Введение к работе
Актуальность темы. Необходимой чертой современных технологий получения продуктов является стремление уменьшить риски и увеличить эффективность производства путём разработки средств и методов повышения стойкости сырья, комплексности переработки и вовлечения в структуру производства продовольствия нетрадиционных видов сырья, применения нетрадиционных физических и биохимических методов его обработки, использования новых материалов для обеспечения наилучших условий хранения продукции.
Перспективным направлением промышленной переработки молочной
сыворотки является получение сгущенных и сухих концентратов с
регулируемым углеводным и аминокислотным составом. Производство
подобных концентратов позволит решить две проблемы: рациональное
использование вторичных ресурсов молокоперерабатывающей
промышленности на пищевые цели; создание пищевых и биологически активных добавок для различных отраслей пищевой промышленности.
При решении данных проблем актуальным является применение современных баромембранных (ультрафильтрация) и электрофизических методов для получения новых продуктов с заданным составом. Гидролиз основных компонентов молочной сыворотки (лактозы и сывороточных белков), позволит разрабатывать продукты с регулируемыми физиологическими и функциональными свойствами.
Теоретические и практические основы разработки технологии продуктов с модифицированными компонентами молочной сыворотки заложены в трудах Липатова Н.Н., Крашенинина П.Ф., Полянского К.К., Свириденко Ю.Я., Кравченко Э.Ф., Смурыгина В.Ю., Просекова А.Ю., Евдокимова И.А., Хамагаевой И.С, Мельниковой Е.И., Авдаляна Г.В., Zadow J. G., Thompkinson D.K. и других ученых.
Таким образом, исследования по разработке технологии концентратов с регулируемым углеводным и аминокислотным составом, с полным
/-^/ ZL /-^/
использование сухих веществ молочной сыворотки являются актуальными. В проведении ферментативного гидролиза компонентов молочной сыворотки представляет интерес применение предварительной электрохимической активации растворов.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка технологии пищевых концентратов на основе ферментативного гидролиза лактозы и протеолиза сывороточных белков с применением современных мембранных и электрофизических методов обработки технологических фракций молочной сыворотки.
В соответствии с целью исследования решались следующие задачи:
провести анализ научно-технической литературы по теме исследования;
исследовать влияние электрохимической активации на эффективность ферментативного гидролиза лактозы и сывороточных белков;
изучить возможность применения лазерной обработки при проведении ферментативного гидролиза лактозы;
экспериментально обосновать параметры проведения ферментативного гидролиза лактозы;
экспериментально обосновать параметры проведения ферментативного гидролиза сывороточных белков;
разработать биотехнологию и аппаратурно-процессовую технологическую схему производства концентратов с гидролизованными компонентами из молочной сыворотки;
провести оценку экономической эффективности, экологический мониторинг и обосновать безопасность разработанной технологии с использованием элементов системы НАССР.
Научная новизна работы: установлены кинетические закономерности ферментативного гидролиза лактозы и сывороточных белков в продуктах ультрафильтрации молочной сыворотки, подвергнутых электрохимической активации;
~ 5 ~
оптимизированы технологические параметры получения гидролизата лактозы из пермеата молочной сыворотки, приоритет подтвержден патентом РФ;
экспериментально подтверждено положительное влияние лазерной обработки раствора на эффективность процесса ферментативного гидролиза лактозы в пермеате молочной сыворотки («ноу-хау»);
установлены оптимальные параметры ферментативного гидролиза сывороточных белков в ультраконцентрате, подвергнутом электрохимической активации;
результаты исследований послужили основой для разработки ресурсосберегающей технологии новых видов пищевых концентратов с регулируемым углеводным и аминокислотным составом.
Практическая значимость работы. Разработаны технические
документации на продуты из молочной сыворотки с гидролизованными
компонентами - СТО 02067965-002-2010 и СТО 02067965-004-2010.
Произведена опытно-промышленная выработка концентратов на ОАО МК
«Ставропольский». Результаты работы используются в курсовом и
дипломном проектировании студентов специальностей «Технология молока
и молочных продуктов» и «Пищевая биотехнология» СевКавГТУ. Работа
отмечена в номинации «Град Наград».
Инновационные приоритеты работы: изучение и разработка процесса биотрансформации (гидролиза) нанокластеров лактозы (размер 1 нм) в фильтратах депротеинизированной молочной сыворотки;
изучение и разработка процесса биотрансформации (протеолиза) биокластеров сывороточных белков (размер 15-50 нм) в концентратах молочной сыворотки;
формирование логистики ресурсосбережения при обработке технологических фракций кластеров молочной сыворотки для модернизации производства белково-жировых продуктов.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международной научной студенческой конференции «Научный потенциал студенчества - Будущему России» (Ставрополь, 2007); международной научно-практической конференции «Современный взгляд на производство творога,
/"^/ f~\ /"^/
творожных паст и сыров: расширение ассортимента, совершенствование
технологии и оборудования» (Ставрополь, 2008); международной научно-
практической конференции «Биотехнологические процессы и продукты
переработки биоресурсов водных и наземных экосистем» (Астрахань, 2008); на
отчетных научно-технических конференциях Северо-Кавказского
государственного технического университета (г. Ставрополь, 2006 - 2009 гг.).
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в реферируемых ВАК изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 126 наименований, и приложений. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 27 рисунков и 7 приложений.
