Применение трансглутаминазы в производстве ферментированных молочных продуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат технических наук Данилов, Николай Петрович

  • Данилов, Николай Петрович
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2011, Санкт-Петербург
  • Специальность ВАК РФ05.18.07
  • Количество страниц 143
Данилов, Николай Петрович. Применение трансглутаминазы в производстве ферментированных молочных продуктов: дис. кандидат технических наук: 05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям). Санкт-Петербург. 2011. 143 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Данилов, Николай Петрович

СПИСОК АББРЕВИАТУР И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор литературы.

1.1. Характеристика каталитических свойств трансглутаминазы.

1.1.1. Субстратная специфичность трансглутаминазы.

1.1.2. Связывание белков животного происхождения.

1.2. Применение ТГ в производстве пищевых продуктов.

1.2.1. Производство молочных продуктов.

1.2.2. Производство комбинированных продуктов (продуктов сложного сырьевого состава).

2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

Методы исследования.

1. Получение творога из СОМ кислотным способом.

2. Промышленное получение творога.

3. Получение ацидофильного молока и ацидофильной пасты.

4. Изучение влияния белковых добавок на процесс сквашивания молока.

5. Изучение совместного связывания белков животного и растительного происхождения.

2.2.6. Определение вязкости молочных сгустков.!.

2.2.7. Изучение вязкостных характеристик творога на ротационном вискозиметре «Реотест».

2.2.8. Определение пенетрации творога на пенетрометре ПМДП.

2.2.9. Определение концентрации растворённого белка биуретовым методом.

2.2.10. Определение белка по Лоури.

2.2.1 1. Проведение электрофореза.

2.2.12. Проведение гель-хроматографии.

2.2.13. Проведение иммуно-ферментного анализа с использованием моноклональных антител мыши к глиадину.

2.2.14.Определение сухого остатка молока и молочных продуктов.

2.2.15. Определение влаги в твороге на приборе Чижовой.

2.2.16. Определение активности гамма-глутамилтранспептидазы.

2.3. Постановка эксперимента.

3. Результаты и обсуждение.

3.1. Изучение субстратной специфичности ТГ. Исследование влияния ТГ на белки животного и растительного происхождения.

3.2. Исследование влияния неферментных добавок на процесс сквашивания молока.

3.3. Влияние трансглутаминазы на процесс сквашивания молока.

3.4. Связывание белков молочной сыворотки. Получение ацидофильного молока и ацидофильной пасты.

3.5. Применение ТГ в производстве творога.

3.6. Ферментативная модификация глютена с помощью ТГ.

ВЫВОДЫ.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)», 05.18.07 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение трансглутаминазы в производстве ферментированных молочных продуктов»

Ферменты являются участниками как традиционных, так и новых технологических процессов, применяемых в производстве пищевых продуктов. Одним из древнейших является, в частности, брожение. Но традиционные технологии, например, сквашивание молока или пивоварение, используют эндогенные ферменты, которые содержатся в самом сырье или в заквасках. В 20 веке родилась и была реализована идея использовать для ускорения существующих и инициирования новых реакций экзогенные ферментные препараты. Это привело к развитию индустрии ферментов для выделки кож, осветления пива и т.д. Большинство производимых в настоящее время ферментов, предназначенных для пищевых технологий, являются гидролазами. Это в основном гликозидазы, используемые в переработке растительного сырья, и, частично, протеазы, применяемые в тендеризации мяса. Новое направление в пищевой энзимологии — модификация структуры белков. С этой целью используется трансглутаминаза (ТГ) [КФ 2.3.2.13].

ТГ — широко распространённый в природе фермент. К настоящему времени хорошо изучены Са2+ - зависимые ТГ тканей животных и человека. Коммерческая ТГ производится компанией Ajinomoto из анаэробного микроорганизма Streptomyces mobaraense под маркой Activa.

Применению фермента ТГ в пищевых технологиях посвящена данная работа.

Одной из актуальных проблем молочной индустрии является улавливание и утилизация белков молочной сыворотки. Белки молочной сыворотки (лактальбумин, лактоглобулин, иммуноглобулины и др.) имеют наивысшую скорость расщепления среди цельных белков. Концентрация аминокислот и пептидов в крови резко возрастает уже в течение первого часа после приема пищи на основе белков молочной сыворотки. При этом не меняется кислотообразующая функция желудка, что исключает нарушение его работы и образование газов. Усваиваемость белков молочной сыворотки исключительно высока.

Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью: валина, лейцина и изолейцина, они превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения. Кроме того, примерно 14 % белков молочной сыворотки находится в виде продуктов гидролиза (аминокислот, ди-, три- и полипептидов), которые являются инициаторами пищеварения и участвуют в синтезе большинства жизненно важных ферментов и гормонов.

Мероприятия по сбору и промышленной переработке молочной сыворотки в различные пищевые, кормовые и технические продукты экономически выгодны и окупаются за сравнительно короткие сроки (1-3 года). Важное значение имеет при этом охрана окружающей среды. Тонна молочной сыворотки, слитая в сточные воды, загрязняет водоем так же, как 100 о м хозяйственно-бытовых стоков. Затраты на очистку сточных вод, загрязненных сывороткой, которую получают на сыродельном заводе при переработке 50 т молока в смену, равноценны затратам на очистку сточных вод в городе с населением 80 тыс. человек. Основными потребителями кислорода при сбрасывании сыворотки в сточные воды являются молочный сахар, затем белки и остальные компоненты.

Мероприятия по охране окружающей среды от загрязнений молочной сывороткой сводятся к следующему:

1. Максимально полный сбор молочной сыворотки на всех стадиях производства сыра, творога и казеина.

2. Борьба с потерями на всех стадиях переработки молочной сыворотки (переливы из технологических емкостей, выбросы при переполнении и вспенивании сгущаемой в вакуум-выпарных аппаратах сыворотки, уносы с отработанным воздухом при сушке, утечка через неплотности в арматуре и т.

Д.).

3. Очистка сточных вод с извлечением и использованием полезных веществ.

Применению ТГ для утилизации белков молочной сыворотки, которая в настоящее время на 68,5 % сливается в канализацию молочными предприятиями, посвящена часть настоящей работы.

Другая часть работы затрагивает применение ТГ для производства продуктов на основе комбинации животных и растительных белков.

Комбинированные молочные продукты с использованием - сырья и добавок растительного происхождения успешно производятся на многих предприятиях. Учитывая реальную обстановку, тенденции развития сырьевой базы, производственные возможности отечественных производителей, перспективы рынков сбыта, такие продукты дают дополнительные возможности как расширения ассортимента, так и совершенствования их потребительских качеств. Показана возможность производства продуктов для питания больных с нарушенной толерантностью к глютену путём модификации белков клейковины ТГ. Недавние исследования выявили частоту заболевания от 1:300 до 1:100 в нормальной популяции. У больных целиакией проявляется искажённая реакция на пищевой глютен. В работе предложено, модифицируя глютен, устранить его непереносимость.

В работе показана перспективность применения ТГ для получения творога, обогащённого сывороточными белками. В состав творога входят фосфор и кальций, имеющие большое значение для системы свертывания крови, для роста и укрепления костей. Используя ТГ, можно улучшить биологическую ценность творога за счёт включения в его состав сывороточных белков.

В "связи с вышеизложенным, изучение субстратной специфичности ТГ к пищевым белкам и применение данного фермента в пищевой промышленности является актуальной задачей.

Научная новизна работы:

- доказана субстратная специфичность трансглутаминазы к белкам растительного (глютен пшеницы) и животного (желатин, белки сыворотки молока) происхождения;

- установлено, что использование ТГ в технологии творога и ацидофильной пасты повышает биологическую ценность и увеличивает выход конечного продукта;

- установлено влияние ТГ на структурно-механические характеристики готовых изделий; определена эффективно действующая концентрация ТГ;

- доказано, что под действием ТГ изменяется иммунная активность глютена пшеницы, что открывает возможность расширения ассортимента продуктов для больных целиакией.

Практическая ценность диссертационной работы:

Доказана возможность применения ТГ в пищевых технологиях на примере связывания белков молочной сыворотки и глютена, а также получения творога и творожного продукта. Предложены пути промышленного использования фермента трансглутаминазы в переработке молока.

Показана эффективность применения ТГ в производстве продукта на основе комбинирования белков животного и растительного происхождения.

Социально-экономический эффект выполненной работы определяется расширением ассортимента продукции, обладающей повышенной пищевой ценностью и лечебно-профилактическими свойствами, а также экономией традиционного сырья.

Проведена промышленная выработка творога в производственных условиях на ЗАО «Облмолпром». Разработан проект технической документации по производству творога с применением ТГ. Рассчитан экономический эффект.

Получен патент № 2009141081 «Способ переработки молочной сыворотки», опубл. 10.05.2011, бюл. № 13.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 93 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 5 таблиц, приложение. Список литературы состоит из 159 наименований.

Похожие диссертационные работы по специальности «Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)», 05.18.07 шифр ВАК

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.