Разработка технологии биологически активного препарата на основе защитного комплекса молока и куриного лизоцима тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Овчинникова, Ольга Евгеньевна

• Овчинникова, Ольга Евгеньевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Овчинникова, Ольга Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ БЕЖОВ МОЛОКА.

1.1 Теоретические основы создания биологически активных добавок к пище.

1.2 Технологические основы производства биологически активных добавок к пище. Принципы разработки рецептур

БАД и требования к их производству.

1.3 Биологически активные сывороточные белки молока.

1.4 Современные способы получения биологически активных белков из молочного сырья.

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Объекты исследований. Постановка эксперимента.

2.2 Обоснование выбора исходных компонентов композиционного препарата.

2.3 Методы исследования.

2.3.1 Препаративные методы.

2.3.2 Подготовка и контроль качества сырья для получения катионных сывороточных белков молока (КСБМ).

2.3.3 Аналитические методы.

2.3.4 Электрофорез белков в ПААГ.

2.3.5 Микробиологические методы.

2.3.6 Холодная стерилизация растворов белковых препаратов.

2.3.7 Лиофильная сушка.

2.3.8 Контроль качества препарата.

2.3.9 Методы моделирования технологических факторов производства молочных продуктов.

2.3.10 Условия проведения экспериментов с животными.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

ГЛАВА 3 ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТОВ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПРЕПАРАТА (БАП).

3.1 Оценка качества исходного сырья.

3.2 Получение и характеристика компонентов композиционного препарата.

3.2.1 Комплекс катионных сывороточных белков молока (КСБМ).

3.2.2 Куриный лизоцим (кЛЦ).

ГЛАВА 4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ ЗАЩИТНОГО КОМПЛЕКСА МОЛОКА И КУРИНОГО ЛИЗОЦИМА.

4.1 Определение совместимости компонентов композиционного БАП «МОБЕЛИЗ» в жидкой форме.

4.2 Прикладные аспекты разработки технологии получения

БАП «МОБЕЛИЗ».

ГЛАВА 5 ХАРАКТЕРИСТИКА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕПАРАТА «МОБЕЛИЗ».

5.1 Изучение показателей качества БАП «МОБЕЛИЗ».

5.2 Исследование биологической ценности БАП «МОБЕЛИЗ».

5.3 Исследование антимикробного действия БАП «МОБЕЛИЗ».

5.4 Изучение показателей безопасности и физиологической активности БАП «МОБЕЛИЗ».

ГЛАВА 6 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ БАП «МОБЕЛИЗ».

6.1 Режимы тепловой обработки.

6.2 Кислотность среды.

6.3 Характеристика молочных продуктов, обогащенных БАП «МОБЕЛИЗ».

6.3.1 Питьевое молоко.

6.3.2 Йогурт.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии биологически активного препарата на основе защитного комплекса молока и куриного лизоцима»

Современная пищевая технология оставляет человеку все меньше шансов на сохранение биологически активных компонентов в продуктах повседневного потребления, как правило, подвергающихся сложной многостадийной обработке.

Красноречивыми примерами являются сыроделие и производство творога, отправляющие в отходы ценнейшие биологически активные белки молока, среди которых особенно значимыми являются: иммуноглобулины, лактоферрин, лактопероксидаза, ангиогенин, пРНКаза, лизоцим. Следует отметить, что безвозвратная потеря этих компонентов происходит не только при выделении казеиновой фракции молока, но и при различных способах сушки или стерилизации молочных продуктов, широко применяемых в молочной промышленности.

Между тем, именно эти белки придают натуральному молоку ряд важнейших свойств, делая его не только продуктом питания, но и основным фактором, определяющим устойчивость организма к неблагоприятным условиям, будь то бактериальная или вирусная инфекция, радиация или ксенобиотики химической природы.

В связи с этим в последние годы в отечественной отраслевой науке особое место отводится технологиям безотходной переработки молока, предусматривающим не только наиболее полное извлечение из сырья основных макро, но и микрокомпонентов, являющихся биологически-активными факторами, роль которых в механизме поддержания гомеостаза организма весьма значима. На их основе могут быть получены принципиально новые продукты различного функционального назначения, в том числе продукты направленного лечебного действия [1-2].

В отечественной и зарубежной практике практическое применение получили два способа выделения сывороточных белков молока - с помощью методов мембранной технологии (ультрафильтрации) и кислотно-тепловой коагуляции. Такие способы обработки исключают возможность получения низкомолекулярных, термолабильных катионных биологически активных белков молока. В качестве перспективных способов получения катионных белков молока рассматриваются методы ионообменной хроматографии, позволяющие получать фракции белков высокой степени очистки.

Известно, что в молоке биологически активные белки существуют в комплексе, функционально взаимосвязаны и способны проявлять в организме ряд защитных функций. Особое место среди них занимает лизоцим, который оказывает влияние на активность катионных белков молока, участвует в механизмах противоинфекционной защиты организма, переваривании, цитотоксичности, макрофаговой активности. Однако в коровьем молоке, по сравнению с женским, лизоцима недостаточно. В связи с этим, в последние годы лизоцим активно используется в производстве продуктов детского и лечебно-профилактического питания. В промышленности практическое применение получил препарат куриного лизоцима, по своим свойствам гомологичный лизоциму человека. На сегодняшний день сочетание лизоцима с другими биологически значимыми ферментами животного происхождения применяется в основном в производстве косметических препаратов и БАД для специального питания узких групп населения. Технологии их производства, как правило, не учитывают взаимное влияние компонентов этих комплексов в готовом продукте.

В связи с этим актуальной является разработка технологии получения композиций биологически активных белков животного происхождения на основе катионных белков молока и лизоцима куриного яйца, учитывающая: природное соотношение компонентов композиции; взаимное влияние биологически активных компонентов композиции; технологические характеристики; биологическую безопасность; технологичность - возможность дальнейшего использования в технологиях получения молочных продуктов лечебно-профилактической направленности, специального питания, а также БАД широкого спектра действия; техническую, социальную эффективность применения композиционного препарата.

Решению вышеуказанных проблем посвящена данная работа. Основной объем исследований выполнен в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)».

В соответствии с вышеизложенным, целью работы является разработка технологии биологически активного препарата на основе композиции защитного комплекса молока и куриного лизоцима для дальнейшего использования в качестве активного ингредиента многокомпонентных продуктов лечебно-профилактической направленности.

В соответствии с поставленной целью предусматривается решение следующих задач:

- Обосновать выбор белковой основы биологически активного препарата;

- Получить из коровьего молока и проанализировать белковую фракцию, входящую в состав защитного комплекса молока, изучить возможность ее совместного использования с куриным лизоцимом;

- Обосновать параметры технологии получения и рациональные режимы хранения биологически активного препарата на основе сывороточных катионных белков защитного комплекса молока и куриного лизоцима в жидкой и сухой формах;

- Исследовать органолептические, физико-химические, микробиологические, технологические свойства и биологическую ценность препарата;

- Определить токсичность и физиологическую активность препарата в эксперименте на животных;

- Провести апробацию препарата в технологии производства молочных продуктов в лабораторных и промышленных условиях, изучить показатели качества и безопасности обогащенных им продуктов;

- Разработать проект нормативной документации на производство биологически активного препарата на основе защитного комплекса молока и куриного лизоцима.

Основными структурными элементами диссертационной работы являются: введение, аналитический обзор отечественной, зарубежной научно-технической литературы и патентной информации, 6 глав основной части, выводов, библиографического списка и приложений.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Овчинникова, Ольга Евгеньевна

выводы

1. Разработан новый биологически активный композиционный препарат (БАП «МОБЕЛИЗ») на основе катионных сывороточных белков коровьего молока и куриного лизоцима с более широким спектром физиологической активности, чем составляющие его компоненты в жидкой и сухой формах.

2. Из коровьего молока получена белковая фракция катионных сывороточных белков, включающая: лактопероксидазу, лактоферрин, пРНКазу, агиогенин, лизоцим. По содержанию этих белков ее состав (за исключением лизоцима) близок к формуле защитного белкового комплекса молока.

3. Экспериментально обоснована совместимость комплекса катионных сывороточных белков молока с выделенным из белка куриного яйца лизоцимом. Разработаны рациональные параметры технологии получения и хранения композиционного препарата. Наиболее благоприятными условиями для сохранности биологической активности всех компонентов препарата являются:

• использование в качестве биологически нейтральной среды для растворения физиологического раствора (рН 6,7);

• соотношение компонентов КСБМ : к-ЛЦ = 1:2.

4. Установлено, что компоненты композиционного препарата полностью сохраняют биологическую активность:

• в жидкой форме: без соблюдений правил асептики - при температуре плюс 4±2°С — до 3 суток, при 20±2°С - до 12 часов; с соблюдением правил асептики - при температуре • плюс 4±2°С - до 14 суток, при 20±2°С - до 1 суток;

• в сухой форме: при температуре плюс 20±2°С — до 6 месяцев, при плюс 4±2°С - до 18 месяцев, при минус 25±2°С - до 24 месяцев;

• в замороженном виде: до 6 месяцев.

5. Установлено взаимозащитное действие компонентов препарата, позволяющее увеличить период проявления ими биологической активности и сроки хранения препарата в жидкой форме.

6. При пероральном введении животным препарат нетоксичен и обладает целым радом свойств защитного характера: способствует повышению устойчивости к стрессовым воздействиям и выносливости к физическим нагрузкам.

7. Показана высокая биологическая ценность разработанного препарата: повышенное в сравнении с эталоном ФАО/ВОЗ содержание всех незаменимых аминокислот.

8. Выявлено антимикробное действие препарата в отношении грамположительной и грамотрицательной условно-патогенной микрофлоры.

9. Исследованиями влияния технологических факторов производства молочных продуктов на активность компонентов композиционного препарата показано, что:

• при нагревании до температур нормализации (40-45 °С) наблюдается эффект увеличения биологической активности белков;

• последующая температурная обработка режимами гомогенизации (60-65°С) приводит к снижению биологической активности компонентов препарата, однако до уровня превышающего значения до тепловой обработки;

• повышение температур до значений, соответствующих режимам пастеризации и стерилизации, а также закисление среды, имеющее место при производстве кисломолочных продуктов, приводят к значительной потере биологической активности белков композиционного препарата.

10.В результате проведения в условиях промышленного производства опытной выработки установлено, что в молочных продуктах, обогащенных композиционным препаратом «МОБЕЛИЗ», полностью сохраняется его биологическая активность и высокий уровень качества готовых продуктов.

заключение от