Получение и применение кератиновых продуктов на основе биомодификации сырья мясной промышленности: теория и практика

• Автор: Шамханов, Чингисхан Юсупович
• Шифр специальности: 05.18.04, 05.18.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 470 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Мировые тенденции в области питания связаны с созданием ассортимента продуктов, способствующих улучшению здоровья при ежедневном потреблении в составе рациона функциональных продуктов. В последнее время популярность здоровой пищи сильно возрасла. Рынок функциональных продуктов в настоящее время достигает 3,6 млн т и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению 6. Функциональные продукты определяются тремя основными качествами пищевая ценность, вкусовые качества и физиологическое воздействие.
Уравнение здоровье есть функция питания является базовым для современной пищевой науки. Научный подход к проблеме обеспечивается исследованиями ученых в области химии, биохимии, физики продуктов питания, а также диетологии и медицинской профилактики.
Поскольку процесс питания является функцией взаимосвязи человека с окружающей средой, пища должна способствовать адаптации организма человека к неблагоприятным внешним условиям и помимо основной функции удовлетворения физиологических потребностей организма человека в пищевых веществах и энергии должна выполнять профилактические задачи.
Идея улучшения здоровья населения путем создания условий для рационального здорового питания получила официальное признание в Российской Федерации с появлением концепции государственной политики в этой области 1.
Начат выпуск отечественных продуктов питания, обогащенных функциональными ингредиентами. В производстве продуктов функционального питания применяют более видов разнообразного сырья растительного и животного происхождения 6. Их широкая реклама способствует внедрению в сознание потребителей идей позитивного питания. Концепция позитивного питания включает разработку теоретических основ производства, реализацию и потребление функциональных продуктов.
Освоение позитивного питания в условиях Российской Федерации нуждается в форсированном изучении указанных аспектов независимо от социальных и рыночных условий. Питание считается одним из факторов, определяющим физическое и умственное развитие человеческого организма. Основным поставщиком белкового питания традиционно является мясная промышленность.
Огромный вклад в развитие теории и практики создания мясопродуктов специализированного назначения внесли представители ряда отечественных научных школ I Антипова, А.П. Джангиров, Г.И. Касьянов, I Кудряшов, К С. Ладодо, Липатов, А.Б. Лисицын, И.А. Рогов, Н.В. Тимошенко,

Э.С. Токаев, Устинова, М.Л. Файвишевский, С Б. Юдина и др.

Применимость белков в получении различных функциональных продуктов связано с их функциональнотехнологическими свойствами, которые зависят от природы и концентрации биополимеров и низкомолекулярных веществ в пищевых системах, температуры, .
С целью повышения функциональнотехнологических свойств и снижения себестоимости продукции предприятия мясной промышленности стали активно использовать белки растительного и животного происхождения. Однако недостатки растительных белков известны и связаны, главным образом, с наличием лимитирующих биологическую ценность аминокислот и ограничениями по органолептическим свойствам.
Последние разработки ученых в России и за рубежом связаны с получением препаратов белков животного происхождения. Их ассортимент достаточно широк и базируется на источниках, кровь промышленных животных, соединительная ткань, молоко и молочная сыворотка и другие 3. Экономическая целесообразность и аминокислотный состав кератиновых белков позволяют положительно оценить перспективы использования этих малоценных вторичных продуктов мясной отрасли.
Актуальность


При действии разбавленных растворов Н2О2 0, удается перевести кератеин в нерастворимое состояние, что открывает возможность окислительного дубления изделий из кератеина. Растворимая модификация кератина кератеин может приобрести большое практическое значение также как пенообразователь и эмульгатор. Растворимость кератеина и большое содержание в нем незаменимых аминокислот позволяют предполагать, что этот белок может быть использован для производства полноценных кормов. Установлено , что под воздействием водных растворов сульфида натрия кератин переходит в растворимую модификацию кератеин. Выяснено, что 5процентные растворы сульфида натрия практически не дсструктируют макромолекул керагеина. Показано, что Iпроцснтные растворы ОН при не пригодны для получения кератеина, так как в этих условиях лишь в незначительной степени разрушаются дисульфидные поперечные связи кератина и значительно деструктируют макромолекулы белка. Установлено, что предварительное набухание кератина в 1процентном ЫаОН приводит к значительной инактивации кератина, что снижаег выхода кератеина, получаемого при действии растворов сульфида натрия на кератинсодержащее сырье. Показано, что предварительная обработка кератина 5 молярным раствором мочевины повышает реакционноспособность кератина и облегчает его переход в растворимую модификацию. Установлено, что кератеин способен при нормальной температуре растворяться процентным раствором шелочей, а при нагревании в 5 молярном растворе мочевины с образованием вязких растворов. Опытами установлены условия обратного превращения кератеина в кератин 0, процентным раствором перекиси водорода при температуре в С. Проведенной работой показана пригодность растворов кератеина для получения пленок, а также эмульгирующих и вспенивающих добавок. При переработке кератинсодержащего сырья методом криоизмельчения и электронного обеззараживания используют трехступенчатое измельчение замороженного сырья, рассев до однородного гранулометрического состава, обеззараживание в электрическом поле на установке непрерывного действия 5. Признавая перспективность получения кератиновых продуктов, следует отметить, что крупномасштабное и эффективное использование кератинового сырья у нас в стране не существует. Учитывая возможное увеличение объемов кератиновых отходов, главным образом за счет роста переработки птицы, обоснование научных подходов, исследование свойств и получение продуктов заданной функциональности представляет огромную перспективу. Среди биотехнологических методов оправдал и зарекомендовал себя способ применения ферментов, среди которых при обработке пищевого сырья наибольшую популярность приобрели различные гидролитические ферменты. Использование ферментов превратилось в важнейший промышленный принцип совершенствования пищевой технологии. Существенный вклад в это внесли достижения микробиологии и биохимии 1. Производство продуктов питания в настоящее время превратилось из своего рода искусства в высокоспециализированную технологию, которая основывается на открытиях естественных наук. Биохимические процессы, протекающие при хранении сырья и при производстве пищевых продуктов, связаны с действием естественных, собственных ферментов пищевого сырья 2, а также ферментов, вносимых в ходе технологического процесса в виде ферментных препаратов экзогенного происхождения . В связи с экономической целесообразностью это прежде всего препараты ферментов, продуцируемые различными микроорганизмами кроме того, для получения ферментных препаратов используют проросшее зерно, ткани животных или тропические рас гения. В настоящее время многие отрасли промышленности хлебопечение, виноделие, пивоварение, производство спирта, сыроделие, производство органических кислот, чая, аминокислот, витаминов, антибиотиков основаны на использовании различных ферментативных процессов. Они находят все более широкое применение в медицине, сельском хозяйстве и мясной отрасли. В последнее время в связи с внедрением безотходных технологий и необходимостью обеспечения безвредности производств популярны способы деструкции непищевых отходов мясных предприятий с помощью специфических ферментов 7.