Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Несмотря на постоянно ведущиеся работы, направленные на повышение производства растительного белка, проблема дефицита полноценного кормового белка продолжает оставаться достаточно острой как в России, так и в других странах. Существует потребность в расширении кормовой базы животноводства, а также в повышении биологической ценности кормов при одновременном снижении их себестоимости. Это делает актуальным изучение возможности повышения эффективности использования в кормовых целях высокобелковых шротов, получаемых при переработке масличных семян.
К сожалению, многие вопросы получения пищевых и кормовых продуктов из белка масличных семян всё ещё полностью не решены. Одной из причин этого является присутствие в растительном белке нежелательных веществ, затрудняющих его использование. К числу таких веществ относятся лектины.
Лектины – это гетерогенная группа белков неимунной природы, обладающих свойством обратимо и избирательно связывать сахара и их остатки, не вызывая их химического превращения.
Лектины имеют свойство вызывать дисфункцию пищеварительного тракта человека и животных. Существуют также лектины, в состав которых входит токсичный компонент, что приводит к токсическому поражению организма человека или животного, в который они попадают. Примером таких лектинов служит лектин клещевины рицин, который состоит из двух субъединиц, одна из которых проявляет лектиновую активность, а другая является токсичной.
Разработка способов инактивации лектинов в белковых продуктах (шротах) из семян сои и клещевины современной селекции на основе исследования технологических, химических и биологических свойств лектинов является актуальной для масложировой и комбикормовой промышленности и будет способствовать повышению биологической ценности получаемых продуктов и экономической эффективности комплексного использования растительного масличного сырья.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007 – 2012 г.г.».
1.2 Цель работы. Целью работы является разработка рекомендаций по повышению кормовой ценности шротов на основе изучения свойств лектинов семян современных сортов сои и клещевины.
1.3 Основные задачи исследования:
– анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;
– обоснование целесообразности изучения свойств лектинов семян сои и клещевины современных сортов;
– обоснование выбора объектов исследования и их характеристика;
– изучение активности лектинов и определение их массовой доли в объектах исследования;
– исследование изменения активности лектинов под влиянием термической обработки;
– исследование изменения активности лектинов при прорастании семян;
– исследование изменения активности лектинов под влиянием обработки химическими реагентами;
– разработка технологических рекомендаций по снижению активности лектинов в клещевинном и соевом шроте кормового назначения;
– оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических рекомендаций.
1.4 Научная новизна. Впервые изучено содержание и активность лектинов в семенах сои и клещевины современных сортов.
Впервые проведён сравнительный анализ изменения активности лектинов в соевом и клещевинном шроте из семян современных сортов под воздействием различных режимов термической обработки.
Впервые изучено изменение активности лектинов в семенах сои и клещевины в процессе прорастания семян современных сортов.
Впервые исследовано изменение активности лектинов из семян сои и клещевины современных сортов под влиянием ряда химических реагентов. Установлено, что пропионовая, щавелевая, янтарная и аскорбиновая кислоты вызывают снижение активности лектинов сои, но при этом не снижают активность лектинов клещевины. Также установлено, что метасиликат натрия и кремниевая кислота вызывают снижение активности лектинов клещевины и сои современных сортов.
Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность инактивации лектинов в соевом шроте кормового назначения с использованием кремниевой кислоты.
Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения высокобелкового кормового продукта из шрота клещевины посредством сочетания влаготепловой и химической обработки шрота с использованием кремниевой кислоты.
Новизна разработанного способа получения кормового продукта из шрота подтверждена решением о выдаче патента РФ на изобретение.
1.5 Практическая значимость. Разработан способ получения высокобелкового кормового продукта из шрота клещевины посредством сочетания влаготепловой и химической обработки шрота с использованием кремниевой кислоты.
Разработаны рекомендации по снижению активности лектинов в соевом шроте с использованием кремниевой кислоты.
Разработаны технические условия на шрот клещевины, получаемый по разработанному способу, и на кормовую смесь для откорма крупного рогатого скота с использованием в качестве одного из компонентов шрота клещевины, полученного по разработанному способу.
1.6 Реализация результатов исследования. Рекомендации по снижению активности лектинов в семенах сои и клещевины проверены в учебно-научной лаборатории кафедры биохимии и технической микробиологии КубГТУ. Разработанный способ получения кормового продукта из шрота клещевины и использование данного продукта в качестве компонента кормовой смеси для откорма крупного рогатого скота апробированы на предприятии ООО НПФ «НОВТЭКС» (п. Псекупский). Разработанные рекомендации переданы филиалу «Лабинский МЭЗ» ООО «МЭЗ ЮГ РУСИ».
1.7 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: I всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека», г. Кемерово, май, 2008 г.; V международной научно-практической конференции «Пища, экология, качество», г. Новосибирск, 30 июня – 2 июля, 2008 г.; IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, Новосибирск, 11 – 15 мая, 2008 г.
1.8 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 статьи в журнале, рекомендованном ВАК, 3 материала конференций и получено 1 решение о выдаче патента РФ на изобретение.
1.9 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов и рекомендаций, списка литературных источников и приложений. Основная часть работы выполнена на 130 страницах компьютерного текста, включает 28 таблиц и 17 рисунков. Список литературных источников включает 184 наименования на русском и иностранном языках.
