Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей задачей пищевой промышленности является обеспечение населения продуктами питания, отвечающих требованиям, предъявляемым к полноценной и здоровой пище. В связи с ухудшением экологии растет загрязнение окружающей среды, а, следовательно, и пищи рядом токсических веществ различной природы. Разработка способов получения пищевых продуктов, а также биологически активных ингредиентов, способных связывать и выводить из организма токсичные соединения определяет необходимость исследований, направленных на повышение работоспособности и увеличения продолжительности жизни населения.
Известна способность пектинов связывать и выводить из организма стабильные и радиоактивные металлы. Наибольшей комплексооб-разущей способностью обладают низкоэтерифицированные пектины, к которым относится и свекловичный пектин.
В тоже время пектин, получаемый из свекловичного жома по современной промышленной технологии хотя и удовлетворяет по качеству требованиям пищевой промышленности, но в продуктах для детского диетического питания он не может быть использован из-за низкой чистоты. Научных разработок в области получения высокоочищенного пектина нет и в настоящее время это является главной причиной отсутствия высокоочищенного пектина для лечебно-профилактического питания.
Научный потенциал в области биохимии и химии пектина и производственный опыт его получения позволяют более глубоко рассмотреть биохимические и физико-химические свойства пектиновых веществ, для того чтобы наметить пути дальнейшего совершенствования технологии высокой чистоты пектина и пектинопродуктов.
В связи с этим биохимическое обоснование и разработка способов глубокой очистки пектиновых веществ и пектинопродуктов из
свекловичного жома является актуальной задачей для пектинового производства пищевой и фармацевтической отраслей промышленности.
Цель и задачи исследования. Цель работы состоит в аналитическом и экспериментальном исследовании биохимических» физико-химических и технологических характеристик свекловичного жома, качества получаемого из него пектинового экстракта в зависимости от степени обработки ионообменными смолами и обосновании и разработк< на основе полученных результатов технологии высокоочищевисто пектина и пектинопродуктов для диетических и медицинских целей.
В соответствии с целью определены следующие задачи: -изучить биохимические и физико-химические свойства пектинового экстракта и свекловичного «ома;
-изучить влияние условий выделения пектина из экстракта на его выход и чистоту ; рН среды, количества и химической природы веществ на конформационные изменения пектина';: -исследовать влияние балластных по отношению к пектину веществ на показатели качества пектина;
-определить компонентный состав и влияние балластных веществ пектинового экстракта на показатели качества пектина; -исследовать влияние этих изменении на комплексообразурщую спо -
собность пектина ; -исследовать кинетику процессов очистки пектинового экстракта и пектина;
-математически моделировать процессы очистки пектинового экстракта и пектина;
-обосновать и разработать технологию получения пектина высокой чистоты из свекловичного жома для использования его в лечебно-профилактических целях.
Научная новизна работы. Теоретически описано и эксперимен-
'ально обосновано влияние балластных веществ на комплексообразую-їую способность свекловичного пектина.
Комплексно изучено влияние технологических особенностей свекловичного жома, параметров очистки пектинового экстракта и ієктина на выход целевого продукта и показатели его качества, что позволило определить оптимальные параметры получения пектина высокой чистоты.
Установлена зависимость комплексе-образующей способности пектина от рН экстракта при осаждении пектина, что позволяет получать пектин с заданными свойствами.
Обосновала целесообразность обработки пектинового экстракта ионообменными смолами с целью использования его как самостоятельного продукта питания, а также для получения пектина высокой чистоты.
Установлена зависимость комплексообразующей способности пектина от содержания в нем спиргорастворимых балластных веществ.
Разработана математическая модель процесса очистки пектина из свекловичного жома, позволяющая повысить качество и выход пектина.
Установлена зависимость комплексообразующей способности пектина от удельного содержания карбонилов карбоксильных групп в молекуле пектина и определено время ее относительной стабильности в растворах при термической обработке.
Установлено влияние степени нейтрализации пектинового экстракта на выход и качество пектина.
Защищаются следующие основные положения: 1 Биохимические и химические особенности пектиносодержащего сырья, условия выделения пектиновых веществ из экстракта существенно влияют на количество и состав балластных веществ в пектине, определяя его качество.
-
Ионообменная обработка пектинового экстракта и спиртовая очистка пектина являются перспективным направлением технологии пектиновых веществ, обеспечивающим получение высокоочищенного пектина для медицинских целей.
-
Компдексообразующая способность пектина зависит,главньм образом, от его чистоты, что позволяет, варьируя полнотой отделения балластных веществ, управлять процессами выделения пектина и получать пектин с заданными свойствами.
Практическая ценность работа. Решения, выводы и предложения диссертационной работы нашли практическое применение и уже используются для:
выбора оптимальных технологических параметров выделения пектина из пектинового экстракта;
разработки технологической схемы получения высокоочмценных пектинопродуктов;
получения пектиносодержащих продуктов с заданными свойствами;
расширения области применения пектина в качестве диетических продуктов лечебного и детского питания, наполнителей для лекарственных препаратов и других медицинских цельй.
Достоверность работы. Достоверность полученных результатов, научных _псложений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением ^современных методов теоретических и экспериментальных исследований, математических методов планирования и обработки экспериментальных данных, современных измерительных приборов и подтверждается совпадением результатов лабораторных и промышленных испытаний; базируется на критериях практической ценности и применимости целевого продукта.
Реализация результатов исследования. Разработанная технология эчистки пектинового экстракта и пектина из свекловичного жома использована для разработки технологического регламента и проектно- сметной документации на строительство пектинового завода мощностью 300 тонн в год в г.Майкопе. Выработаные на основе очищенного свекловичного пектина таблетированные формы прошли биологическую опробацию в лечебных учреждениях Украины. Разработаны технические условия и технологическая инструкция по производству профилактического свекловичного пектина.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции "Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельскохозяйственной продукции для создания продуктов для человека (Углич, 1995г.); на Всероссийской конференции "Современные достижения биотехнологии" (Ставрополь, 1996г.); на'ежегодной научно-практической конференции Кубанского государственного аграрного университета (Краснодар, 1994-1997 гг.).
Тематика исследований входила в планы важнейших научно-ис следовательских работ КубГАУ, являющихся составной частью программы 38 N1930010682 "Разработать комплексную технологию переработки вторичного растительного сырья с получением биологически ценных пектинопродуктов (сроки исполнения 1993-1995 гг), ГНТПР "Высокоэффективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК", проект "Пектин" (1990-1995 гг).
Диссертационная работа выполнялась в научном центре "Биотех-переработка" КубГАУ и межвузовской химической лаборатории КубТУ.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, подана 1 заявка на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций, списка библиографических ссы-
