Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный уровень знаний в области биологических, физико-химических и микробиологических процессов значительно расширяет возможности биотехнологии в плане переработки сырья биологического происхождения
Достижения фундаментальной науки послужили развитию модифицированных, нетрадиционных технологий, в частности, применения ферментных технологий во всем их многообразии, при получении новых изделий на основе комплексной переработки продуктов животноводства Ферменты, обладающие способностью гидролизовать белки, широко используются в самых различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине Специфические протеазы, применительно к белковым субстратам, обеспечивают их глубокую деструкцию и позволяют повысить биологическую ценность получаемых гидролизатов за счет биоконверсии белков, раскрыть потенциальные возможности маловостребованных белковых ресурсов (Л В Антипова, 2000)
Значительный научный и практический интерес представляют ферментные препараты микробного происхождения, которые являются более активными, более стабильными и уникальными по своей субстратной специфичности и условиям действия, чем ферменты высших организмов (Н П Липатов, И А Рогов и др, 1997, А Б Лисицын, 2000)
Поэтому исследования протеиназ микроорганизмов, в частности, их каталитических свойств и субстратной специфичности, представляются актуальными и перспективными
Одним из основных продуктов животного происхождения в рационе человека, незаменимым источником полноценного белка, жиров, витаминов, минеральных веществ и других жизненно важных нутриентов является мясо. Поэтому в настоящее время большое значение придается поиску и использованию резервов экономии мясного сырья, его рациональному использованию и повышению качества продуктов Качество мясопродуктов зависит, в первую очередь, от состава и свойств сырья, условий и режимных параметров технологических процессов (Л С Кудряшов, НН Потипаева, 1989, А А Белоусов, СИ Хвыля, ТГ Кузнецова, 1997)
В настоящее время интенсивный откорм животных с использованием гормональных препаратов, нарушение технологических параметров предубойной выдержки и первичной переработки скота часто приводят к изменениям качества мяса у свинины появляются признаки PSE (бледное, мягкое, водянистое), у говядины — DFD (темное, плотное, сухое) Мясо различных качественных групп отличается уровнем рН мясо NOR имеет рН в диапазоне 5,6 - 6,2, DFD - 6,2 и выше, PSE - 5,5 и ниже
Различия в характере автолиза между мясом с признаками NOR, PSE и DFD формируют его органолептические, химико-технологические и структурно-механические характеристики, что предопределяет его направленное использование при производстве определенных видов изделий Однако на большинстве мясоперерабатывающих предприятий происходит переработка мясного сырья без предварительной сортировки на мясо NOR, DFD и PSE (Г О Еэккова, 2004)
Мясо с признаками PSE и DFD, имеет нехарактерные консистенцию, вкус, цвет, запах и технологические свойства, что существенно затрудняет его использование для производства мясных продуктов и значительно сокращает сроки их хранения (И А Рогов, А Г Забашта, ГП Казюлин, 1994).
В успешном решении задач более полного и рационального использования мясного сырья большая роль принадлежит интенсификации технологических процессов, использованию современных достижений технической биохимии и, в частности, применению ферментных препаратов для обработки мяса (Н Н Липатов и др, 1989, Л В Антипова, 2000, В Я Пономарев, 2002, Adler Nisseg J, 1989, Hie-Joon Kim, Irwin A , 1991)
Наибольшие перспективы использования в технологии мясных продуктов имеют протеолитические ферменты, применение протеаз в обработке мясного сырья позволяет существенно сократить продолжительность технологического процесса, снизить его трудо- и энергоемкость (Л Ф Митасева и dp, 1993, В А Алекса-хина, Л А Пыльцова и др, 1995, Philippe Berge, et all, 1992, В M Naveena, S К Mendirattab, 1993, Dutson TR, 1982)
В диссертации обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований за период 2003-2006 гг, выполненных лично автором, и при его личном участии Тема диссертационной работы является частью комплексных исследований по темам «Исследование механизма интенсификации процессов получения продуктов биосинтеза на базе использования ряда химических и биологических добавок» (Номер Государственной регистрации 01840017294) и «Разработка научных и практических основ технологии производства и комплексной переработки сырья растительного и животного происхождения для выработки конкурентоспособных пищевых продуктов» (Номер Государственной регистрации 01200305357)
Цель и задачи исследований. Целью данной диссертационной работы явилось изучение влияния ферментного препарата Мегатерии Г10х на белковые субстраты, полученные на основе мясного сырья с отклонениями в характере автолиза, для создания эффективных биотехнологий в мясоперерабатывающей отрасли
В соответствии с поставленной целью были определены следующие экспериментальные задачи
исследовать влияние Мегатерина Г10х на функционально-технологические, структурно-механические и гистоморфологические характеристики мясного сырья с отклонениями в характере автолиза,
определить оптимальную концентрацию ферментного препарата и длительность ферментативной обработки мясного сырья с признаками PSE и DFD,
определить пути использования мясного сырья с признаками PSE и DFD, прошедшего биотехнологическую обработку ферментным препаратом Мегатерии ГЮх, обосновать и разработать технологические схемы производства модифицированных мясопродуктов,
изучить основные функционально-технологические, реологические, органо-лептические характеристики, оценить пищевую и биологическую ценности полученных мясопродуктов,
- изучить безопасность мяса с признаками PSE и DFD, обработанного ферментным препаратом и продуктов, полученных на его основе, по микробиологическим показателям, а также оценить их генотоксичность
Научная новизна. Установлено, что обработка ферментным препаратом Мегатерии Г10х мясного сырья с отклонениями в характере автолиза интенсифицирует гидролитические процессы, позволяя значительно ускорить созревание мяса Выявлены закономерности основных превращений мясного сырья с пороками (PSE и DFD) при ферментативной обработке на основе гистоморфологического анализа, а также характера изменения функционально-технологических свойств мяса Научно обоснованы биотехнологические методы обработки белковых комплексов мясного сырья с признаками PSE и DFD при производстве мясной продукции
Практическая ценность работы. Разработаны рациональные режимы ферментативной обработки мяса с признаками PSE и DFD длительность процесса и концентрация препарата Мегатерии ГЮх применительно к технологии эмульгированных и цельномышечных мясопродуктов Установлено, что в процессе гидролиза мясных белков увеличиваются влагосвязывающая и влагоудерживающая способности мяса, а, следовательно, и выход продукта, улучшаются структурно-механические свойства сырья и полуфабрикатов, а полученные изделия характеризуются высокими значениями переваримости Разработаны практические рекомендации по использованию ферментированного мясного сырья с признаками PSE и DFD в технологии мясных продуктов Опытная выработка продуктов показала реальную возможность использования мясного сырья с отклонениями в характере автолиза для выработки широкого ассортимента мясных продуктов без потери качества, по сравнению с традиционной технологией
Результаты работы подтверждают перспективность применения Мегатерина ГЮх для обработки мясного сырья с признаками PSE и DFD с целью максимального и рационального использования белковых сырьевых ресурсов
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в период 2003-2006 г на отчетных ежегодных научных конференциях факультета пищевых технологий Казанского государственного технологического университета, VIII и IX Всероссийском форуме молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территории и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2005, 2006), XIII международной научной конференции «Ферменты микроорганизмов структура, функции, применение» (Казань, 2005), Общероссийской конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности России» (Оренбург, 2005), Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в изменившихся условиях системы хозяйствования и экологии» (Ульяновск, 2005), 11-й Международной Конференции студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 2005), конференции "Биология - наука XXI века", 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пу-щино, 2006), Международной выставки и научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2006)
Реализация результатов исследований. Разработанные технологии апробированы на ОАО «Свияжский мясокомбинат» На новые виды продуктов разработаны технологические регламенты
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 13 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ
Основные положения, выносимые на защиту:
обработка мясного сырья с отклонениями в характере автолиза Мегате-рином Г10х повышает его функционально-технологические, структурно-механические свойства, позволяет сократить время созревания, значительно интенсифицировать технологический процесс за счет целенаправленного воздействия ферментного комплекса на фасции мышечной ткани, а также совместного действия фермента и физико-химических факторов на волокна соединительной ткани,
определены перспективные пути использования мясного сырья с признаками PSE и DFD, прошедшего биотехнологическую обработку ферментным препаратом Мегатерии Г10х, в технологиях эмульгированных и цельномышечных мясопродуктов,
продукты, полученные из мясного сырья, обработанного ферментным препаратом,обладают высокой пищевой и биологической ценностью, по качеству соответствуют требованиям нормативной документации, не уступают, а по некоторым показателям превосходят изделия, полученные по традиционной технологии с использованием в качестве сырья мяса с нормальным ходом автолиза, а также не проявляют выраженных ДНК-повреждающих свойств и безвредны для человека
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка использованных источников и приложений Работа содержит 139 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 31 рисунок Библиография включает 159 наименований Приложения к диссертации представлены на 9 страницах
Похожие диссертации на Биотехнологические аспекты применения препарата микробиологического синтеза Мегатерин Г10Х для коррекции свойств мясного сырья с отклонениями в характере автолиза
