Разработка метионинобогащенных препаратов из гидролизованного пера птицы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Сиволоцкая, Елена Владимировна

• Сиволоцкая, Елена Владимировна
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сиволоцкая, Елена Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Свойства кератиновых побочных продуктов переработки животных и птиц

1.2 Опыт переработки перо-пухового сырья

1.3 Роль метионина в организме и опыт получения препаратов

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты

2.2 Схема экспериментальных исследований

2.3 Методы исследования

2.3.1 Определение массовой доли влаги

2.3.2 Определение массовой доли жира

2.3.3 Анализ белков и белковых веществ

2.3.4 Определение растворимости методом высушивания сухого остатка

2.3.5 Определение величины pH

2.3.6 Определение массовой доли золы

2.3.7 Определение перевариваемости

2.3.8 Определение витаминов

2.3.9 Определение макро- и микроэлементов

2.3.10 Биологические методы исследования

2.3.11 Математическая обработка результатов

ГЛАВА III ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА МЕТИОНИНА НА ОСНОВЕ ГИДРОЛИЗАТА КЕРАТИНА КУРИНОГО ПЕРА

3.1 Оценка аминокислотного состава белков пера

3.2 Подбор условий ферментативного гидролиза пера птицы

3.3 Исследования свойств гидролизатов пера

ГЛАВА IV ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА

МЕТИОНИНОБОГАЩЕННОГО ПРЕПАРАТА

4.1 Разработка способа получения метионинового препарата

4.2 Физико-химические и качественные показатели продукта

4.3 Исследование кормовой ценности и безвредности препарата

4.3.1. Изучение острой токсичности состава

4.3.2 Аллергенное и кожно-резорбтивное действие препарата

4.3.3 Эмбриотоксическое и тератогенное действие

4.3.4 Изучение кумулятивных свойств и отдаленных последствий

ГЛАВА V. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТИОНИННОВОГО КОНЦЕНТРАТА

ИЗ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗАТА ПЕРА

5.1 Разработка рецептурного решения комбикормов с применением программирования

5.2 Исследование влияния препарата метионина на продуктивность бройлеров

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метионинобогащенных препаратов из гидролизованного пера птицы»

Современная мясная промышленность охватывает решение целого ряда актуальных задач, прежде всего связанных с восполнением недостатка пищевого и кормового белка в мировом производстве, разработкой и внедрением способов рационального и максимального использования вторичного сырья переработки скота, птицы и мяса, в том числе промышленных кератинсодержащих продуктов [6,40]. Привлекательность последних состоит, прежде всего, в полноценности аминокислотного состава белков, массовая доля которых находится в пределах 70-98 %. Однако, сдерживающим фактором является низкая перевариваемость и усвоение, связанное со специфической упрочненной структурой и наличием значительного числа межцепочечных дисульфидных связей [66].

Рост объемов производства птицеперерабатывающей промышленности и устойчивая тенденция ее дальнейшего развития в мире и у нас в стране обусловливает скопление значительных объемов пера, переход на переработку бройлеров и внедрение механизированных систем приводит к резкому снижению объемов пера, используемого в традиционных направлениях. К тому же современная индустрия позволяет заменить перо на синтетические материалы.

Современная ситуация дополнительно характерна усугублением необходимости изыскания новых решений и расширения области применения кератиновых отходов птицеперерабатывающей промышленности в виду перераспределения источников в общем объеме кератинсодержащего сырья в связи с сокращением поголовья скота и увеличением поголовья птицы. Актуальность проблемы подкрепляется увеличением общей экологической напряженности, отсутствием производственных мощностей по переработке кератиновых отходов гидротермическим, химическим и биотехнологическими способами, слабой востребованностью этого белкового сырья отечественной комбикормовой промышленность из-за низкой усвояемости, сложившимся стереотипом в оценке перспектив применения на кормовые, пищевые и специальные цели.

Проблемой наиболее полного сбора и использования перо-пухового производства успешно занимались многие специалисты (Волик В.Г., Жеребцов H.A., Антипова Л.В., Ильина Н.М., Насонова Л.В., Шамханов Ч.Ю., Полянских C.B. и др.). Обоснованы подходы и способы деструкции белковых компонентов электрофизическими, химическими и биотехнологическими методами, получены гидролизаты с достаточно высокой степенью усвоения и функционально-технологическими свойствами, доказаны потенциальные возможности гидролизатов в получении кормовых, пищевых, в том числе функциональных продуктов [2, 3,4,5,6,7,11,14,15,17,18,19,25].

Обогащение функциональными ингредиентами - насущная задача производства пищевых и кормовых продуктов. Разработка таких подходов весьма важна и для птицеперерабатывающей промышленности в виду необходимости поддержания стабильности и роста объемов поголовья птицы, а привлечение собственных сырьевых ресурсов во многом обеспечит совершенствование инфраструктуры отрасли, высокие экономические показатели и экологичность производства.

При откорме птицы особенное значение придается незаменимым или редко встречающимся аминокислотам, которые в современном производстве используются в виде дорогостоящих специальных препаратов и добавок. Наиболее распространены и освоены препараты аминокислоты метионина, который играет ряд важных функций в организме птиц.

В частности метионин служит не только источником серы, но и участвует в регуляции жирового и белкового обмена, участвует в биосинтезе серина, цистина, холина; он является необходимым компонентом для роста и размножения эритроцитов, вместе с цистеином и витамином А участвует в образовании пера птицы, а также препятствует жировому перерождению печени.

Метионин вместе с другими серосодержащими аминокислотами необходим в рационах птицы, особенно в период роста, в то же время привлекает внимание наличие значительной доли именно этих аминокислот в составе белков пера птиц.

В настоящее время разработаны различные методы получения синтетического DL-метионина, который применяется практически повсеместно. Однако получение природного метионина - весьма привлекательная и реальная перспектива. В связи с этим обоснование и разработка рекомендаций по получению и применению концентратов метионина из малоценного пера птицы обеспечит отечественное производство добавок и препаратов кормового значения.

Работа является составной частью госбюджетной НИР кафедры технологии мяса и мясных продуктов ВГТА «Теоретические и практические аспекты производства биологические полноценных, лечебно-профилактических и функциональных продуктов на основе биотехнологий и рационального использования сельскохозяйственного сырья» 2003-2007.г.г. (№г.р. 01.200.1.16991).

Цель работы состоит в создании кормовых добавок и продуктов функционального значения отечественного производства для улучшения качественных показателей птицеводства.

В рамках поставленной цели решались следующие научно-практические задачи:

- получение и сравнительная оценка гидролизатов кератина пера как источника метионина;

- оценка свойств и обоснование выбора ффметтивдогогидролизатапера;

- выбор и обоснование условии получения метионинобогащенного препарата;

- определение качественных характеристик, кормовой ценности и безвредности метионинового препарата в опытах in vivo (на теплокровных животных);

- оптимизация состава кормов для птиц с применением новой добавки; разработка рекомендаций по получению и применению метионинобогащенного препарата.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Сиволоцкая, Елена Владимировна

выводы

1. Для производства метиониновых препаратов из пера сухопутной птицы возможно использовать традиционную схему обработки, исключая сортировку пера.

2.Установлено, что ферментативный гидролизат имеет преимущества как источника метионина. Ферментативную обработку пера целесообразно проводить с использованием смесей препаратов протеолитического действия отечественного производства, например, коллагеназа-пепсин, коллагеназа-пепсин-протосубтилин

3. В качестве источника получения метионина рекомендуется использовать ферментативный гидролизат пера сухопутной птицы.

4. Разработана модифицированная технологическая схема получения ферментативного гидролизата пера и новый способ выделения метионинобогащенного препарата.

5. Метионинобогащенный препарат безвреден и может быть использован как кормовая добавка.

6. Установлено, что препарат стимулирует массу тела птицы. С применением программированного обеспечения разработаны рецептуры кормов птицы.

7. Разработан проект технической документации, и результаты исследования апробированы во Всероссийском научно-исследовательском институте патологии, фармакологии и терапии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сиволоцкая, Елена Владимировна, 2007 год

1. Амелин, А.Н. Калориметрия ионообменных процессов Текст./ А.Н. Амелин, Ю.А. Лейкин. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 104 с.

2. Антипова Л.В. Биосинтез кератинрасщепляющих ферментов актино-мецетами Текст./ Л.В. Антипова, H.A. Жеребцов, Ч.Ю. Шамханов // Деп.рук. ВНИИСЭНТИ № 191 мб Д-84 9указатель неопубликованных и ведомственных материалов, 1984, № 4.

3. Антипова Л.В. Биохимические характеристики ферментативного гидролиза кератинсодержащего сырья птицеперерабатывающей промышленности Текст./ Л.В. Антипова, Ч.Ю. Шамханов, О.С. Осминин, H.A. Пожалова //Изв. Вузов пищ. Технология. 2003. - № 5-6.-С.59-64.

4. Антипова Л.В. Биохимия мяса и мясных продуктов Текст./ Л.В. Антипова, H.A. Жеребцов. Ворнеж: ВТУ, 1991 - с.

5. Антипова Л.В. Использование вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности Текст./ Л.В. Антипова, И.А. Глотова. С-Петербург: Гиорд, 2006 - 382 с.

6. Антипова Л.В. Использование вторичного сырья в технологических процессах птицеперерабатывающей промышленности Текст./ Л.В. Антипова, C.B. Полянских // Известия вузов Пищевая технология -1998.-№2-3-с. 17-19

7. Антипова Л.В. Использование микробных протеолитических препаратов в разработке источников пищевого животного белка Текст./ Л.В. Антипова //Тез. Всесоюзной научно-технической конференции «Ферменты народному хозяйству». - Черновцы, 1990. - С.8.

8. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов Текст./ Л.В. Антипова, И.А. Глотова, И.А. Рогов. М.: Колос, 2001. -376 с.

9. Антипова Л.В. Основы рационального использования вторичного кол-лагенсодержащего сырья мясной промышленности Текст./ Л.В. Антипова, И.А. Глотова. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 1997 г. -248 с.

10. Антипова Л.В. Получение белковой пищевой добавки из вторичных продуктов птицеперерабатывающей промышленности Текст./ Л.В. Антипова, О.С. Осминин, Ч.Ю. Шамханов, Т.И. Струкова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. - № 2. - С. 62-64.

11. Антипова Л.В. Получение и характеристика пищевого кератинового гидролизата Текст./ Л.В. Антипова, Л.П. Пащенко, Ч.Ю. Шамханов, Курилова Е.С.// Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. - № 7. -С. 63-66.

12. Антипова Л.В. Прикладная биотехнология: УИРС для специальности 270900 Текст./ Л.В. Антипова, И.А. Глотова, А.И. Жаринов Воронеж. Гос. Техн. акад. - Воронеж, 2000. - 332 с.

13. Антипова Л.В. Совершенствование технологии производства керопеп-тида из перо-пухового сырья Текст./ Л.В. Антипова, Ч.Ю. Шамханов, О.С. Осминин // Мясная индустрия. 2004. - № 3. - С. 44-47.

14. Антипова Л.В., Биотехнологические аспекты рационального использования вторичного сырья мясной промышленности Текст./ Л.В. Антипова- АГРОНИИТЭИММП (Серия мясная промышленность), 1991 г. 45 с.

15. Антипова, Л.В. Токсикологическая оценка ферментативного белкового гидролизата из кератина пера Текст. / Л.В.Антипова, Ч.Ю.Шамханов, О.С.Осминин, М.Н.Аргунов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2003.-№ 1.-С. 32-36.

16. Аргунов М.Н. Методические рекомендации по токсико-экологической оценке объектов животноводства Текст./ М.Н. Аргунов. Воронеж, 1999 г.-96 с.

17. Архипова, A.B. Протеиновое и аминоктслотное питание птицы Текст. /A.B. Архипова, Л.В.Топорова. М.: Колос, 2000. - 175 с.

18. Бемин А. Получение растворимой модефикации кератина Текст./ А. Бемин, К. Кирина, Л. Кузнецова // Мясная индустрия СССР. 1956 - № 6 с.48-51.

19. Вайтли Э.Х. Собаки наши друзья. Пер. с английского Евтушенко С.М. Текст./ Э.Х. Вайтли М: Агентство ФАИР, 1997 - с.368.

20. Волик В.Г. Биотехнологический способ выработки пищевого, лечебного и косметического белка Текст./ В.Г. Волик // Мясная индустрия. -1999.-№4. с. 36-38.

21. Гааль Э. Электрофорез в разделении биологических макромолекул Текст./ Э. Гааль, Г. Медьеши, Л.С. Верецкая. М.: Наука, 1982.- 446 с.

22. Горяев, М.И. Аммиачный гидролиз кератинсодержащего сырья Текст. / М.И. Горяев, Л.Н. Быкова // Мясная индустрия . 1998.- № 3. - 45с.

23. ГОСТ 23423-89 Метионин кормовой. Технические условия. Текст./ -М.: Изд-во стандартов, 1989.

24. ГОСТ 26570-95 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения кальция. Текст./ М.: Изд-во стандартов, 1995.

25. ГОСТ 30178-96 Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения ток5сичных элементов. Текст./ М.: Изд-во стандартов, 1996.

26. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. Текст./ Ю.П. Грачев М.: Пищевая промышленность, 1989. - 199 с.

27. Грачева И.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия Текст./ И.М.Грачева, Л.А.Иванова, В.М.Кантере. -М.: Колос, 1992-382 с.

28. Гуслянников В.В. Технология мяса птицы и яйцепродуктов. Текст./ В.В. Гуслянников, М.А. Подлегаев М.: Пищевая промышленность, 1979.-288 с.

29. Демчук A.C. Эффективность скармливания свиньям кератиновой муки

30. Текст./ A.C. Демчук, Г.М. Рожанчук, А.И. Сницарь, Г.Б. Добрыченко // Мясная индустрия СССР. 1981. - № 10. - С. 22-25.

31. Дэвени Т. Аминокислоты, пептиды, белки / Пер. с англ. Маца А.Н. под ред. и с пред. д-ра биол.наук Незлина P.C. Текст./ Т. Дэвени, Я. Гергей -М.: Мир, 1976-364 с.

32. Карпова, В.П. Получение кормового гидролизата из кератинового сырья методом ферментативного гидролиза Текст. / В.П. Карпова, В.З. Кракова, Г.И. Эдельман, И.Р. Птак // Мясная индустрия. 1997. -№ 12. -С. 39-40.

33. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Хроматографиче-ские методы анализа Текст./ Я.И. Коренман Воронеж изд-во ВГУ 2000 г. - 336 с.

34. Ленинджер А. Основы биохимии /Пер. с английского В.Г. Горбулева, М.Д.Гроздовой, С.Н. Преображенского; Под ред. В.Л.Энгельгарда, Я.Н. Варшавского. В 3 т Текст./ А. Ленинджер М: Мир, 1985.

35. Лисицын А.Б. Основные направления развития науки и технологий мясной промышленности Текст./ А.Б. Лисицын, И.М. Чернуха // Мясная индустрия. 2000,- № 3. - С. 13-16.

36. Лобзов К.И. Рационально использовать отходы переработки птицы Текст./ К.И. Лобзов, В.Г. Волик // Мясная индустрия СССР. 1980. -№ 4. - С. 23-25.

37. Математическое моделирование технологических систем: Текст. //Сб. науч. тр. Вып. 2. Под ред. Сысоева В.В. Воронеж, 1997. - 180 с.

38. Медведь Л.И. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов Текст./ Л.И. Медведь, Ю.С. Коган, О.П. Чепинога -ВНИИГИНТОКС-Киев, 1989 г.- 160 с.

39. Неклюдов А.Д. Источники резервного белка для получения пищевых гидролизатов из животного сырья Текст./ А.Д. Неклюдов, А.Н. Иван-кин, H.A. Баер, A.B. Бердутина, В.И. Дубина // Хранение и переработка сельхозсырья. 1998. - № 3. - С. 24-25.

40. Нечаев А.П. Пищевая химия. под ред. Нечаева А.П. Текст./ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, A.A. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева- СПб.: ГИОРД, 2001. - 592 с.

41. Никитин Б.И. Переработка птицы, кроликов и производство птицепро-дуктов Текст./ Б.И. Никитин, Н.Б. Никитина М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 244 с.

42. Патент Великобритании, № 2091272. Способ и машина для гидролизакератинсодержащих веществ. Текст. Опубл. 1983.

43. Патент США, № 2151306. Способ гидролиза белковых производных кожи. Текст. Опубл. 1980.

44. Патент США, № 4269865. Способ производства пищевых продуктов из перьев. Текст. Опубл. 1981.

45. Патент США, № 4292334. Способ обработки перьев или меха животных. Текст. Опубл. 1982.

46. Патент США, № 4361586. Вакуумная ферментативная переработка белкового материала. Текст. Опубл. 1983.

47. Патент Франции, № 2448297. Способ получения кормов, в основном кормовых концентратов, из отходов костей, рогов и аналогичных материалов. Текст. Опубл. 1981.

48. Патент Франции, № 2501010. Способ гидролиза кератиновых материалов. Текст. Опубл. 1983.

49. Патент ФРГ, № 2004716. Способ получения растворимого протеина из протеинсодержащего сырья. Текст. Опубл. 1981.

50. Патент Японии, № 5529660. Способ гидролиза кератина до аминокислот. Текст. Опубл. 1980.

51. Патент Японии, № 5644694. Способ производства кормов с животным протеином. Текст. Опубл. 1982.

52. Пащенко Л.П. Получение и использование гидролизатов пера в технологии хлеба Текст./ Л.П. Пащенко, H.A. Жеребцов, И.М. Тареева // Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. - № 5. - С. 34-36.

53. Переработка кератинсодержащего сырья (обзорная информация) Текст. //Мясная промышленность. ЦНИИТЭИмясомолпром, 1992. -50 с.

54. Петрухин И.В. Применение химических и биологических веществ в кормлении птицы Текст. /И.В. Петрухин. М.: Россельхозиздат, 2001. - 239 с.

55. Попов Е.М. Структурная организация белков Текст./ Е.М. Попов М.:1. Наука, 1989,-351 с.

56. Рогов И.А. Химия пищи. Белки: структура, функции, роль в питании Текст./ И.А Рогов, JI.B. Антипова, Н.И. Дунченко, H.A. Жеребцов М: Колос, 2001.

57. Рождественский, К.В. Кормление сельскохозяйственной птицы Текст. : учеб. пособие / К.В.Рождественский, В.А.Шафров. М.: Колос, 1990. -303 с.

58. Страйтер Л. Биохимия /Пер. с англ. М.Д. Гроздовой, H.A. Колчинского; Под ред. С.Е. Северина. Т.З Текст./ Л. Страйтер -М: Мир, 1985 397 с.

59. Стромберг, А.Г. Физическая химия Текст. : учеб. пособие для вузов / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко. М.: Высш. шк., 1999. - 527 с.

60. Сысоев В.В. Введение в нелинейное программирование (градиентные методы): Текст./ Методические указания по курсу «Математические методы и модели в расчетах на ЭВМ»/ В.В. Сысоев. Воронеж, технол. ин-т. - Воронеж, 1990. - 28 с.

61. Черняев Н.Г., Корма для животных пища для ума Текст. / Н.Г. Черняев // Комбикорма - 2000. - № 2 - с. 18-19.

62. Черняев, Н.Г. Корма для животных пища для ума Текст. / Н.Г. Черняев // Комбикорма. - 2000. - № 3. - С. 21.

63. Шамханов Ч.Ю. Получение и применение кератиновых продуктов на основе биомодификации сырья мясной промышленности: теория и практика Текст. / Ч.Ю. Шамханов //Диссертация на соискан. учен, степ. докт. техн. наук. Воронеж, 2002.

64. Шестакова И.С. Ферменты в кожевенном и меховом производстве Текст. / И.С. Шестакова, Л.В. Моисеева, Т.Ф. Миронова, М.: Лег-промбытиздат, 1990. - 128 с.

65. Шестакова И.С. Ферменты в кожевенном и меховом производстве Текст./ И.С. Шестакова, Л.В. Моисеева, Т.Ф. Миронова М.: Лег-промбытиздат, 1990. - 128 с.

66. Щербаков, A.A. Из опыта производства кератиновых гидролизатовбелковых стимуляторов роста растений и добавок в животные корма Текст. / А.А.Щербаков, А.П.Яцышин, С.Г.Либерман, М.Л.Файвишевский // НТИ. Мясная промышленность. 1990. - № 12. -С. 27-30.

67. Diplock А.Т., Agget P.J., Ashwell М. et al. Scientific concepts of functional foods in Europe: consensus document Text. / A.T. Diplock // British J. Nutrition.-1999.-V. 81.-Suppl. l.-P. 1-7.

68. Dowling L.M., Parry D.A., Sparrow L.G. Structural homology between hard d-keratin and the intermediate filament proteins desmin and vimentin Text. /L.M. Dowling//Biocsi. Repts. 1983. Vol. 3. № 1. P. 73-78.

69. ErbersdobIer H. F. / Summarising lecture and prospects for future research and development Text. / H. F. Erbersdobler // Food Research International. 2002. - V. 35. - Issues 2-3. Functional Foods - Challenges for the New Millenium. - P. 323-325.

70. Fraser R.D., Macrae T.P. Molecular structure and mechanical properties of keratins Text. / R.D. Fraser // Mech. Prop. Biol. Mater. Symp., Leeds, 1979. Cambr., 1980. P. 211-246.

71. Huggins M.L. Structural changes in the transformation from d-to b-keratin

72. Text. / M.L. Huggins I I Colloid and Polym. Sei. 1980. № 67. P.49-53.

73. Knorr D. Functional foods science in Europe Text. / D. Knorr // Trends in Food Science and Technology. 1998. - № 9. - P. 295-340.

74. Milner J.A. Functional foods and health: a US perspective Text. / J.A. Milner // British J. Nutrition. 2002. - V. 88. - Suppl. 2. - P. 151-158.

75. Murayama K., Ricko T., Yoshiko Y., Kiso A. Amino-acid sequence of feather keratin from fowl Text. / K. Murayama // Eur. J. Biochem. 1983. Vol. 132. № 3. P.501-507.

76. Roberfroid M. B. Global view on functional foods: European perspectives Text. / M. B. Roberfroid // British J. Nutrition. 2002. - V. 88. - Suppl. 2. -P. 133-138.

77. Spei M. Quellung von a-keratinen.- Melliand Text. / M. Spei Textiber, 1985, 66, 2, 77-78.