Обоснование технологий пищевых добавок из кукумарии (Cucumaria japonica) на основе комплексного использования сырья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Тимчишина, Галина Николаевна

• Тимчишина, Галина Николаевна
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тимчишина, Галина Николаевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Техно-химическая характеристика кукумарии

3.2. Разработка методбв определения количества тритерпеновых гликозидов

3.3. Разработка технологии производства пищевых добавок из кукумарии

3.3.1. Технология термической обработки

3.3.2. Технология производства гидролизатов и сублимированной продукции

3.3.3. Применение гидролизатов из кукумарии в качестве лечебно-профилактической добавки к молочным и молочнокислым продуктам

3.3.4. Технология производства экстракта 111 ВЫВОДЫ 123 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126 ПРИЛОЖЕНИЯ

\

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование технологий пищевых добавок из кукумарии (Cucumaria japonica) на основе комплексного использования сырья»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Съедобные голотурии Дальневосточного региона в большинстве своем представлены классом Holothurioidea. Промысловыми из них в настоящее время являются трепанг (Stichopus japónicas) и кукумария (Cucumaria japónica).

Исследования особенностей химического состава, структуры тканей этих голотурий, биологически активных веществ, проведенные И.П. Леванидовым, Т.Н. Слуцкой, Еляковым Г.Б., В.А. Стоником и другими, позволили сделать заключение о сходстве этих объектов промысла и возможности использования кукумарии наряду с трепангом при производстве пищевых продуктов.

Однако, в силу того, что запасы трепанга из-за нарушения условий целесообразного изъятия подорваны, и в настоящее время промысел его не ведется, большое значение приобретает кукумария, возможный вылов которой по прогнозам ТИНРО-центра составляет 18-20 тыс. тонн ежегодно.

На момент проведения настоящего исследования известны работы И.П. Леванидова, Т.Н. Слуцкой, З.П. Швидкой, Л.В. Шульгиной, которые позволили обосновать и разработать технологии производства из кукумарии пищевой продукции: консервов, кулинарии, пресно-, соленосушеной и др.

Общей операцией этих процессов является первичная (30-минутная) варка, которая позволяет уплотнить мышечную ткань кукумарии, и вторая варка (2,5-3 часовая), способствующая' размягчению тканей и приводящая к кулинарной готовности.

Отличительной особенностью и недостатком такой предварительной обработки является существенная потеря белков, минеральных веществ, гексозаминов и тритерпеновых гликозидов.

Стоит отметить, что технологии обработки не предусматривают использование внутренностей дальневосточной кукумарии, хотя известны работы по получению биологически активных веществ из внутренних органов, в частности - трубочек Кювьера голотурии Actinopyga agassizi (Nigrelli, 1960), отдельных кукумариозидов из внутренних органов Cucumaria japónica (Калинин, Левин, Стоник, 1994), сапонинов и каротиноидов из Cucumaria frondosa Баренцева моря (Толкачева и др., 1997).

Поэтому разработка технологий, позволяющих сохранить питательные и биологически активные вещества как мышечной ткани, так и внутренностей кукумарии, представляется актуальной.

Известные способы, позволяющие подойти к решению этой проблемы, основаны на гидролизе исходного материала, осуществляемого в жестких (применение кислот, щелочей при температуре 100 °С и выше) или в мягких условиях; последние осуществляются при температурах 35 - 45 °С, предполагают использование протеолитических и других ферментов и не приводят к заметным изменениям исходных свойств компонентов сырья, что в большей степени справедливо в отношении биологически активных веществ (Филатов, Чапыгина, Денп, 1968; Черногорцев, 1973)

Исходя из этого, можно полагать, что разработка способов ферментативного или другого воздействия на ткани кукумарии при условии сохранения питательных и биологически активных веществ позволит создать основу для рационального использования этого сырья.

Цель исследований. Целью настоящей работы явилось обоснование технологий производства пищевых добавок из кукумарии на основе комплексного использования сырья.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать техно-химические показатели мышечной ткани и внутренностей кукумарии.

2. Разработать методы количественного определения суммы тритерпеновых гликозидов в сырье, по стадиям технологической обработки и в готовой продукции.

3. Обосновать технологии термической и ферментативной обработки тканей кукумарии, предусматривающие сохранность питательных и биологически активных веществ: азотсодержащих соединений, микро- и макроэлементов, аминосахаров, гликозидов.

4. Обосновать возможность использования пищевых добавок из тканей кукумарии в производстве молочных и кисломолочных продуктов.

5. Обосновать технологию экстракции внутренностей кукумарии, позволяющую максимально использовать сырье и решить вопрос комплексной переработки данного объекта.

6. Провести медико-биологические и клинические испытания пищевых добавок из мышечной ткани и внутренностей кукумарии, а также определить степень их безопасности.

7. Установить условия и сроки хранения пищевых добавок.

Научная новизна. Научно обоснованы технологии производства пищевых добавок из мышечной ткани, внутренностей и неразделанной кукумарии, обеспечи-

вающие сохранение биологически активных и питательных компонентов с учетом комплексного использования сырья.

Выявлены особенности химического состава мышечной ткани и внутренностей, заключающиеся в более высоком содержании тритерпеновых гликозидов и гексозаминов во внутренностях, чем в мышечной ткани; показано, что в репродуктивных органах содержание гликозидов выше, чем в сумме внутренностей.

Впервые разработаны методы количественного определения суммы тритерпеновых гликозидов в сырье и готовой продукции, которые основаны:

- на изменении оптической плотности экстрактов из экспериментального материала после гемолиза;

- на высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с предварительным концентрированием и частичной очисткой от балластных веществ.

Показано влияние тепловой обработки на степень гидролиза белков (в том числе - коллагена), а также на содержание аминосахаров и гликозидов в готовой продукции.

Научно обоснованы параметры ферментативного гидролиза мышечной ткани, внутренностей и целой кукумарии.

Установлены рациональные условия максимального извлечения биологически активных тритерпеновых гликозидов из внутренностей кукумарии при спиртовой экстракции. Показана возможность использования спиртового экстракта из внутренностей и из гонад для консервирования гидролизатов из мышечной ткани кукумарии и повышения их биологической активности.

Выявлена возможность применения пищевых добавок из кукумарии, полученных по разработанной нами технологии, в лечебно-профилактических целях как регуляторов процессов воспроизводства, корректоров иммунной системы при па-

тологических нарушениях обмена, а также стимуляторов, повышающих работоспособность организма.

Показана совместимость в рекомендованных количествах гидролизатов из мышечной ткани и внутренностей кукумарии с молочными и кисломолочными продуктами и установлено эффективное повышение биологической активности этих продуктов.

Практическая значимость работы. Разработаны технологии получения гидролизатов из кукумарии, сублимированной продукции из кукумарии, спиртового экстракта из внутренностей кукумарии, обеспечивающие комплексное использование сырья и высокие лечебно-профилактические показатели продукции.

Разработаны рекомендации по применению гидролизатов из кукумарии как пищевой добавки в молочные и кисломолочные продукты.

Разработана и утверждена нормативная документация на технологию производства гидролизата и сублимированной продукции из кукумарии:

ТУ 9265-074-00472012-96 "Гидролизат из кукумарии";

ТИ №36-72-96 по изготовлению гидролизата из кукумарии;

Изменение № 1 к ТИ по изготовлению гидролизата из кукумарии № 36-72-96;

ТУ 9265-075-00472012-.96 "Продукция сублимированная из кукумарии";

ТИ №35-73-96 по изготовлению продукции сублимированной из кукумарии;

ТУ 9222-115-00472012-97 "Кефир "Бифилакт-К";

ТИ № 36-103-97 по изготовлению кефира "Бифилакт-К".

Разработаны проекты нормативной документации на сырье и спиртовый экстракт из внутренностей кукумарии:

"Внутренности кукумарии мороженые-полуфабрикат": ТУ, ТИ;

"Экстракт кукумарии ТИНГОЛ-2": ТУ, ТИ.

Реализация результатов исследований. Выпущены опытно-производственные партии гидролизата из кукумарии и спиртового экстракта из кукумарии на технологической базе ТОО "КОГР"(г. Владивосток) и на экстракционном предприятии ООО "Адонис-Прим" (п.Хрустальный, Приморский край, Кавалеровский район,).

Продукция получила одобрение на дегустационных совещаниях ТИНРО 19951998 гг.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Тимчишина, Галина Николаевна

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснованы технологии обработки кукумарии, включающие комплексное использование данного вида сырья и обеспечивающие сохранение в готовой продукции питательных, и биологически активных компонентов.

2. Экспериментально показано сходство тканей оболочки'и внутренностей кукумарии, состоящее в том, что как в мышечной ткани, так и во внутренностях содержится большое количество гексозаминсодержащих веществ, минеральных композиций, гликозидов, что явилось основанием для разработки технологии комплексного использования этого объекта.

3. Разработаны количественные методы определения суммы тритерпеновых гликозидов в сырье и в готовой продукции, основанные на:

- гемолизе эритроцитов в экспериментально обоснованных условиях;

- на высокоэффективной хроматографии суммы гликозидов после концентрирования и частичного удаления балластных веществ.

Установлена сходимость результатов, полученных обоими способами, а метод, основанный на гемолизе эритроцитов, рекомендован для производственных условий. Способ определения содержания гликозидов предложен для установления одного из нормативных показателей качества продукции согласно утвержденным НД.

4. Научно обоснованы технологии термической обработки мышечной ткани кукумарии, а также - производства гидролизатов из мышечной ткани, целой или внутренностей с применением протеолитических ферментов, а также сублимированной продукции; выбраны оптимальные параметры процессов:

- тепловая обработка мышечной ткани при 110 °С в течение 6 ч;

- гидролиз мышечной ткани, неразделанной кукумарии или внутренностей при температуре 37-45 °С, количестве протеазы 2000 ПЕ/кг, гидромодуле 1:1 в течение от 16 до 21 ч в зависимости от используемого сырья.

Обоснованы сроки хранения при температуре 0 минус 5° С: гидролизатов -3 мес; сублимированной продукции- 12мес.

5. Установлена возможность и целесообразость добавления гидролизатов из кукумарии к различным видам готовых молочных и молочнокислых продуктов в количестве от 2,5 до 5,0 % к массе, а также предложено использование их путем добавления в исходный субстрат (в количестве 5 - 10 %) при производстве молочнокислого продукта "Бифилакт-К".

6. Медико-биологические и клинические испытания пищевых добавок, полученных при комплексной обработке кукумарии, позволили установить их положительное влияние на повышение работоспособности, улучшение репродуктивных функций, белкового обмена, неспецифическую резистентность организмов, что позволяет рекомендовать пищевые добавки из кукумарии в качестве лечебно-профилактического питания.

7. Обоснован способ безотходной обработки внутренностей кукумарии путем применения спиртовой экстракции при различных тепловых и временных параметрах и сублимационной сушки остатка. Сравнение биологической активности выявило преимущества спиртового экстракта из гонад кукумарии за счет более высокого (в 3 раза) содержания гликозидов, чем в экстракте из внутренностей. Разработаны рекомендации по использованию экстракта как в качестве консерванта гид-ролизата из мышечной ткани кукумарии, так и самостоятельной пищевой добавки.

8. Совокупность экспериментальных результатов позволила разработать и утвердить нормативную документацию на:

- "Гидролизат из кукумарии", ТУ 9265-074-00472012-96, ТИ №36-72-96, Изменение № 1 к ТИ;

- "Продукцию сублимированную из кукумарии", ТУ 9265-075-00472012-96, ТИ №35-73-96;

- "Кефир "Бифилакт-К", ТУ 9222-115-00472012-97, ТИ № 36-103-97.

Разработаны проекты нормативной документации на сырье и спиртовый экстракт из внутренностей кукумарии:

Внутренности кукумарии мороженые - полуфабрикат": ТУ, ТИ;

Экстракт кукумарии "ТИНГОЛ-2": ТУ, ТИ.

Воспроизводимость технологий по комплексной переработке кукумарии подтверждена выпусками гидролизатов из мышечной ткани кукумарии и спиртовых экстрактов из внутренностей кукумарии в производственных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тимчишина, Галина Николаевна, 1999 год

СПИСОК

больных от 18 до 25 дет

1. Собачкин Александр Анатольевич ИБ № 3963 с 10.05. по 30.05.96 г.

2. Миронов Андрей Константинович 5474 12.05.по 2.06.96 г.

3. Басалай Александр Валерьевич 5423 10.05. по 30.05.96 г.

4. Кир их Кеснер Васильевич 5516 14.05. по 4.06.96 г.

5. Дударев Максим Владимирович 4307 10.05. по 30.05.96 г.

б. Пипко Евгений Григорьевич 5410 15.05.по 5.06.96 г.

7. Филипов Дмитрий Анатольевич 5444 10.05. по 30.05.96 г.

5. Степаненко Сергий Юрьевич 4557 10.05. по 30.05.96 г. ■' 1 .

Мельчаков Виталий Иванович 8338 10.05. по 30.05.96 г.

0. Жимаев Сергей Владимирович 5330 10.05. по 30.05.96 г.

больных от 25 до 40 лет

Степаненко Анатолий Александрович 4989 10.05. по'30.05.96 г.

Мачалов Изосим Васильевич 3929 10.05. по 30.05.96 г.

Кулигин Феликс Михайлович 3712 14.05. по 4.06.96 г.

Фомин Сергей Владимирович 3824 10.05. по 30.05.96 г.

Черницкий Игорь Владимирович 4282 12.05. по 2.06.96 г.

Бородай Владимир Львович 4672 12.05. по 2.06.96 г.

Муланаев Константин Викторович 3777 10;05. по 30.05.96 г.

Сиридов Сергей Викторович 3363 10.05. по 30.05.96 г.

Даудрих Александр Сергеевич 3789 12.05. по 2.06.96 г.

Касалапов Вениамин Сергеевич 3343 10.05. по 30.05.96 г.

Главный врач

Семенцов В. К.