Введение к работе
1.. Актуальность темы: Вопрос снабжения населения безопасным и экологически чистым продовольствием приобретает в последнее время в связи с загрязнением окружающей среды все большую актуальность. При современной технологии производства пищевых продуктов очень часто они в процессе переработки изменяют или теряют свою первоначальную окраску и приобретают непривлекательный или неэстетичный вид. Такие изменения снижают органолептические свойства пищевых продуктов, а через психофизиологические механизмы ухудшается аппетит и пищеварение. Для придания пище естественной окраски используются пищевые красители. Наиболее широко в настоящее время используются синтетические красители. Их применение должно быть обусловлено крайней необходимостью, поскольку многие из них обладают вредными, иногда даже канцерогенными свойствами. К тому же синтетические красители не имеют пищевой ценности и являются посторонними примесями в продуктах питания.
Использование в качестве источника пищевых красителей растительного сырья не всегда оправдано, т.к. его можно использовать непосредственно для питания населения. Кроме того, растительные красители часто имеют водорастворимый характер и обычно недостаточную стабильность. Эти причины вынуждают вести поиск источников красителей в микробном мире. Таким образом, поставленная в настоящей работе задача изучения пигмента, синтезируемого бактериями рода Flavobacterium, представляет собой важную народнохозяйственную проблему.
Цель и задачи исследования: Целью данной работы является разработка технологии получения пищевого красителя и определение его основных физико-химических характеристик. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
2 Выбор продуцента красителя и всестороннее изучение его свойств. Подбор условий хранения культуры.
Исследование условий роста культуры и биосинтеза пигмента при воздействии различных внешних факторов среды. Оптимизация питательных сред, сравнение рекомендуемых сред по их влиянию на основной технологический показатель - выход пигмента.
Разработка основ технологии и изучение основных технологических параметров выделения пигмента из культуральной жидкости. Изучение физических и химических характеристик пигмента.
Научная новизна:
Для выбранного штамма Fiavobacterium aquatile подобраны условия для поддержания и длительного хранения культуры - продуцента пигмента.
Предложен специфичный критерий комплексной оценки эффективности процесса культивирования при биосинтезе водонераствори-мых пигментов.
С использованием математических методов планирования эксперимента изучено влияние компонентов среды на рост биомассы и биосинтез пигмента.
Показана стабильность культуры по качественному и количественному составу синтезируемого пигмента при периодическом культивировании.
Установлено, что вид источника азотного питания и соотношение его с источником углеродного питания влияет в большей мере на выход биомассы, чем на синтез пигмента.
, - Изучены витаминные потребности культуры, установлено, что добавление паитотеновой кислоты увеличивает синтез пигмента.
При помощи колоночной и тонкослойной хроматографии выявлена неоднородность состава пигмента. Показано, что "соотношение компонентов пигмента сохраняется неизменным при изменении условий культивирования и при многократном пассировании культуры. Методом прогонного анализа получены предварительные данные о структуре пигмента.
Практическая ценность: Реализация полученных результатов оптимизации условий культивирования н питательной среды позволила увеличить выход пигмента в 2.5-3 раза.
Разработан лабораторный регламент производства микробного пні мента. Предложен способ извлечения пигмента без выделения биомассы из культу-ральной жидкости.
Подготовлен проект ТУ на бнотехнологпческий пигмент. Производство красителя бактериями рода Flavobacterium обладает главным преимуществом по сравнению с растительными источниками сырья, - оно не связано с сезонностью роста, необходимостью длительного хранения сырья, другими проблемами сельского хозяйства.
Оценка пигмента Flavobacterium aqualile показала возможность использования его в качестве красителя в пищевой промышленности, например, для окрашивания кондитерского крема. При концентрации пигмента в креме 300-400 мг/кг изделие приобретает насыщенную естественную розовую окраску. Изучена возможность применения красителя в ликероводочной промышленности, а также для окрашивания парфюмерных изделий.
Сухая биомасса бактерий предложена в качестве компонента комбикормоо для повышения декоративности аквариумных рыб. Возможность ее нспользо-
вания подтверждена заключением по биотестированию, представленным 000 «НПО Биотест».
Совместно с Проблемной научно-исследовательской лабораторией электрофизических методов обработки пищевых продуктов Московского государственного университета прикладной биотехнологии изучена возможность замены бактериальным красителем нитрита натрия, традиционно использующегося для окрашивания колбасных изделий.
Апробация: Отдельные положения работы были представлены на И международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств», Москва 1998г.; третьей международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек», Москва 1999г.; Всероссийской конференции молодых ученых «Химия и биотехнология пищевых веществ. Экологически безопасные технологии на основе возобновляемых природных ресурсов», Москва 2000г.
Публикации: По материалам диссертации опубликовано шесть работ.
Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введе
ння, обзора литературы (I глава), результатов исследования и их обсуждения
(11 - VII главы), основных результатов и выводов и списка цитируемой лите
ратуры. Работа иллюстрирована графиками, рисунками и таблицами. Спи
сок цитируемой литературы включает 103 наименования.