Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время задача обеспечения населения полноценными пищевыми веществами, такими как белки, жиры и углеводы сохраняет свою актуальность
Определенный вклад в решение этой задачи вносят исследования, направленные на повышение эффективности современных пищевых производств, в основе которых лежит рациональное использование пищевого сырья, а также вовлечение в производство нетрадиционных ресурсов
Большой интерес в качестве сырьевого ресурса для выработки пищевых продуктов представляют соевые бобы и продукты их переработки, в частности соевая мука, а также такой нетрадиционный вид сырья, как культура гороха, широко распространенная в нашей стране и практически не используемая для получения пищевого белка (Рогов И А , Кроха Н Г, Браудо Е Е , Жаринов А И , Токаев Э С , Траубенберг СЕ)
Следует отметить, что традиционная технология переработки бобов сои, включающая получение компонентов белковой и жировой природы, имеет ряд недостатков, связанных с использованием высоких температур, органических растворителей и других химических реагентов, что негативно отражается на качестве конечных продуктов
Учитывая это, особую актуальность приобретает совершенствование существующих технологий за счет использования в качестве гидролизующих агентов микробных ферментных препаратов, которые, благодаря своей специфичности и эффективности действия, позволяют проводить направленную модификацию сырья, повысить выход целевых продуктов, а также улучшить экологическое состояние производства
Исследования в области биотехнологической переработки растительного сырья, в частности бобовых культур, позволят рекомендовать промышленности наиболее эффективные ферментные препараты и режимы их использования при получении наиболее ценных компонентов пищи белка, масла, пектина
Цели и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы является разработка технологии переработки бобовых культур, предусматривающей получение белка, масла, а также пектина, на основе использования микробных ферментных препаратов протеолитического и карбогидразного действия
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи-
- изучить каталитическую активность группы ферментных препаратов
микробного, растительного и животного происхождения и выбрать наиболее
эффективные для гидролиза растительного сырья,
определить оптимальные условия и каталитические параметры действия выбранных биокатализаторов,
подобрать технологические режимы ферментативной обработки сырья для получения белка бобовых культур,
- исследовать влияние ряда индивидуальных ферментов на процесс
совместного выделения белка и масла из бобов сои, создать на их основе
композицию для интенсификации процесса и оптимизировать дозы
биокатализаторов, входящих в состав композиции,
выбрать наиболее эффективный метод для разделения белково-жировой эмульсии, полученной в результате ферментативной обработки сырья сои и подобрать рациональные режимы обработки,
исследовать возможность ферментативного получения соевого пектина из отходов производства - соевой окары - и изучить его качественные характеристики,
изучить основные характеристики белковых препаратов, полученных из бобов сои и гороха, по фракционному составу и функционально-технологическим свойствам;
разработать принципиальную технологическую схему производства белка, масла и пектина из бобовых культур с использованием биокатализа и испытать ее в опытно-промышленных условиях,
разработать экспериментальный регламент на производство соевого белкового изолята с использованием ферментных препаратов,
- исследовать возможность использования белковых препаратов,
полученных ферментативным способом, в технологии мясопродуктов
Научная новизна работы состоит в том, что
установлена высокая субстратная специфичность протеаз микроорганизма Bacillus subtihs в отношении белков сои и гороха,
показана роль протеаз и карбогидраз микроорганизмов в процессе обработки муки бобовых культур и создана композиция на их основе, позволяющая получить максимальный выход белка и масла;
изучены продукты гидролиза белков сои и гороха ферментными препаратами протеолитического и карбогидразного действия методом электрофореза, идентифицированы основные белковые фракции и определена их молекулярная масса,
установлены функционально-технологические свойства белков сои и гороха, полученных с использованием микробных ферментных препаратов,
впервые методом ферментативного катализа из соевой окары выделен пектин и установлены его основные качественные характеристики
Практическая ценность работы:
- установлена возможность замены химических реагентов на стадии
экстракции белка и масла бобовых культур на ферментные препараты
микробного происхождения,
- экспериментально обоснованы и предложены рациональные для
выделения белка и масла бобовых культур режимы ферментативной обработки
сырья,
экспериментально установлена эффективность использования совокупности физических и химических методов для разделения белково-жировой эмульсии, полученной в результате ферментативной обработки соевого сырья, и установлены рациональные режимы разделения фаз,
- разработан экспериментальный регламент на производство соевого
белкового изолята с использованием на стадии экстракции ферментных
препаратов микробного происхождения,
- метод апробирован с положительным эффектом в опытно-промышленных условиях ООО "Гелла-ТЭКО"
Апробация работы. Результаты работы были представлены на 4-ой и 5-ой Международной научной конференции студентов и молодых ученых "Живые системы и биологическая безопасность населения" (Москва, 2005, 2006), работы отмечены дипломами; Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2006); IV Московском Международном конгрессе "Биотехнология состояние и перспективы развития" (Москва, 2007), работа отмечена дипломами и медалями II и Ш степени
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 11 печатных работ
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы; экспериментальной части, включающей методы и объекты исследования, результаты и их обсуждение, выводов, списка используемой литературы и патентов, а также приложений.
Работа изложена на 201 страницах машинописного текста, содержит обзор литературы и патентов, включающий 11 таблиц и 1 рисунок, экспериментальный материал представлен в 14 таблицах, 35 рисунках Библиография включает 216 наименований работ отечественных и зарубежных авторов Диссертация включает 5 приложений
