе параметров оценивали величину выхода аминного азота, содержание гемового железа, степень гидролиза. Также в разделе был проведен анализ фракционного состава полученных после гидролиза амино-пептидных комплексов.

На следующем этапе разрабатывали технологию получения продукта для профилактики железодефицита. Была разработана технологическая схема производства, подобрана рецептура, проведен экономический расчет эффективности выработки.

При выполнении диссертационной работы использовали стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований, к которым можно отнести физико-химические, биохимические, микробиологические, органолептические и другие.

Результаты исследований

Исследование процесса стабилизации и фракционирования крови

Известно, что стабилизация применяется для предотвращения свертывания крови и не является процессом консервирования, поэтому важно знать способность цельной стабилизированной крови подвергаться порче. Кроме того, фракционирование крови подразумевает механическое воздействие на эритроциты крови, что может привести к их разрушению, а значит, к потере железа.

Для повышения устойчивости к порче необходимо применить обработку цельной стабилизированной крови консервантом. Предлагается разработка безопасных «стабилизаторов – консервантов» крови, позволяющих предотвращать ее свертывание и увеличивать срок хранения не переработанной крови.

При разработке «стабилизаторов – консервантов» за основу взяты принципы получения гемоконсервантов донорской крови человека, в которых используется помимо основного стабилизатора раствор лимонной кислоты. Присутствующая в них лимонная кислота благоприятна для сохранения нативности оболочки эритроцитов, что препятствует гемолизу при фракционировании и создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.

В качестве основы «стабилизатора-консерванта» свиной крови и крови КРС использовали 4%-ный раствор цитрата натрия, а в качестве консервирующей основы выбран 10%-ный раствор лимонной кислоты, концентрацию внесения которого в основной раствор «стабилизатора-консерванта» требуется подобрать, основываясь на изменение рН крови, ее вязкости и микробиологической стабильности.

Анализ влияния применения консервирования представлен на рисунке 2.

При увеличении массовой доли раствора лимонной кислоты в «стабилизаторе-консерванте» происходит постепенное снижение величины рН, что подтверждает повышение кислотности крови. При значении массовой доли раствора лимонной кислоты 0,03ч0,04% рН крови имеет стабильные величины, для крови КРС – 6,9, для крови свиньи – 7,2.

рН крови микробиолигическая стабильность

Рисунок 2 Анализ влияния применения консервирования лимонной кислотой при стабилизации на рН крови и ее микробиологическую стабильность

Для стабилизированной крови без дополнительного консервирования в процессе хранения характерно повышение общего фона микробного обсеменения. При использовании дополнительного консервирования лимонной кислотой общий фон микробной обсемененности не имеет роста в течение 0,5 суток и в дальнейшем характеризуется снижением, что доказывает положительный эффект применения дополнительного консервирования при стабилизации.

Введение лимонной кислоты в стабилизатор обуславливает повышение вязкости крови, это характерно для крови КРС и крови свиней. При этом, наиболее оптимальное значение вязкости крови соответствует массовой доле лимонной кислоты 0,03ч0,04%. Увеличение массовой доли кислоты более 0,04% приводит к повышению вязкости крови до 6,0 для свиной крови и 5,8 для крови КРС, что превышает среднюю вязкость эритроцитов крови. Кроме того, увеличение массовой доли лимонной кислоты более 0,04% приводит к необратимым процессам, способствующим разрушению белков крови.

Таким образом, выше представленные исследования подтверждают целесообразность использования в качестве дополнительного консервирования 10%-ный раствор лимонной кислоты, при этом, массовая доля его в стабилизаторе должна быть 0,035%. Такая концентрация кислоты способствует эффекту консервации и в тоже время не вызывает необратимых процессов.

Следующим этапом работы были исследования порогового значения фактора разделения, позволяющего проводить фракционирование с минимальной продолжительностью процесса и с минимальными потерями железа из общего объема эритроцитов.

На рисунке 3 представлены исследования влияния фактора разделения на продолжительность фракционирования и содержание остаточного железа в плазме крови.

 сследования влияния фактора-3

 сследования влияния фактора-4

Рисунок 3 Исследования влияния фактора разделения на продолжительность фракционирования и содержание остаточного железа в плазме крови.



Pages:   || 2 | 3 |
 

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.