Контент-платформа Pandia:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Совершенствование технологии получения белковых изолятов из подсолнечного жмыха и их использование для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3
 просмотров

На правах рукописи

ВОРОНОВА Наталья Сергеевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ ИЗОЛЯТОВ ИЗ ПОДСОЛНЕЧНОГО ЖМЫХА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Краснодар - 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

кандидат технических наук

Ведущая организация:

ГНУ Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии

Защита состоится 10 ноября 2011 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: г. Краснодар, , корп. А, комн. Г-251.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета

Автореферат разослан 10 октября 2011 г

img425Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность проблемы. Пищевой статус Россиян характеризуется дефицитом белка. Учитывая популярность мучных кондитерских изделий у населения и их неполноценность по содержанию белка, следует, что повышение пищевой и биологической ценности этой группы продуктов имеет существенное значение для потребителей и является актуальной задачей. Перспективным источником пищевого белка являются вторичные ресурсы масложировой промышленности, получаемые при переработке семян подсолнечника, в том числе подсолнечные жмыхи. Наиболее ценными свойствами подсолнечного жмыха являются высокое содержание белка, отсутствие токсичных и антипитательных веществ, низкая себестоимость.

К сожалению особенности технологического процесса на маслодобывающих прессовых предприятиях – очистка семян от примесей, обрушивание и отделение плодовой оболочки, а также измельчение, нагрев измельченного материала, отжим масла, и как следствие, глубокая денатурация белков семян исключает возможность получения из них пищевых белковых продуктов без дополнительной обработки, повышающей биологическую ценность и технологические характеристики белков.

На основании вышеизложенного, исследования белкового комплекса подсолнечного жмыха, разработка способов регулирования его функционально-технологических свойств и повышения биологической ценности с целью использования при производстве мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности является актуальным.

1.2 Цель работы и задачи исследований. Целью работы является совершенствование технологии получения белковых изолятов из подсолнечного жмыха и их использование для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение, систематизация и анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

- исследование физиолого-биохимических показателей и аминокислотного состава белков современных гибридов семян подсолнечника с различным жирнокислотным составом и подсолнечного жмыха в качестве источника белковых веществ;

- исследование химического состава и функциональных свойств белковых изолятов, полученных из семян подсолнечника и подсолнечного жмыха;

- выбор ферментных препаратов на основании исследования протеолитической активности растительных протеаз (РП) пророщенных семян гибридного (высокоолеинового и высоколинолевого) подсолнечника и подсырной молочной сыворотки (ПМС) с целью использования их в качестве модифицирующих агентов для регулирования функционально - технологических свойств белковых изолятов;

- оптимизация условий гидролиза и разработка технологической схемы получения белкового изолята подсолнечного жмыха последовательной ферментативной модификацией с использованием сывороточных и растительных протеаз (СиРП), обеспечивающих повышение биологической ценности и улучшение функционально-технологических свойств изолята;

- анализ изменений электрофоретических фракций состава белков при получении модифицированного белкового изолята из подсолнечного жмыха (МБИ), как показателя степени гидролиза белковой молекулы;

- исследование влияния модификаций на изменение аминокислотного состава полученного пищевого белка, его биологическую ценность и функционально-технологические свойства;

- исследование влияния модифицированного СиРП белкового изолята на физико-химические показатели, пищевую и биологическую ценность мучных кондитерских изделий;

- разработка рецептур и технологии приготовления мучных кондитерских изделий с МБИ повышенной пищевой и биологической ценности;

- разработка и утверждение технической документации на МБИ и новые мучные кондитерские изделия повышенной пищевой и биологической ценности с его использованием;

- оценка экономической эффективности производства и реализации мучных кондитерских изделий с добавлением МБИ, полученного с использованием СиРП.

1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально доказана возможность применения растительных протеаз пророщенных подсолнечных семян и ферментов подсырной молочной сыворотки для получения из подсолнечного жмыха модифицированных белковых изолятов с повышенной биологической ценностью и улучшенными функционально-технологическими свойствами.

Экспериментально определены и оптимизированы условия проведения ограниченного протеолиза белков МБИ сывороточными и растительными протеазами. Дана качественная характеристика получаемых модифицированных белковых изолятов, позволяющая оценить их биологическую ценность по сравнению с исходным белковым изолятом подсолнечного жмыха.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена достоверность выдвинутой гипотезы о том, что ферментативная модификация сопровождается определенной деструкцией белковых глобул: происходит их «разрыхление» и деполимеризация протеазами, что подтверждается появлением ряда новых низкомолекулярных белковых компонентов.

Научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность и эффективность применения МБИ, полученных по усовершенствованной технологии, в качестве добавки при создании мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности. Установлено положительное влияние полученного МБИ на реологические показатели затяжного теста и пищевую ценность мучных кондитерских изделий.

Подана заявка и получен приоритет № от 01.01.2001 в Роспатент на предполагаемое изобретение «Модифицированный белковый изолят подсолнечного жмыха».

1.4 Практическая значимость. Разработан способ направленной последовательной ферментативной модификации белковых изолятов подсолнечного жмыха. Даны характеристики функционально - технологических свойств полученного МБИ, их его относительная биологическая и пищевая ценность.

На основе анализа и обобщения результатов, теоретических и экспериментальных исследований, показана целесообразность применения модифицированных СиРП изолятов подсолнечного жмыха повышенной биологической ценности и улучшенными функционально-технологическими свойствами при производстве мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

1.5 Реализация результатов исследования. Разработана и утверждена техническая документация на МБИ: технические условия (ТУ ) и техническая инструкция (ТИ ТУ ).

Способ модификации белковых изолятов подсолнечного жмыха с целью повышения биологической ценности и улучшения технологических свойств, апробирован в условиях Учебно-научно-производственного комплекса Института пищевой и перерабатывающей промышленности Кубанского государственного технологического университета.

Разработана и утверждена техническая документация на новый вид мучного кондитерского изделия - затяжное печенье «Лучик» (ТУ , ТИ, РЦ ).

Выпуск пробной партии и лабораторные испытания нового вида затяжного печенья «Лучик» проведены в Проблемной научно-исследовательской лаборатории кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства Института пищевой и перерабатывающей промышленности Кубанского государственного технологического университета. Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство разработанного нового вида мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности составляет 1,8 млн. руб. при реализации 1000 тонн в год.

Теоретические положения диссертационной работы использованы в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплинам: «Биохимия», «Биохимия и товароведение масличного сырья», «Пищевая химия», «Пищевые и биологически активные добавки», «Технология производства мучных кондитерских изделий».

1.6 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены, обсуждены и одобрены на: Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2009г.), Международной научно-практической конференции «Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность» (г. Краснодар, 2009г.), II Международной научно-практической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (г. Ульяновск, 2010г.), научно-методичеcких cеминарах кафедры биохимии и технической микробиологии КубГТУ ( гг).

1.7 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, подана заявка и получен приоритет на патент РФ на изобретение.

1.8 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 116 страницах компьютерного текста, содержит 21 таблицу и 14 рисунков. Список литературы включает 185 источника, в том числе 32 – иностранных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. Объектами исследования служили семена гибридного подсолнечника с различным жирнокислотным составом запасных триацилглицеролов (ТАГ). Гибрид НК Ферти – с высоким содержанием в ТАГ олеиновой кислоты (78%) и гибрид НК Брио – с высоким содержанием линолевой кислоты (46%); производственный подсолнечный жмых, полученный на маслопрессовом предприятии путь» (ст. Платнировская Краснодарского края); белковый изолят (ТУ ), полученный из подсолнечного жмыха. Опытные партии семян были получены путем выращивания растений в одинаковых почвенно - климатических условиях на опытных полях ВНИИМК (г. Краснодара, гг.). При проведении исследований использовали подсырную молочную сыворотку, полученную на сыродельном комбинате «Ленинградский» (ст. Ленинградская, Краснодарский край).

2.2 Методы исследований. При проведении экспериментальных исследований использовали стандартные методики, рекомендуемые ВНИИЖ и ГОСТы на семена и жмыхи, а также современные инструментальные методы биохимического, физико-химического и микробиологического анализа.

Общий азот и азот белковых фракций определяли по микрометоду Къельдаля. Аминокислотный состав белков исследовали на автоматическом ионном анализаторе Милихром А-02; электрофоретический состав белков– методом высокоэффективного капиллярного электрофореза на анализаторе «Капель – 103 Р». Активность протеаз оценивали по Ансону в модификации Плешкова биологическую ценность (ОБЦ) белков определяли с применением тест - организма Tetrachymena pyryphormis по методу Игнатьева -технологические свойства белковых продуктов: жироудерживающую (ЖУС), водоудерживающую (ВУС), жироэмульгирующую (ЖЭС) и пенообразующую (ПОС) способности, стойкость пены (СП) определяли по стандартным методикам, рекомендованным в пищевой промышленности. Определение массовой доли целлюлозы и зольного остатка вели методами, регламентируемыми ГОСТ 13496.2 и ГОСТ 26226, соответственно. Общую протеолитическую активность ферментных препаратов определяли по ГОСТ 20264.2-88.

Выделение липидов из исследуемых объектов проводили исчерпывающей экстракцией диэтиловым эфиром по Сокслету, содержание связанных липидов - по методу Фолча. Жирнокислотный состав запасных липидов определяли на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором и интегратором «Кристалл 2000 М».

Рисунок 1 – Структурная схема исследований

Оценку результатов экспериментальных исследований проводили с использованием современных методов расчета статистической достоверности результатов измерений с помощью программ Microsoft Office Excel 2007 и 8.0 for Windows. Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.

3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Исследование физиолого-биохимических показателей современных гибридов семян подсолнечника с различным жирнокислотным составом и подсолнечного жмыха в качестве источника белковых веществ. К настоящему времени накоплен значительный практический опыт по получению белковых веществ из семян подсолнечника. На начальном этапе работы ставилась задача - получение белковых изолятов из семян гибридного подсолнечника с различным жирнокислотным составом, исследование влияния состава жирных кислот липидов семян на количество белка и его свойства в получаемых изолятах. В дальнейшем, исследовали белковые изоляты, получаенные из гибридных семян и производственного подсолнечного жмыха. В таблице 1 представлен химический состав исследуемых семян подсолнечника и подсолнечного жмыха.

Таблица 1 – Химический состав и относительная биологическая ценность исследуемых семян гибридного подсолнечника и подсолнечного жмыха, % СВ

Показатели

Объекты исследования

НК Брио

НК Ферти

Жмых подсолнечный

Влага

Целлюлоза

Белок (N×6,25)

Жир

Зола

Относительная биологическая ценность

9,7

2,7

24,6

59,7

3,5

113,6

10,4

3,2

33,1

57,2

3,7

115,2

7,7

19,3

35,9

17,7

6,4

104,7

В результате проведенных исследований жирнокислотного состава изучаемых семян подсолнечника было установлено, что семена гибрида НК Ферти содержат в составе запасных липидов - 78,5% олеиновой кислоты, а семена гибрида НК Брио - 46,5% линолевой кислоты, при этом содержание белка в семенах олеинового типа (НК Ферти) на 34,6 % выше, чем в семенах линолевого подсолнечника (НК Брио).

Исследуемый производственный подсолнечный жмых имел однородную структуру без посторонних примесей, запаха, плесеней и горечи. Содержание белка в подсолнечном жмыхе составляло 35,9%.

Сопоставляя полученные нами данные по исследуемым объектам, как источникам белковых изолятов, перед нами стояла задача сравнить белки, получаемые из семян подсолнечника и подсолнечного жмыха, определить их качество, функциональные свойства, целесообразность получения модифицированных белковых продуктов и возможные области использования.

3.2 Исследование химического состава и функциональных свойств белковых изолятов, полученных из семян подсолнечника и подсолнечного жмыха. Основные характеристики полученных белковых изолятов гибридных семян и жмыха представлены в таблице 2. Полученные путем осаждения 0,1М раствором НCl исследуемые белковые изоляты имели порошкообразную рассыпчатую консистенцию, белый со слегка сероватым оттенком цвет, чистый обезличенный запах, кисловатый вкус.

Таблица 2 – Химический состав и относительная биологическая ценность полученных белковых изолятов гибридных семян подсолнечника и подсолнечного жмыха, % СВ

Показатели

Белковые изоляты:

НК Брио

НК Ферти

Подсолнечный жмых

Влага

Белок (N×6,25)

Жир

Целлюлоза

Зола

Относительная биологическая ценность

7,0

69,9

1,7

0,1

0,5

180

7,1

81,1

1,5

0,2

0,7

198

7,8

85,7

1,4

0,4

1,3

117

Возможно более полному выделению белков при получении изолята из семян линолевого типа препятствует образование липид-белковых комплексов между белковыми молекулами и липидными компонентами. Косвенно на это указывает высокое содержание связанных липидов в семенах гибрида НК Брио - 69%, против 46% у семян гибрида НК Ферти. В таких условиях снижаются гидрофильные свойства белков, поэтому изолят линолевых семян имеет более высокие значения ЖУС и ЖЭС (таблица 3).

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3



Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Жмых

Кондитерская отрасль


Смотрите полные списки: Профессии

Профессии: Техника и производство



Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства