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 |

Обоснование комплексной технологии переработки бурых водорослей (phaeophyta) при получении функциональных пищевых продуктов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Вафина Лилия Хаматовна

Обоснование КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ (PHAEOPHYTA) ПРИ ПОЛУЧЕНИИ

ФУНКЦИОНАлЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата

технических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в лаборатории биохимии и технологии рыб, беспозвоночных и водорослей ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»).

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор

Подкорытова Антонина Владимировна

Официальные оппоненты – доктор химических наук, профессор

Усов Анатолий Иванович

– доктор технических наук, профессор

Васюкова Анна Тимофеевна

Ведущая организация – ФГУП «Северный филиал Полярного научно-

исследовательского института морского рыбного

хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»

Защита состоится 12 мая 2010 года в 11 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» Федерального агентства по рыболовству по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, д. 17.

Факс: (499) 264-91-87, e-mail: fishing@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ВНИРО».

Автореферат разослан «09» апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук В.А. Татарников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время к пищевым продуктам стали относиться как к эффективному средству, улучшающему физическое и психическое здоровье, снижающему риск возникновения многих заболеваний. В связи со сложной экологической ситуацией возрастает необходимость использования в пищу натуральных пищевых продуктов, сбалансированных по микронутриентам и содержащих биологически активные вещества (БАВ) различного спектра действия, положительно влияющих на функции органов и тканей человека. Морские бурые водоросли и их БАВ могут быть в полной мере использованы для профилактики и лечения ряда «болезней цивилизации», а также для устранения последствий влияния токсических веществ на организм человека [Разумов и др., 2005]. Бурые водоросли содержат комплекс БАВ: полисахариды, свободные аминокислоты, липиды, микро- и макроэлементы, йод. Поэтому водоросли широко используют при производстве пищевых продуктов, а также выделенные из них вещества [Барашков, 1972; Кизеветтер, 1976; Усов и др., 2001; 2002; Подкорытова, 2002]. Ассортимент подобной продукции не велик. В настоящее время ученые уделяют внимание разработке технологий получения функциональных пищевых продуктов (ФПП) из водорослей и их БАВ. Производные бурых водорослей также используют как пищевые добавки, повышающие качество основных продуктов путем сохранения или улучшения их структуры, вкуса, внешнего вида и удлинения сроков хранения [Нечаев и др., 2001]. Кроме того, в прибрежных зонах морей России сосредоточены значительные запасы фукусовых и ламинариевых водорослей, которые способны возобновляться. В связи с этим разработка комплексной технологии переработки бурых водорослей при получении функциональных пищевых продуктов (ФПП) является актуальной.



Разработка и реализация комплекса технологий ФПП позволит не только рационально использовать запасы бурых водорослей, но и расширить ассортимент, что является актуальной задачей для науки и пищевой промышленности. Решение этих задач и выпуск новой продукции обеспечит население низкокалорийными, обогащенными БАВ продуктами, органолептические свойства которых не отличаются от традиционных и сбалансированных по пищевой ценности.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы - создание научно обоснованной системы технологий функциональных пищевых продуктов на основе биоэкстрактов и биогелей из бурых водорослей с использованием рыбного сырья и других добавок.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- заготовить в прибрежной зоне Баренцева моря образцы бурых водорослей порядков Fucales и Laminariales (Laminaria saccharina, Laminaria digitata, Fucus vesiculosus, Ascophyllum nodosum);

- изучить химический состав, включая биоактивные компоненты, бурых водорослей порядков Fucales и Laminariales и их безопасность;

- разработать условия экстрагирования водорастворимых биоактивных компонентов из сушеных водорослей;

- исследовать химический состав и безопасность биоэкстрактов;

- разработать технологические режимы и рецептуры напитков на основе водных биоэкстрактов;

- исследовать химический состав и безопасность напитков;

- разработать рациональные условия деминерализации фукусовых водорослей для получения гомогенных фукусовых биогелей;

- исследовать химический состав и безопасность биогелей;

- разработать технологии и рецептуры десертной, желейной продукции, соусов для мясных и рыбных блюд, паштетов с использованием рыбных фаршей на основе водорослевых биогелей;

- провести расчеты аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности продукции с рыбными фаршами;

- исследовать химический состав и безопасность разработанной продукции;

- разработать рекомендации по использованию водорослевых биогелей: получение из них альгината натрия и альгината кальция, утилизация остатка;

- разработать техническую документацию на комплекс пищевых продуктов с использованием биоэкстрактов и биогелей из бурых водорослей.

Научная новизна работы.

1. Научно обоснована необходимость применения комплексной технологии переработки водорослей Fucales и Laminariales при получении широкого спектра ФПП с заданным составом биологически активных веществ.

2. Впервые показаны изменения микроструктуры тканей бурых водорослей на всех стадиях технологической обработки: восстановление сушеных водорослей в воде, кислотная и щелочная модификации, гомогенизация.

3. Экспериментально обоснованы условия обработки фукусовых водорослей, повышающих концентрацию водорастворимого альгината натрия в водорослевых биогелях.

4. Выведена математическая зависимость вязкости водорослевого биогеля от условий обработки сырья: концентрации кислоты и температуры деминерализации.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований разработаны технологии получения функциональных пищевых продуктов и напитков из бурых водорослей, а также биологически активных добавок и кормовых продуктов.

Разработаны нормативные документы:

1. ТУ 9284-092-00472124-09 «Напиток чай морской «Фитомарин»;

2. ТУ 9284-091-00472124-09 «Конфеты желейные»;

3. ТУ 9284-084-00472124-09 «Десерт морской»;

4. ТУ 9197-033-00472124-06 «БАД Мигикальгин»;

5. ТУ 9197-034-00472124-06 «БАД Мигикальгин-С».

Разработаны исходные требования к проекту цеха производства ФПП из бурых водорослей. Подготовлена спецификация оборудования и план его расстановки. Рассчитана себестоимость продукции, изготовленной в соответствии с разработанными технологиями. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ №2342857 «Биологически активная добавка к пище Мигикальгин» и заявкой на патент № 2008126415 «Способ получения функциональных продуктов питания из морских водорослей и функциональные продукты» (положительное решение на выдачу патента РФ от 03.11.2009).

Реализация результатов исследований.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на научно практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (Светлогорск, 2005); Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2006); Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов» (Москва, 2006); 6th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology (Makati City, Philippines, 2006); 7th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology (Delhi, India, 2009); научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы» (Калининград, 2006); научно-практическом конгрессе III Всероссийского форума «Здоровье нации – процветание России» (Москва, 2007); Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Ялта – Гурзуф, 2007); научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология" (Светлогорск, 2008); Международной научно-практическая конференции "Морских прибрежные экосистемы: водоросли беспозвоночные и продукты их переработки» (Владивосток, 2008); Международной научно-практической конференции "Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов и водных и наземных экосистемы" (Астрахань, 2008); Международной научно-практической конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008); юбилейной школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2007); научной конференции, посвященной 70-летию С.М. Коновалова «Современное состояние водных биоресурсов» (Владивосток, 2008); 11th International Conference on Applied Phycology (Galway, Ireland, 2008); Международной научно-практической конференции «Биотехнология: состояние и перспективы» (Москва, 2009), 7th Asia – pacific Conference on Algal Biotechnology (Delhi, India, 2009).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 22 публикациях, в том числе в 4 статьях, 18 материалах конференций и 2 патентах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 179 с., включает 63 таблицы, 18 рисунков. Список литературы содержит 253 наименования, включает 70 зарубежных источников. В приложении приведены: техническая документация, акты о выпуске опытных партий, патенты и т.д.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Условия экстрагирования водорастворимых биоактивных компонентов и изготовление на их основе функциональных напитков.
  2. Условия модификации структуры и свойств альгиновых кислот в тканях фукусовых водорослей и получения биогелей, содержащих растворимый альгинат натрия.
  3. Комплексная технология переработки водорослей, позволяющая в едином технологическом цикле получать водные биоэкстракты и биогели из бурых водорослей порядков Fucales и Laminariales, а также ФПП на их основе, биоактивные добавки и корма.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, определена цель исследования и намечены пути ее достижения, сформулирована научная новизна, основные положения, выносимые на защиту, показана практическая значимость работы.

Глава 1. Обзор литературы. Проведен анализ отечественной и иностранной научной, технической и патентной литературы о химическом составе и составе БАВ бурых водорослей и возможности их использования при производстве функциональных и лечебно-профилактических продуктов. Рассмотрено современное состояние рынка ФПП и их классификация. На основании полученных данных показана целесообразность разработки пищевой продукции на основе фукусовых водорослей. Описаны лечебно-профилактические свойства биокомпонентов бурых водорослей. Представлены современные тенденции использования полисахаридов водорослей при получении эмульсионных и гелеобразных продуктов. На основании анализа литературных данных обоснована цель и определены основные задачи исследования.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Разработан общий методологический подход к научному и экспериментальному обеспечению технологий функциональных продуктов питания на основе бурых водорослей порядков Fucales и Laminariales (рис 1). В качестве объектов исследований использовали бурые водоросли: L. japonica, L. saccharina, L. digitata, F.vesiculosus, A.nodosum (июль-август); водные биоэкстракты из водорослей; водорослевые биогели и пищевые продукты, полученные в процессе разработки технологий. При разработке рецептур кормовой продукции использовали отходы водорослей после выделения альгинатов натрия и кальция из биогеля; отходы от переработки беспозвоночных (мидиум); фарш из различных рыб; глюконат натрия; витамины и др. компоненты.





В работе использовали стандартные и общепринятые химические, физические, органолептические и математические методы. Минеральный состав исследовали методом атомно-абсорбционной спектроскопии по ГОСТ 30178-96. Общее содержание азотистых веществ определяли по методу Кьельдаля с применением автоазотоанализатора шведской фирмы FOSS Analytical AB, модель FOSS 2300, аминокислотный состав – на автоанализаторе HITACHI-835 после гидролиза нингидриновым методом [Дэвени и др., 1976]. Содержание фукоидана и альгината определяли спектрофотометрическим методом [Слонкер, 1975;. Усов и др., 2001б]. Определение моносахаридного состава водорослей, экстрактов и биогелей выполняли методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) после полного кислотного гидролиза [Слонкер, 1975].

Рис. 1. Схема проведения исследований

Общее содержание липидов определяли по методу Сокслета на автоматическом экстракторе VELP SER 148/6, в качестве растворителя использовали диэтиловый эфир. При определении содержания липидов водорослей применяли метод Фолча [Folch, 1957]. Определение состава жирных кислот проводили на газовом хроматографе с капиллярной колонкой и автоматической программой обработки хроматографических данных [Руководство по методам анализа…, 1998; Лисицын и др., 2002]. Вязкость биогелей измеряли на вискозиметре Брукфельда модель LVDVII+ (t - 20°С, скорость движения шпинделя: 2,5; 5,0; 10,0; 20,0: 30,0 об./мин). Изменение структуры тканей водорослей изучали методом электронной микроскопии на микроскопе Leica DMLS, увеличение в 20 раз камера для фотографирования Leica JM50 версия 1.20. Экстракты сушили методом сублимационной сушки на лабораторной лиофильной установке Consol 12, Virtis, США, в интервале температур от минус 30 °С до плюс 40°С, под вакуумом.

Определение показателей безопасности проводили в соответствии со следующими документами: ГОСТ 10444.15-94 для КМАФАнМ; ГОСТ 30518-97 для БГКП (колиформы); ГОСТ 30519-97 для патогенных микроорганизмов, в т.ч. Salmonellae; ГОСТ 10444.12-88 для плесеней; ГОСТ 30178-96 для определения содержания тяжелых металлов (кадмий, свинец); ГОСТ 26930-86 для определения содержания мышьяка, ГОСТ 26927-86 для определения содержания ртути.

Математическую обработку данных, полученных при разработке условий обработки фукусовых водорослей, осуществляли при помощи программы Microsoft Excel и Design Expert 7 методом расчета и подбора множественной регрессии [Шириков и др., 2007]. Компьютерное моделирование аминокислотной сбалансированности продукции с рыбными фаршами (паштеты «Algafish») осуществляли по методу академика Липатова Н.Н. [Липатов и др., 1996]. Для оценки жирнокислотной сбалансированности фаршей использовался критерий, представляющий собой частную интерпретацию общего критерия алиментарной адекватности, предложенного академиками Липатовым Н.Н и Лисицыным А.Б. Полученные экспериментальные данные обрабатывали с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 5.5.

Глава 3. Результаты и обсуждение. Химическая и санитарно-гигиеническая характеристика фукусовых и ламинариевых водорослей. Результаты исследований химического состава бурых водорослей показали, что они содержат: маннит - 3,5-23%; ламинаран - 1,2-12%; белки - 4,5-11,2%, липиды - 0,23-0,72% и минеральные вещества - 16,2-32,9% (табл. 1). Кроме того, бурые водоросли содержат йод, как в органической, так и минеральной формах, являющийся наиболее эффективным при ликвидации йоддефицита. Ламинариевые водоросли содержат йода в 5-8 раз больше, чем фукусовые (табл. 1).

В составе углеводных компонентов бурых водорослей преобладает альгиновая кислота, являющаяся структурным полисахаридом макрофитов. Альгинаты обладают свойствами сорбента и способствуют выведению многих токсических веществ из организма человека.

Таблица 1

Химический состав бурых водорослей

Наименование продукта Содержание, г/100г сухого вещества
альгиновой кислоты ман- нита фукои- дана ламина- рана азотис- тых в-в липидов мин. в-в йода
A. nodosum 26,6±1,2 3,5±0,1 10.2±2.0 2,4±0,6 4,66 0,72 19,3±0,3 0,05±0,01
F.vesiculosus 15,4±1,2 5.3±0.2 14.4±2.2 3,4±0,2 4,91 0,62 22,8±0,3 0,02±0,01
L.saccharina 21,2±1,2 22.1±0.2 2.4±1.0 11,6±0,8 9,03 0,57 16,20,3 0,2 ±0,01
L.digitata 22,7±0,2 23.2±0.5 1.8±1.4 2,0±1,0 11,21 0.42 18,7±0,2 0,2 ±0,02
L.japonica 31.0±3.0 9.2±1.2 3.2±2.0 1,2±0,6 7,76 0.23 32,9±4,7 0,4 ±0,2


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.