автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Научно-практические аспекты разработки и реализации комплексной технологии переработки крови сельскохозяйственных животных

На правах рукописи

Кригер Ольга Владимировна

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ И

РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

ЖИВОТНЫХ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

9 СЕН 2015

Кемерово 2015

005562114

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» (ФГБОУ ВО «КемТИПП»).

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Просеков Александр Юрьевич

Шипулин Валентин Иванович, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет», проректор по учебной работе, заведующий кафедрой «Технология мяса и консервирование»

Гиро Татьяна Михайловна, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова», профессор кафедры «Технология производства и переработки продукции животноводства»

Курбанова Марина Геннадьевна, доктор технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт», заведующая кафедрой «Технология хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-

исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова»

Защита диссертации состоится « 30 » октября 2015 г. в 10-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 при ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» по адресу: 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47,4 лекц. ауд., тел: (8384-2) 39-05-37.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» (http://nu.kemtipp.ru').

Автореферат разослан « 28 » августа 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Смирнова Ирина Анатольевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Важным резервом повышения эффективности агропромышленного производства является комплексное использование вторичных сырьевых ресурсов и промышленных отходов переработки сельскохозяйственного и пищевого сырья. Вовлечение в производство вторичного сырья способствует решению экологических задач, расширению ассортимента продуктов питания и улучшению их качества.

Кровь сельскохозяйственных животных представляет собой ценное бе-локсодержащее сырье для производства пищевой, лечебной, кормовой и технической продукции. Количество и качество белков, входящих в состав крови, высокий уровень содержания железа в органически связанной форме предопределяет целесообразность более полного ее использования для производства продуктов питания.

Существующие технологии переработки крови сельскохозяйственных животных предусматривают ее дальнейшее применение в технических и пищевых отраслях промышленности. При этом часть технологий устарела и не всегда отвечает запросам современных потребностей соответствующих отраслей промышленности.

Одним из путей увеличения производства пищевой продукции из крови является внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов, позволяющих осуществлять комплексную переработку данного вида белоксо-держащего сырья. При этом очень важным является выбор ключевого направления переработки крови сельскохозяйственных животных, одним из которых является получение противоанемических продуктов на основе гемового железа, выделенного из эритроцитарной массы крови. Плазма крови является источником высокомолекулярных белковых фракций и обладает значительным потенциалом пенообразования. Белки плазмы крови являются незаменимыми по аминокислотному составу, и их использование позволит повысить функциональную значимость продуктов.

Применение сублимации в технологии получения сухих продуктов из крови и продуктов ее переработки является неотъемлемой и важной технологической операцией. Подбор необходимых параметров сушки позволит получить качественный готовый продукт, способный долго храниться и обладающий хорошими технологическими показателями.

Таким образом, разработка высокоэффективных технологий комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных для получения ингредиентов различной функциональной направленности является актуальной задачей.

При использовании мясного и вторичного сырья возможно обнаружение групп заболеваний, характеризующихся прогрессирующим поражением различных отделов нервной системы и имеющих необычный генетический механизм возникновения и развития, - так называемых прионных заболеваний. Контроль качества мясного сырья в этом аспекте является новой, быстро развивающейся областью биомедицинских исследований, которая в последние годы

приобрела важное научно-практическое значение. Профилактика прионных болезней основывается на контроле и недопущении в пищу инфицированных мясных продуктов или других продуктов убоя. Поэтому усовершенствование и разработка чувствительных, специфичных и экспрессных методов идентификации патогенной формы прионного белка являются актуальной проблемой.

Степень разработанности темы. Вопросам переработки вторичных сырьевых ресурсов мясной промышленности на пищевые и кормовые цели посвящены работы JI.B. Антиповой, Т.М. Гиро, В.М. Горбатова, Е.А. Евстафье-вой, А.И. Жаринова, Г.П. Казюлина, В.Б. Крыловой, М.Г. Курбановой, JI.C. Кудряшова, Т.Н. Лисиной, А.Б. Лисицына, А.Д. Неклюдова, В.В. Пальми-на, И.А. Рогова, Н.В. Тимошенко, В.А. Тутельяна, A.B. Устиновой, М.Л. Фай-вишевского, И.М. Чернухи, В.И. Шипулина и др.

Отдельные этапы работы выполнены в рамках:

- федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» по теме: «Исследование и разработка комплексной технологии переработки отходов сельского хозяйства, пищевой и зерноперерабатывающей промышленности в функциональные продукты питания», государственный контракт № 16.740.11.0058 от 01.09.2010 г.;

- федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» по теме «Разработка и применение молекулярно-генетических методов для идентификации и типирования возбудителей инфекционных болезней животных», государственный контракт № 16.512.11.2077 от 16.02.2011 г.;

- федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» по теме «Разработка высокоэффективной технологии получения противоанемических продуктов на основе крови убойных животных», соглашение № 14.132.21.1763 от 1.10.2012 г.;

- программы стратегического развития организации, где выполнялась настоящая работа.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка и реализация комплексной технологии переработки крови сельскохозяйственных животных для получения ингредиентов и продуктов функционального назначения, а также разработка метода контроля прионных инфекций. Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- теоретически и экспериментально обосновать практическое использование плазмы и форменных элементов крови для расширения ассортимента пенообразователей и продуктов антианемической направленности;

- разработать способ стабилизации и фракционирования крови с одновременным ее консервированием, направленный на сохранение нативности оболочек эритроцитов и высокомолекулярных белковых фракций, позволяющих использовать продукты фракционирования для выделения гемового железа и получения пенообразователя;

- оптимизировать параметры гидролиза белков эритроцитарной массы с целью высвобождения гемового железа и образования аминопептидных ком-

плексов, изучить показатели пенообразования и влияние технологических факторов на свойства пенообразователя из плазмы свиной крови;

- разработать технологию сублимационной сушки цельной крови и продуктов ее переработки;

- создать высокочувствительный метод идентификации патогенной формы прионного белка, позволяющий значительно расширить количество объектов исследования и их характер, исключив при этом вероятность перекрестной контаминации;

- использовать установленные закономерности для разработки технологических схем и рецептур комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных, технических документов и внедрения результатов исследования в промышленность.

Научная новизна. Представлена концепция комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных на базе рациональных режимов стабилизации, консервирования, фракционирования, гидролиза, применения сублимационной сушки для сохранения качественных характеристик вырабатываемых из крови продуктов, а также разработаны современные методы контроля возбудителей прионных инфекций крупного рогатого скота.

Разработан способ стабилизации крови и одновременного консервирования, предотвращающий ее свертывание, микробиологическую порчу, обеспечивающий сохранение нативности оболочек эритроцитов. Установлен состав стабилизатора, способствующий максимальному содержанию высокомолекулярных белковых фракций в плазме. Определены рациональные условия фракционирования крови с наименьшей длительностью процесса и с минимальными потерями железа из общего объема эритроцитов: фактор разделения, продолжительность процесса, температура.

Систематизированы и определены условия гидролиза белков эритроци-тарной массы лимонной и уксусной кислотами. Установлена корреляционная зависимость концентрации применяемой кислоты и массовой доли аминного азота, гемового железа, степени гидролиза. Доказано, что применение гидролиза белков эритроцитарной массы пищевыми кислотами способствует образованию гемового железа и аминопептидных комплексов с небольшой молекулярной массой. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено применение плазмы свиной крови для получения пенообразователя.

Обоснован метод и технологические режимы сублимационной сушки для обезвоживания плазмы крови и получения сухого белкового продукта.

Экспериментально исследован и научно обоснован состав реакционной смеси ПЦР-тест-системы, позволяющей осуществлять идентификацию патогенного прионного белка у животных, контроль качества сырья животного происхождения при производстве препаратов медицинского назначения, оценку содержания патогенной формы прионного белка в продуктах питания, производимых мясной промышленностью.

Теоретическая и практическая значимость работы На основе теоретических и экспериментальных исследований сформулированы требования к

технологическим процессам, связанным с получением функциональных продуктов из крови сельскохозяйственных животных: параметры и условия стабилизации и фракционирования цельной крови, технологические аспекты переработки продуктов фракционирования крови, режимы сублимационной сушки готовых продуктов, разработана тест-система для идентификации возбудителей прионных инфекций.

Техническая новизна разработанных технологических решений подтверждена патентами РФ № 2499210 «Способ сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных», № 2484639 «Устройство для переработки крови сельскохозяйственных животных и его применение», заявками на патенты № 2014141863 «Способ получения продукта для профилактики железодефици-та из крови свиней и крупного рогатого скота», № 2014141874 «Способ получения пенообразователя из плазмы свиной крови», № 2014141875 «Белковая кормовая добавка «Вю1бош» для рациона питания сельскохозяйственных животных». Разработаны и утверждены технические условия и технологические инструкции на получение функциональных продуктов: «Продукт для профилактики железодефицита» (ТУ 9197-179-020683315-2013 и ТИ 9197-179020683315-2013), «Протеиновый пенообразователь из крови сельскохозяйственных животных» (ТУ 9219-180-020683315-2013 и ТИ 9219-180020683315-2013), «Сухой продукт из крови сельскохозяйственных животных» (ТУ 9197-189-020683315-2014 и ТИ 9197-189-020683315-2014). Проведены производственные испытания разработанных технологий, произведена промышленная выработка функциональных продуктов по представленным технологическим инструкциям. Разработана ПЦР-тест-система, позволяющая осуществлять оценку содержания патогенной формы прионного белка животного происхождения в продуктах питания, производимых пищевой промышленностью. По результатам исследований разработаны методические указания по использованию ПЦР-тест-системы для идентификации патогенного прионного белка, проведены испытания чувствительности и достоверных сроков пригодности ПЦР-тест-системы идентификации патогенного прионного белка. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» при подготовке бакалавров, обучающихся по направлению 19.03.01 «Биотехнология», 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения», 16.03.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения», магистрантов, обучающихся по направлению 19.04.01 «Биотехнология», а также при организации научно-исследовательской работы аспирантов.

Методология и методы исследования. При проведении исследований применяли комплекс общепринятых, стандартных и модифицированных методов исследований физико-химических, микробиологических, реологических свойств сырья и готовой продукции, в том числе описательные, аналитические, индуктивные и дедуктивные методы обобщения отечественной и зарубежной литературы по оценке существующих технологий производства функциональных продуктов из вторичных сырьевых ресурсов пищевой промышленности.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Параметры стабилизации и фракционирования крови сельскохозяйственных животных.

2. Технологии получения продукта для профилактики железодефицита, содержащего гемовое железо, и пенообразователя из плазмы свиной крови.

3. Способ сублимационной сушки продуктов переработки крови сельскохозяйственных животных.

4. Методика контроля прионных инфекций во вторичном сырье мясной промышленности.

5. Технологические закономерности получения ингредиентов и функциональных продуктов из крови сельскохозяйственных животных.

Степень достоверности и апробация результатов. Основные результаты работы докладывались на всероссийских и международных конференциях, симпозиумах и семинарах (Владивосток, Воронеж, Кемерово, Магнитогорск, Минск, Могилев, Семей, Ставрополь, Углич, Улан-Удэ).

Результаты диссертационной работы прошли апробацию на предприятиях биотехнологической, пищевой и холодильной промышленности: ООО «Альфа», ООО «Технохолод», НПО «Здоровое питание», «Крестьянское хозяйство Волкова А.П.», внедрены в производство ООО «МКС» в рамках лицензионного договора № 1/14 от 02.04.2014 г.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в более чем 50 печатных работах, включая монографию, статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных материалов диссертационных исследований: «Известия высших учебных заведений. Пищевая технология», «Фундаментальные исследования», «Вестник НГАУ», «Техника и технология пищевых производств», «Достижения науки и техники АПК», «Хранение и переработка сельхозсырья», «Вестник КрасГАУ», «Современные проблемы науки и образования», «Вестник Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова», а также в журналах из баз цитирования Agris, Ebscohost (Food Science Source), Scopus, отчетах НИОКР, патентах РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованной литературы (406 наименований) и приложений. Основной текст изложен на 290 страницах, содержит 64 таблицы, 94 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедре «Бионанотехнология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)». Общая схема исследований представлена на рисунке 1. Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных блоков.

Теоретический блок исследований. Обоснована актуальность, сформулированы научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов. Дана характеристика химического состава и свойств крови сельскохозяйственных животных, изложены теоретические и практические основы первичной переработки крови, способы применения крови при производстве продуктов питания. Обоснованы направления собственных исследований.

Экспериментальный блок исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов. На первом этапе анализировался фракционный состав белков свиной крови и крови КРС, изучался аминокислотный состав белков плазмы и белка гемоглобина, проводилась сравнительная характеристика минерального состава плазмы и эритроцитарной массы.

На основании систематизации и обобщения полученных результатов были выбраны дальнейшие объекты исследований. Для осуществления с наибольшей эффективностью технологических процессов переработки крови исследованы теплофизические и физико-химические свойства крови.

На втором этапе обосновывался выбор безопасных стабилизаторов-консервантов для исследуемой крови, позволяющих предотвращать ее свертывание и сохранять оболочки эритроцитов. Разрабатывались рациональные условия стабилизации крови, позволяющие сохранить наибольшее количество высокомолекулярных белковых фракций, выполняющих роль поверхностно-активных веществ. Определялись эффективные параметры фракционирования: оптимальная величина фактора разделения, продолжительность процесса, температура, при этом осуществлялся контроль содержания железа в плазме крови.

Проведен анализ фракционного состава белковых фракций выделенной эритроцитарной массы и осуществлен математический расчет зависимости частоты вращения разделяемого устройства (сепаратор, центрифуга) от радиуса вращения в соответствии с подобранным оптимальным значением фактора разделения.

На третьем этапе осуществлялась оптимизация параметров кислотного гидролиза эритроцитарной массы свиной крови и крови КРС. Выявлялась корреляционная зависимость концентрации вносимой кислоты и продолжительности гидролиза, массовой доли аминного азота, гемового железа. Проводился анализ фракционного состава полученных после гидролиза амино-пептидных комплексов. Изучались показатели пенообразования плазмы крови (кратность, устойчивость, дисперсность, структурно-механические свойства) и влияние технологических факторов на качество пенообразователя из плазмы свиной крови.

На четвертом этапе исследовался процесс сублимационной сушки с применением жидкого азота. Разрабатывались рациональные условия замораживания, изучались различия между замораживанием способом погружения и способом орошения. Исследовались режимы обезвоживания плазмы крови.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

1

| I. Теоретические исследования 1

|- ... ______1_ . - _

Обобщение и анализ результатов отечественных и зарубежных исследований - аналитический обзор; - обоснование направлений собственных исследований

1

1 II. Экспериментальные исследования 1

1

! Теоретическое и экспериментальное обос-! нование практического использования кро-| ви для расширения ассортимента пенообра-1 зователей и продуктов антианемической { направленности - массовая доля белков; - молекулярная масса белков; - массовая доля аминокислот; - массовая доля минеральных веществ; - физико-химические свойства; - теплофизические свойства

Разработка способа стабилизации и фракционирования крови сельскохозяйственных животных

Оптимизация параметров гидролиза бел- | ков эритроцитарной массы и изучение | показателей пенообразования плазмы | свиной крови |

- массовая доля стабилизатора ;

- рН крови;

- микробиологические показатели;

- фактор разделения;

- продолжительность и температура процесса;

- массовая доля железа в плазме;

- фракционный состав белков________

- массовая доля аминного азота;

- массовая доля гемового железа;

- степень гидролиза;

- фракционный состав пептидных комплексов;

- кратность, устойчивость, дисперсность пены;

- вязкостные характеристики___

Разработка технологии сублимационной сушки крови и продуктов ее переработки - - температура сушки; - продолжительность процесса; - массовая доля влаги; -толщина слоя; - скорость охлаждения; - расход хладагента

1

Исследование и разработка метода контроля патогенных прионных инфекций вторичного сырья мясной промышленности конструирование универсальных праймеров; | - температурно-временной профиль программы 1 амплификации; ! - параметры и компоненты ПЦР

Ь............. 1 ........ 1

I III. Разработка технологий и практическая реализация результатов исследований

Рисунок 1 - Общая схема проведения исследований

Пятый этап посвящен исследованию и разработке метода контроля патогенных прионных инфекций вторичного сырья мясной промышленности. В ходе его осуществлялось конструирование олигонуклеотидных праймеров для амплификации специфических последовательностей патогенного прионного белка крупного рогатого скота и оптимизации параметров амплификации.

Практический блок исследований включал разработку технологии получения функциональной добавки для профилактики железодефицита, технологии получения пенообразователя из плазмы свиной крови, технологии получения сухого кровяного продукта, создания и использования ПЦР-тест-системы для идентификации патогенного прионного белка крупного рогатого скота, оценку условий хранения разработанной ПЦР-тест-системы. Внедрение результатов в производство обеспечено разработкой технической документации для организации производства.

При выполнении работы использовались общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследований микробиологических, физико-химических, теплофизических показателей, в том числе определение содержания общего белка методом Дюма, идентификация белков методом Peptide Mass FingerPrint, молекулярно-массовое распределение белков методом Лэмли. Для определения массовой доли свободных аминокислот использовался метод ионообменной хроматографии, массовой доли минеральных элементов - метод мокрого и сухого озоления, потенциометрический, атомно-абсорбционной спектроскопии, калориметрические методы. Для анализа последовательностей ДНК, кодирующей синтез гена PRNP прионного белка, использовалась база данных NCBI, для построения филогенетического дерева применялась компьютерная программа «CrustalW», подбор праймеров для амплификации специфических последовательностей патогенного прионного белка проводился с помощью программ «NSBI Blast2», «РптегЗ Output ». Исследования осуществлены в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (ГОСТ Р 52833-2007 (ИСО 22174:2005) и МУ 1.3.1794-03 «Организация работы при исследованиях методом ПЦР материала, инфицированного микроорганизмами I—II групп пато-генности»).

Глава 3. Теоретическое и экспериментальное обоснование практического использования крови для расширения ассортимента пенообразователей и продуктов противоанемической направленности. Кровь убойных животных является ценным сырьем для производства медицинской, пищевой, технической и кормовой продукции. Функционально-технологические свойства крови и её фракций в первую очередь зависят от их белкового состава. На современном рынке у потребителей большой популярностью пользуются аэрируемые продукты, к числу которых относятся кондитерские изделия, взбитые десерты, мороженое, муссы, кислородные коктейли и др. В качестве пенообразователей в настоящее время применяются вещества, для которых характерны недостатки, снижающие функциональную значимость продукта. С целью определения потенциала пенообразования крови сельскохозяйственных животных изучен фракционный состав белков свиной крови и крови КРС (рисунок 2).

Анализ данных показал, что фракционный состав белков крови обоих видов животных представлен белками, имеющими различные массы и концентрации. Для свиной крови характерно более высокое содержание белков. Прежде всего, это касается альбуминов, содержание которых заметно больше по сравнению с кровью КРС. При этом в обоих случаях высокомолекулярный состав (белки массой более 250 кДа) представлен тремя фракциями. Для свиной крови их общая концентрация находится на уровне 13,42 %, в то время как концентрация фракций с массой более 250 кДа для крови КРС составляет 7,12 %.

Исследования аминокислотного состава показали, что для белков крови обоих видов животных характерно наличие всего спектра заменимых и незаменимых аминокислот. На рисунке 3 представлены электрофореграммы образцов.

а) б)

Рисунок 3 - Электрофореграмма для свиной крови (а) и крови КРС (б)

Наличие в свиной крови большего количества белков и высокомолекулярных фракций, содержание всех незаменимых аминокислот обусловливает ее большую перспективность как сырья для получения пенообразователя.

Кровь содержит более 30 различных минеральных веществ в виде солей и соединений с органическими веществами. В таблице 1 представлены основные катионы и анионы плазмы и эритроцитов крови.

Железо является одним из самых важных макроэлементов организма человека, развитие железодефицита связано с нарушением баланса железа в организме между его поступлением и расходом.

Рисунок 2 - Фракционный состав белков свиной крови и крови КРС

Таблица 1 - Минеральные элементы крови животных

Ионы Плазма 1 Эритроциты

Катионы

N3 , ммоль/дм 140,0 + 7,0 18,5 ±0,9

К+, моль/дм3 5,0 ±0,2 100,0 ±5,0

Са/+, моль/дм"1 2,5 ±0,1 0,21 ±0,01

моль/дм" 0,8 ±0,1 2,3 ±0,1

ммоль/дм3 0,02+0,001 18,5 ±0,9

Анионы

С1", моль/дм 103,0 ±5,0 50,0 ± 2,5

НСОз", ммоль/дм3 ' 25 ±1,0 15,0 ±2,5

НР04", моль/дм3 1,2 ±0,1 44,0 ± 2,5

БО/", моль/дм3 0,5 ±0,1 7,0 ± 1,0

Из всего животного сырья гемоглобин является наиболее эффективным поставщиком в организм человека железа, в нем его самое высокое содержание и наилучшая усвояемость. Все существующие способы получения гемоглобина и гемовых комплексов из крови убойных животных основаны на одних и тех же принципах, обусловленных специфичностью строения белка гемоглобина. Результаты исследования аминокислотного состава гемоглобина представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание аминокислот в гемоглобине

Аминокислота Массовая доля, г / 100 г белка

Валин 7,0 ± 0,3

Лейцин 10,1 ±0,5

Лизин 9,2 ± 0,4

Метионин + цистин 1,0 ±0,05

Треонин 6,3 ±3,1

Триптофан 1,9 ±0,09

Фенилаланин + тирозин 9,2 ± 0,4

Аргинин 3,5 ±0,1

Гистидин 3,5 ±0,1

Глутаминовая кислота 13,7 ±0,6

Анализ представленных данных позволяет сделать вывод, что гемоглобин не является полноценным белком. Следовательно, целесообразнее получать не белок гемоглобин, содержащий гемовое железо, а выделять комплекс гем из эритроцитарной массы крови. Свободный гем при попадании в желудочно-кишечный тракт организма не будет требовать применения дополнительных воздействий пищеварительной системы для его освобождения от белка гемоглобина. Применение гидролиза белка гемоглобина позволит уйти от ряда трудоемких и экономически затратных операций, что повысит эффективность получения железосодержащих препаратов из крови убойных животных.

Неотъемлемой операцией переработки крови является сушка. Для выбора наиболее эффективных технологических параметров сушки исследованы теп-лофизические свойства крови, определяющие характер и скорость протекания процессов нагревания и охлаждения в продукте (таблица 3).

Таблица 3 - Теплофизические и физико-химические характеристики

крови сельскохозяйственных животных

Объект исследования Теплоемкость, Дж/(кг-К) Криоскопическая температура, °С Теплопроводность, Вт/(м-град) Плотность, кг/м3

Кровь КРС 3802 ± 38 минус (0,75 ± 0,02) 0,53 ±0,01 1050 ±50

Свиная кровь 3650 ± 36 минус (0,9 ± 0,02) 0,54 ±0,01 1055 ±50

Таким образом, проведенные теоретические и практические исследования позволяют сделать вывод о том, что кровь сельскохозяйственных животных является источником полноценных белковых веществ и макроэлементов, что предопределяет целесообразность ее использования для производства пенообразователя и продукта для профилактики железодефицита.

В связи с тем, что для цельной крови характерны специфические цвет и запах, основой пенообразователя будет являться плазма свиной крови. Это позволит получать готовый продукт, лишенный характерного для крови железистого привкуса, что повысит потребительские свойства фабриката. Соответственно, в получении продукта для профилактики железодефицита будет использоваться эритроцитарная масса, образующаяся после фракционирования крови. В связи с этим следующим этапом исследований является разработка способа стабилизации и фракционирования крови. Проведение данного этапа позволит подобрать такой состав стабилизатора, который предотвратит свертывание крови перед ее разделением на плазму и эритроциты и в то же время применение стабилизатора окажет минимальное воздействие на разрушение высокомолекулярных белков и оболочку эритроцитов.

Глава 4. Разработка способа стабилизации и фракционирования крови сельскохозяйственных животных. Проводились исследования процесса стабилизации крови с целью выбора наиболее эффективного стабилизатора, обладающего консервирующим действием. В качестве основы стабилизатора-консерванта свиной крови и крови КРС использовался 4%-ный раствор цитрата натрия, а в качестве наиболее подходящей консервирующей основы был выбран 10%-ный раствор лимонной кислоты. Анализ влияния концентрации вносимой в стабилизатор лимонной кислоты на показатель рН и вязкость крови представлен на рисунках 4 и 5.

Изменение значения рН крови свиной и КРС в зависимости от массовой доли лимонной кислоты имеет характер убывающей кривой, что подтверждает повышение кислотности крови. Однако повышение концентрации лимонной кислоты также вызывает и повышение вязкости крови.

1 «

2 2 5

!б

= 24.5

1 4 В

И 3,5

О 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0.07 0,08 0,09 0,1

Массовая доля вносимой а стабилизатор лимонной кислота, %

Массовая доля, вносимой в стабилизатор лимонной кислоты,%

Рисунок 4 - Влияние массовой доли вноси- Рисунок 5 - Влияние массовой доли вносимой в стабилизатор лимонной кислоты мой в стабилизатор лимонной кислоты на показатель рН крови: 1 - свиная кровь; на вязкость крови: 1 - свиная кровь;

2 - кровь КРС 2 - кровь КРС

На основании результатов, представленных на рисунках 4 и 5, целесообразно использовать в качестве дополнительного консервирования 10%-ный раствор лимонной кислоты массовой долей 0,035 %.

Осуществлялось исследование влияние параметров стабилизации на фракционный состав белков плазмы крови. Предложено шесть вариантов стабилизаторов, состав которых представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Разработанные варианты стабилизаторов крови

Применяемый реактив Вариант стабилизатора и доля применяемых компонентов, %

1 2 3 4 5 6

0,75%-ный раствор Ма,Р04 50 40 30 20 10 _

4%-ный раствор Na3C(,H50^ 50 60 70 80 90 100

Выделенную после стабилизации крови плазму исследовали на состав белковых фракций при помощи электрофореза (рисунок 6).

1 2 3 4 5 6

Рисунок 6 - Электрофорез в полиакриламидном геле для белков плазмы свиной крови при использовании стабилизаторов № 1, 2, 3, 4, 5 и 6 (12 % разделяющий и 4 % фокусирующий): М - маркер;

В - плазма

В таблице 5 представлено молекулярно-массовое распределение белков плазмы свиной крови при использовании различных вариантов стабилизаторов.

Таблица 5 - Молекулярно-массовое распределение белков плазмы свиной крови при использовании различных стабилизаторов_

Номер Молекулярный вес, кДа Относительное содержание белковых фракций, % от общего белка плазмы

№ 1 №2 №3 №4 №5 №6

В1 854,2 4- 854,5 2,34 2,45 0,0 1,94 1,65 0,0

В2 596,6 4- 596,6 2,54 3,27 1,39 0,0 0,0 2,54

ВЗ 305,6 4-321,6 2,76 2,62 3,06 3,16 4,23 3,42

В4 199,4 -г 208,9 2,42 2,77 0,0 2,82 4,52 0,0

В5 127,7 4- 127,9 2,75 3,48 3,05 3,15 2,83 2,76

В6 94,04 94,25 3,12 3,63 3,42 3,52 3,19 3,10

В7 77,40 4-77,45 6,39 6,72 7,53 6,79 7,35 7,67

В8 58,92 4- 60,05 46,83 43,08 47,13 47,23 44,19 46,80

В9 49,51 4- 52,3 17,17 14,59 17,47 17,95 17,00 17,11

В10 44,12 444,20 0,0 2,21 5,29 0,0 0,0 4,99

В11 41,70 4-41,80 4,99 5,72 11,66 5,39 5,07 9,09

В12 24,47 9,05 9,46 0,0 7,69 9,25 2,52

Для подтверждения эффективности выбора стабилизатора все образцы плазмы исследовались на кратность пенообразования. Наилучший результат пенообразования показала плазма, полученная с использованием стабилизаторов № 1 и № 2. Таким образом, наиболее перспективными являются стабилизаторы, содержащие в своем составе 0,75%-ный раствор Ма3Р04 и 4%-ный раствор На3С6Н507 в соотношении 1:1 или 1:1,5. Применение стабилизаторов данной концентрации позволяет получить плазму, содержащую наибольшую концентрацию высокомолекулярных белковых соединений и обладающую наиболее высоким потенциалом пенообразования.

Проведены исследования порогового значения фактора разделения, позволяющего осуществлять фракционирование с наименьшей продолжительностью и с минимальными потерями железа из эритроцитов (рисунки 7 и 8).

3 2

1 0

3 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

2 Фахтор разделения, ед

Рисунок 7 - Зависимость массовой доли железа в плазме крови от величины фактора разделения: 1 - свиная кровь; 2-кровь КРС

£ 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6Ю0 фактор разделения, ед

Рисунок 8 - Зависимость продолжительности разделения крови от величины фактора разделения: 1 - свиная кровь; 2 - кровь КРС

Установлено, что рациональное значение фактора разделения, не допускающее преждевременного гемолиза эритроцитов, а также имеющее мини-

мальное значение продолжительности процесса разделения, соответствует Рг = 2000. Результаты исследования влияния температуры разделяемой крови на эффективность фракционирования, представлены на рисунке 9.

-

о ч

25 20 15 10

II II И И < I

10 15 20 25 30 35

а Иге 1000 «^1500 температура;

ЗРг=2000 ]

Рисунок 9 - Влияние температуры процесса на эффективность фракционирования

Наилучший результат характерен для температуры процесса, равной 20 °С, при этом минимальное содержание железа характерно для фактора разделения Рг = 2000.

Таким образом, подводя итоги исследований, можно вывести следующие параметры разделения цельной крови свиней и КРС (таблица 6).

Таблица 6 - Параметры процесса фракционирования цельной крови свиней и КРС

Объект исследования Состав «стабилизатора-консерванта» Продолжительность процесса разделения, мин Величина фактора разделения, ед.

Свиная кровь 4%-ный раствор натрия цитрат + 10%-ный раствор лимонной кислоты (0,035%) 6,0 2000

Кровь КРС 5,5 2000

Проведены исследования фракционного состава белковых составляющих эритроцитарной массы (ЭМ) крови КРС и свиньи после фракционирования при выбранных режимах (рисунок 10, таблица 7).

Рисунок 10 - Фракционный состав белковых веществ эритроцитарной массы крови КРС и свиной крови, полученный методом электрофореза в полиакриламидном геле

Таблица 7 - Фактические значения фракций электрофоретического анализа

Номер полосы Молекулярный вес, кДа %, от общего содержания белков

ЭМ крови свиньи ЭМ крови КРС

В1 854,23 1,98 4,50

В2 311,80 4,96 4,90

ВЗ 208,93 2,10 1,90

В4 66,50 88,76 86,50

В5 52,54 2,20 2,20

Результаты исследований фракционного состава полученных белковых составляющих эритроцитарной массы крови КРС и свиньи подтверждают положительный эффект полученных параметров фракционирования. Фракции ЭМ крови как КРС, так и свиньи имеют наибольшие значения для белка гемоглобина: молекулярная масса 66,50 кДа, содержание - 88,76 % для ЭМ крови свиньи и 86,50 % для ЭМ крови КРС.

Глава 5. Оптимизация параметров гидролиза белков эритроцитарной массы и изучение показателей пенообразования плазмы свиной крови. Для

получения железосодержащего продукта из крови сельскохозяйственных животных, представляющего собой смесь гемового железа и аминопептидных комплексов применяли кислотный гидролиз. Гидролиз проводили уксусной (У) и лимонной (Л) кислотами при концентрациях 1 %, 5 % и 10 %. Динамика выхода аминного азота при гидролизе с выбранными концентрациями кислот представлена на рисунке 11.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Продолжительность процесса, ч

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Продолжительность процесса, ч

а) б)

Рисунок 11 - Динамика выхода аминного азота при гидролизе (а) - свиная кровь; (б) - кровь КРС: 1 - уксусная кислота 10 %; 2 - лимонная кислота 10 %; 3 - уксусная кислота 5 %; 4 - лимонная кислота 5 %; 5 - уксусная кислота 1 %; 6 - лимонная кислота 1 %

В ходе гидролиза крови КРС наибольший выход аминного азота наблюдается при гидролизе лимонной и уксусной кислотами 10 %, что соответствует 212 мг / 100 см3 и 238 мг / 100 см3. Проведение гидролиза на протяжении более пяти часов приводит к снижению количества аминного азота. Для свиной крови

наибольшие значения аминного азота характерны также для лимонной кислоты 10 %, что соответствует 307 мг/100 см3 при продолжительности 8 ч и для уксусной кислоты 10 %, что соответствует 335 мг/100 см3 при продолжительности 6 ч. Проведены исследования на содержание свободного гемового железа при гидролизе вышеописанными вариантами кислот. Результаты исследований приведены в таблице 8 для свиной крови и таблице 9 для крови КРС.

Таблица 8 - Массовая доля гемового железа, %, при различных вариантах гидролиза для свиной крови_

Продолжительность, ч Содержание свободного гемового железа, % к массе гидролизата

массовая доля уксусной кислоты 1% массовая доля уксусной кислоты 5% массовая доля уксусной кислоты 10% массовая доля лимонной кислоты 1% массовая доля лимонной кислоты 5% массовая доля лимонной кислоты 10%

1 0,05±0,02 0,07±0,02 0,10±0,07 0,04±0,02 0,05±0,02 0,07+0,02

3 0,09±0,02 0,11 ±0,07 0,14±0,07 0,08+0,07 0,09±0,07 0,11 ±0,07

5 0,15±0,07 0,17±0,07 0,20±0,11 0,14+0,07 0,15±0,07 0,17±0,07

7 0,22±0,11 0,2б±0,11 0,2 9±0,П 0,20±0,11 0,22±0,11 0,24±0,11

9 0,26±0,11 0,30±0,15 0,33±0,15 0,24±0,11 0,24+0,11 0,26±0,11

11 0,29±0,11 0,33+0,15 0,36±0,15 0,27±0,15 0,28+0,11 0,30±0,15

12 0,29±0,11 0,33+0,15 0,35±0,15 0,27±0,15 0,28±0,11 0,30±0,15

Таблица 9 - Массовая доля гемового железа, %, при различных вариантах гидролиза для крови КРС_

Продолжительность, ч Содержание свободного гемового железа, % к массе гидролизата

массовая доля уксусной кислоты 1 % массовая доля уксусной кислоты 5 % массовая доля уксусной кислоты 10% массовая доля лимонной кислоты 1 % массовая доля лимонной кислоты 5 % массовая доля лимонной кислоты 10%

1 0,03±0,01 0,05±0,02 0,08±0,02 0,02+0,02 0,03±0,02 0,05±0,02

3 0,07±0,01 0,09±0,02 0,12±0,07 0,06±0,02 0,07±0,02 0,09±0,02

5 0,11±0,01 0,13±0,07 0,16±0,07 0,10±0,07 0,11 ±0,07 0,13±0,07

7 0,15±0,01 0,19±0,07 0,22±0,07 0,13±0,07 0,15±0,07 0,17±0,07

9 0,19±0,01 0,23+0,11 0,26±0,07 0,17±0,07 0,17±0,07 0,19±0,07

11 0,24±0,01 0,28±0,11 0,30±0,15 0,22±0,11 0,23±0,11 0,25±0,11

12 0,25±0,01 0,29±0,11 0,31±0,15 0,23+0,11 0,24±0,11 0,26±0,11

Количество высвободившегося железа имеет для всех вариантов гидролиза положительную возрастающую динамику. При этом период продолжительностью 11-12 часов имеет относительно стабильный характер, изменения в количестве железа незначительны, поэтому увеличение времени процесса нецелесообразно. В таблицах 10 и 11 сведены оптимальные параметры получения продукта для профилактики железодефицита и его физико-химические показатели.

Таблица 10 - Оптимальные параметры гидролизата эритроцитарной массы свиной крови и физико-химические показатели гидролизата _

Выходные данные готового гидролизата Массовая доля уксусной кислоты 5 %, (35 ± 1) "С, 12ч Массовая доля уксусной кислоты 10%, (35 ± 1) "С, 12 ч Массовая доля лимонной кислоты 10%, (35±1)°С, 12ч

Массовая доля аминного азота, мг/100 г 220,0 ± 8,3 320,0 ± 8,3 294,0 ± 8,3

Степень гидролиза, % 29,9 ± 1,4 30,75 ± 1,4 27,2 ± 1,4

Массовая доля гемового железа, в % к массе гидролизата 0,33 ±0,01 0,35 ±0,01 0,30 ±0,01

Массовая доля сухих веществ, % 28,0 ± 1,4 26,0 ± 1,4 28,0 + 1,4

РН 5,6 ±0,2 5,1 ±0,2 5,2 ± 0,2

Массовая доля влаги, % 72,0 ± 3,7 75,0 ± 3,7 73,0 + 3,7

Активность воды, единиц 0,80 ± 0,03 0,78 ±0,03 0,80 ±0,03

Таблица 11 - Оптимальные параметры гидролиза эритроцитарной массы крови КРС и физико-химические показатели гидролизата _

Выходные данные готового гидролизата Массовая доля уксусной кислоты 5 %, (35 ± 1) °С, 12ч Массовая доля уксусной кислоты 10 %, (35 ± 1) °С, 12 ч Массовая доля лимонной кислоты 10 %, (35 ± 1) °С, 12ч

Массовая доля аминного азота, мг/100 г 166,0 ±8,3 209,0 + 8,3 183,0 ±8,3

Степень гидролиза, % 29,5 ±1,4 31,5+1,4 27,1 ±1,4

Массовая доля гемового железа, в % к массе гидролизата 0,29 ±0,01 0,31 +0,01 0,26 ±0,01

Массовая доля сухих веществ, % 25,0 ± 1,4 24,0+1,4 26,0+1,4

РН 5,6 ± 0,2 5,1 ±0,2 5,2 + 0,2

Массовая доля влаги, % 75,0 ± 3,7 80,0 ± 3,7 78,0 ± 3,7

Активность воды, единиц 0,82 ± 0,03 0,79 ± 0,03 0,81 ±0,03

Изучение динамики выхода аминного азота и высвобождения гемового железа при гидролизе шестью вариантами кислот показало, что гидролиз целесообразно вести в течение 12 ч со следующими концентрациями кислот: уксусная кислота массовой долей 5 %, лимонная кислота массовой долей 10 % и уксусная кислота массовой долей 10 %. Выбрана оптимальная температура гидролиза эритроцитарной массы свиной крови и крови КРС - 35 °С. Для проведения гидролиза используют соотношение эритроцитарная масса : кислота 10:1.

Проведены исследования пептидного состава гидролизатов методом электрофореза в полиакриламидном геле. Данные представлены на рисунках 12-13 и в таблицах 12-13.

Ш0

ода

15 Яда«

ярде - . -

•ki..-.. л •' Щйвь

Ш е*

Рисунок 12 - Электрофорез в полиакрила-мидном геле гидролизата эритроцитарной массы свиной крови

Рисунок 13 - Электрофорез в полиакрила-мидном геле гидролизата эритроцитарной массы крови КРС

Таблица 12 - Фракционный состав гидролизата свиной крови

Номер полосы Молекулярная масса, кДа Относительное содержание, %

массовая доля уксусной кислоты 5% массовая доля лимонной кислоты 10% массовая доля уксусной кислоты 10%

В6 33,2 - _ 1,6

В7 28,6 - 6,8 0,6

В8 27,2 4,2 - _

В9 26,3 3,7 1,4

BIO 24,0 3,3 2,4 29,9

В11 22,1 29,0 25,5 19,1

В12 21,5 - 14,4 10,0

В13 19,5 20,5 13,1 _

В14 16,8 37,0 10,4 9,0

В15 14,0 2,3 27,4 28,4

Таблица 13 - Фракционный состав гидролизата крови КРС

Номер полосы Молекулярная масса, кДа Относительное содержание, %

массовая доля уксусной кислоты 5% массовая доля лимонной кислоты 10% массовая доля уксусной кислоты 10%

В6 32,3 - _ 2,1

В7 28,6 - 3,2 _

В8 27,9 2,5 - _

В9 26,5 1,3 1,2 1,3

BIO 24,0 2,4 2,8 28,8

ВЦ 22,1 26,0 29,5 16,2

В12 21,5 - 14,4 12,8

В13 19,5 20,5 13,1 _

В14 16,3 25,0 9,4 9,4

В15 14,0 22,3 26,4 29,4

Таким образом, в результате гидролиза эритроцитарной массы образуется гемовое железо и аминопептидные комплексы, при этом как для свиной крови, так и для крови КРС характерно наличие фракций, не превышающих 35 кДа.

Рассматривая плазму крови как сырье для получения пенообразователя, установлено, что плазма свиной крови является богатым источником высокомолекулярных белковых соединений и обладает высоким потенциалом пенооб-разования. В связи с этим, исследованы пенообразующие свойства плазмы свиной крови, в сравнении с традиционными пенообразователями: пищевым желатином и яичным белком. Полученную пену исследовали на кратность, устойчивость во времени и дисперсность.

Использование концентраций 0,5 -г 3,0 г/дм3 позволяет добиться положительных результатов пенообразования для всех образцов. Плазма характеризуется несколько меньшей кратностью пенообразования при 3,0 г/дм3, чем яичной белок и при этом имеет более высокие показатели при малых концентрациях.

На рисунках 14-16 представлены микрофотографии пен, образуемых исследуемыми пенообразователями.

Рисунок 14 - Микрофотография сформированной пены с применением яичного белка (контроль)

Представленный фрагмент сформированной пены с использованием яичного белка содержит 365 дисперсных частиц. Средний радиус дисперсной частицы - 0,99 мм.

Рисунок 15 - Микрофотография сформированной пены с применением желатина

Фрагмент содержит 156 дисперсных частиц, при этом, 7 из них имеют большие размеры. Средний радиус дисперсной частицы составляет 1,51 мм.

Рисунок 16 - Микрофотография сформированной пены с применением плазмы свиной крови

Фрагмент содержит 186 дисперсных частиц, 6 из которых имеют ярко выраженные большие размеры, остальные частицы имеют на порядок меньшие размеры. Средний радиус дисперсной частицы соответствует 1,39 мм.

Анализируя характеристики пенообразования, можно сделать вывод, что плазма свиной крови обладает высоким потенциалом пенообразования и по качественным характеристика не уступает традиционным пищевым пенообразователям - яичному белку и желатину. Дальнейшие исследования направлены на изучение структурно-механических свойств пены из плазмы свиной крови, полученной с применением стабилизаторов № 1 и 2. Изучено влияние газонасыщения на прочность коагуляционного контакта. Результаты исследований представлены на рисунке 17.

Сила сцепления воздушных пузырьков зависит от доли воздушной фазы, что подтверждает влияние гидромеханической нагрузки вследствие дробления пузырьков. Прочность коагуляционного контакта при различной доле воздушной фазы также зависит от состава применяемого стабилизатора при получении плазмы из цельной свиной крови.

Рисунок 17 - Зависимость прочности коагуляционного контакта от газонасыщения

Глава 6. Разработка технологии сублимационной сушки крови и продуктов ее переработки. Применение сублимации в технологии получения сухих продуктов из крови и продуктов ее переработки является неотъемлемой и важной технологической операцией. Для оптимизации параметров обезвоживания плазмы крови методом сублимационной сушки изучали массовую долю влаги при различных температурах сушки (рисунок 18).

100

90

яо

К ^ 70

(И 60

<к 50

о ег 40

3 30

о о 20

Г« 1П

2 0

О 0,5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Продолжительность, ч

Рисунок 18 - Динамика изменения массовой доли влаги при различных температурах сушки: 1 - (25 ± 1) °С; 2 - (30 ± 1) °С; 3 - (35 ± 1) °С; 4 - (40 ± 1) °С

Наилучший результат получен при использовании температуры (40 ± 1) °С, в течение семи часов массовая доля влаги достигла величины 7,9 %.

Учитывая, что при температуре (40 ± 1) °С малые значения массовой доли влаги достигаются уже в течение 4 ч и в последующие 3 ч сушки изменяются не менее чем на 2,5 %, принято, что сушка будет проводиться в течение 4 ч до остаточной массовой доли влаги 9,0 %. В процессе исследования процесса сушки было также установлено, что при различных толщинах объекта сушки получается различная степень его просушки.

На рисунках 19-20 представлены результаты исследования зависимости массовой доли влаги от продолжительности процесса при различных вариантах предварительного замораживания для каждого вида крови животного соответственно.

Рисунок 19 - Зависимость массовой доли влаги от продолжительности процесса при различных вариантах предварительного замораживания (обезвоживаемый объект-кровь КРС): 1 - замораживание в СМА; 2 - самозамораживание; 3 - жидкий азот

Рисунок 20 - Зависимость массовой доли влаги от продолжительности процесса при различных вариантах предварительного замораживания (обезвоживаемый объект - кровь

свиней): 1 - замораживание в СМА; 2 - самозамораживание; 3 - жидкий азот

Использование жидкого азота в качестве агента для предварительного замораживания позволило сократить процесс сушки в среднем на 40-50 мин и при общей продолжительности процесса 160 мин позволяет достигать значения массовой доли влаги 4-5 %.

На рисунках 21-22 представлены результаты исследований зависимости скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи азота для крови свиней и КРС.

Расход азота, мл/кг

Рисунок 21 - Зависимость скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи азота (свиная кровь): 1 - орошение; 2 - погружение

Рисунок 22 - Зависимость скорости охлаждения от расхода азота при различных способах подачи азота (кровь КРС): 1 -орошение; 2 - погружение

200,00 400,00 600

.00 800.00 1000,00

200,00 400.00 000,00 800,00 1000,00 Расход азота, мл/ут

При замораживании свиной крови жидким азотом значения расхода азота при максимальной скорости охлаждения (10 °С/мин) составляют: для орошения 890 см3/кг, для погружения - 1050 см3/кг. При замораживании крови КРС жидким азотом значения расхода азота при максимальной скорости охлаждения (10 °С/мин): для орошения - 850 см3/кг, для погружения - 1020 см3/кг. На рисунке 23 представлена зависимость температуры в замораживаемом объеме крови от продолжительности процесса замораживания при использовании способа орошения, а на рисунке 24 - при использовании способа погружения.

Рисунок 23 - Кривая скорости замораживания при орошении: 1 - кровь КРС; 2 - свиная кровь

Рисунок 24 - Кривая скорости замораживания при погружении: 1 - кровь КРС; 2 - свиная кровь

0,00

-5,00

о -10,00

ä -15,00 fr

» -20,00 § -25,00 Н -30.00 -35,00 40,00

0,00

50.00 100,00 150,00 Продолжительность, с

200,00

0.00 -5,00 ■10,00 -15.00 -20,00 -25,00 -30.00 -35,00 -40.00

.00 50.00 100.00 150,00 200,00 250,00 300.00 Продолжительность, с

Анализируя представленные рисунки, можно сделать заключение, что достижение низкой температуры минус 40 °С возможно осуществить быстрее при использовании способа погружения. Вследствие того, что сублимационная

сушка исключает использование высоких температур, такие мобильные компоненты, как белки и витамины, изменяются в высушенном продукте незначительно. В таблице 14 представлены основные физико-химические показатели крови полученной сублимационной сушкой при использовании в качестве агента предварительного замораживания жидкого азота.

Таблица 14 - Физико-химические показатели сухого кровяного продукта

Показатель Значение

из крови КРС из крови свиней

Массовая доля сухих веществ, %, не менее 98,0 ±4,9 99,0 ± 4,9

Массовая доля влаги, %, не более 5,0 ± 0,2 4,0 ±0,2

Активность воды, единиц 0,15 0,15

Общий белок, % 93,0 ±4,6 95,0 ±4,6

Данные таблицы 14 подтверждают положительный эффект решаемых задач при реализации технологии сублимационной сушки с применением жидкого азота в качестве агента предварительного замораживания.

Глава 7. Исследование и разработка метода контроля патогенных прионных инфекций вторичного сырья мясной промышленности. Установлено, что фракции водорастворимых белков говядины и плазмы крови являются нормальными прионными белками крупного рогатого скота. Исследовано разнообразие в строении гена PRNP прионного белка у различных представителей крупного рогатого скота для выявления внутривидовых различий в последовательности этого гена и возможности использования результатов данного исследования при молекулярной идентификации патогенного прионного белка, конструировании универсальных праймеров для амплификации гена PRNP. Для того, чтобы нагляднее оценить степень эволюционного родства последовательностей прионного белка, в компьютерной программе «CrustalW» было построено филогенетическое дерево, представленное на рисунке 25. Проведено выравнивание последовательностей гена патогенного и нормального прионного белка Ovis aries, представленное на рисунке 26, которое показало, что нуклеотидные последовательности РгР0 и PrPsc являются идентичными. Проведенный филогенетический анализ подтвердил, что последовательности гена прионного белка являются весьма консервативными и различаются лишь конформацией и связанной с ней устойчивостью к протеолизу. Это не позволяет выбрать ДНК-мишень из прионных последовательностей для последующего анализа с помощью ПЦР. Поэтому в данном случае была выбрана разновидность ПЦР - метод иммуно-ПЦР в реальном времени для детекции инфекционных прионных белков, где молекулу ДНК используют в качестве маркера.

,0i|1194898O1Bos П—gi|54l254808os L—(ji [6412550 8Bubaf«s '— gi|54125464Syncerus ■— gi|119514499Сзрга

--[-gi|119655282Ammotragus

r ¡gi|891609510ws

_I gi|27733849Equus

___L g||i 19514511Equus

-gill 194899B3SUS

---fli|308194928Homo

[_r gi|158714095Cervus I—gi[50442285Cervus

0-gi|73697718Rangiier gi|5D442265Raneifer gi|50442321Capreolus — gi|50442307Alces

Рисунок 25 - Филогенетическое дерево последовательностей гена PRNP прионного белка

gi | 341942290PrPsc GGGTCAAGGTGGTAGCCACAGTCAGTGGAACAAGCCCAGTAAGCCAAAAACCAACATGAA 60

gi |47028553РГР -GGTCAAGGTGGTAGCCACAGTCAGTGGAACAAGCCCAGTAAGCCAAAAACCAACATGAA 59

gi|341942290PrPsc GCATGTGGCAGGAGCTGCTGCAGCTGGAGCAGTGGTAGGGGGCCTTGGTGGCTACATGCT 120

gi j 47028553РГР GCATGTGGCAGGAGCTGCTGCAGCTGGAGCAGTGGTAGGGGGCCTTGGTGGCTACATGCT 119 ************************************************************

gi I 341942290PrPsc GGGAAGTGCCATGAGCAGGCCTCTTATACATTTTGGCAATGACTATGAGGACCGTTACTA 180

gi | 47028S53PrP GGGAAGTGCCATGAGCAGGCCTCTTATACATTTTGGCAATGACTATGAGGACCGTTACTA 179 ************************************************************

gi I 341942290PrPsc TCGTGAAAACATGTACCGTTACCCCAACCAAGTGTAGTACAGACCAGTGGATCAGTATAG 240

gi j 4 7028553PrP TCGTGAAAACATGTACCGTTACCCCAACCAAGTGTACTACAGACCAGTGGATCAGTATAG 23 9 ************************************************************

gi I 341942290PrPsc ААССАвААСААСТТТаТвСАТвАСТвТвТСААСАССАСАвТСААвСААСАСАСАвТСАС 3 00

gi j 47028553РГР TAACCAGAACAACTTTGTGCATGACTGTGTCAACATCACAGTCAAGCTACACACAGTCAC 299

gi | 341942290PrPsc CACCACCACCAAGGGGGAGAACTTCACCGAAACTGACATCAAGATAATGGAGCGAGTGGT 360

gi ¡47028553РГР CACCACCACCAAGGGGGAGAACTTCACCGAAACTGACATCAAGATAATGGAGCGAGTGGT 359 ************************************************************

gi|341942290PrPsc GGAGCAAATGTGCATCACCCAGTACCAGAGAGAATCCCAGGCTT 404

gi I 47028553РГР GGAGCAAATGTGCATCACCCAGTACCAGAGAGAATCCCAGGCT- 402 *******************************************

Рисунок 26 - Выравнивание нуклеотидных последовательностей гена PRNP нормального РгР° и патогенного РгР" прионного белка Ovis aries

В ходе анализа было выбрано мышиное моноклональное антитело 15ВЗ (компании «Рпошс5»), которое получено с помощью трех различных последовательностей (эпитопа) пептида РгР человека: 15ЬЗ-1 включает в себя аминокислотные остатки 142-148 СШЭУЕЕЖГУУ); 15ЬЗ-2 остатки 162-170 УУКРУВОУБ; 15ЬЭ-3 остатки 214-226 СИОУОКЕБОАУУ (рисунок 27).

gi|56180813Sus KVKSHIGGWILVLFVAAWSDIGLCKKRPKPGGGWNTGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGG- 59 giI11Э514512Equus MVKSHVGGWILVLFVATWSDVGLCKKRPKPGG-WNTGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGG- 58 giI61106150vis MVKSHIGSWILVLFVAMWSDVGLCKKRPKPGGGWNTGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGG- 59 gi11149617Capra MVKSHIGSWILVLFVAMWSDVGLCKKRPKPGGGWNTGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGG- 59 gi | 34334038BOS MVKSHIGSWILVLFVAMWSDVGLCKKRPKPGGGTOITGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGGR 60 gi[89160954Homo --MANLGCWMLVLFVATWSDLGLCKKRPKPGG-WNTGGSRYPGQGSPGGNRYPPQGGGG- 56

gi|56180813SUS -------WGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGGWGQGGGSHGQWNKPSKPKTN 112

giI 119514512 Equus-------KGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGGWGQGG-SHGQWNKPSKPKTN 110

gi | 61106150vis -------WGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGGWGQGG-SHSQWNKPSKPKTN 111

gi I 1149617Capra -------WGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGGWGQGG-SHSQWNKPSKPKTN 111

giI34334038BOS GQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGGWGQGG-THGQWNKPSKPKTN 119 gi|89160954Homo -------WGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGGWGQPHGGG-WGQGGGTHSQWNKPSKPKTN 108

gi | 56180813SUS MKHVAGAAAAGAWGGLGGYMLGSAMSRPLIHFGSDYEDRYYRENMYRYPNQVYYRPVDQ 172 gi 1119514512Equus MKHVAGAAAAGAVVGGLGGYMLGSAMSRPLIHFG^)YEDRYYRENMYRYPNQVYYRPVNEj 170 gi j 61106150vis MKHVAGAAAAGAWGGLGGYMLGSAMSRPLIHFGNDYEDRYYRENMYRYPNQVYYRPVDQ 171 gi I 1149617Capra MKHVAGAAAAGAWGGLGGYMLGSAMSRPLMHFGNDYEDRYYRENMYRYPNQVYYRPVDQ 171 gi I 3 4 334 038BOS MKHVAGAAAAGAWGGLGGYMLGSAMSRPLIHFGSDYEDRYYRENMHRYPNQVYYRPVDQ 179 gi j 89160954НОШО MKHMAGAAAAGAWGGLGGYMLGSAMSRPIIHFGSDYEDRYYRENMHRYPNQVYYRP^D^ 168

gi I 56180813 Sus YSNQNSFVHDCVNITVKQHTVTTTTKGENFTETDVKMIERWEQMCITQYQKEYEAYAQR 232 gi 1119514 512Equus YSNQNNFVHDCWITVKQHTVTTTTKGENFTETDVKIMERVVEQMCITQYQKEYEA^QQR 230 gi | 61106150vis YSNQKNFVHDCVNITVKQHTVTTTTKGENFTETDIKIMERVVEQMCITQYQRESQAYYQR 231 gi I 1149617Capra YSNQNNFVHDCVNITVKQHTVTTTTKGENFTETDIKIMERWEQMCITQYQRESQAYYQR 231 gi j 34334038BOS YSNQNNFVHDCVNITVKEHTVTTTTKGENFTETDIKMMERWEQMCITQYQRESQAYYQR 239 gi I 89160954Homo HSNQNNFVHDCVNITIKQHTVTTTTKGENFTETDVKMMERWEQMCITQYERESQAYYQR 228

; *** . ****** ЫС I.*.**************** . . . * .*. **

gi J 56180813Sus GASVILFSSPPVILLISFLLFLIVG 257 gi 1119514512Equus GASWLFSSPPWLLISFLIFLIVG 255 gi j 61106150vis GASVILFSSPPVILLISFLIFLIVG 256 gi|1149617Capra GASVILFSPPPVILLISFL1FLIVG 256 gi|34334038BOS GASVILFSSPPVILLISFLIFLIVG 264 giI89160954Homo GSSMVLFSSPPVILLISFLIFLIVG 253 .******.******.*****

Рисунок 27 - Аминокислотная последовательность гена PRNP прионного белка

Компанией «Prionics» экспериментально установлено, что 15ВЗ реагирует с патогенными РгР&-прионами человека, крупного рогатого скота, овцы, оленя, мыши и хомяка, но не реагирует с нормальными РгРс-прионами. Поэтому 15ВЗ может использоваться в качестве детектирующего антитела для дальнейшего анализа. Построена синтетическая последовательность, длиной 194 п.н., полученная случайным образом (ДНК-хвост). Анализ в GenBank с помощью программы «BLAST» показал, что созданная последовательность и последовательности базы данных гомологов не имеют. К синтезированному ДНК-хвосту подобраны два праймера размерами 20 п.н. С помощью программы «Primer3» подобраны параметры для соответствующих праймеров (таблица 15).

Таблица 15 - Параметры праймеров

Вид праймера Стартовая позиция, п.н се, % Длина, п.н. ^ПИ °с Последовательность

Левый 41 55 20 60,25 АОТСАОТССТГСОССТССТТ

Правый 193 55 20 59,80 САСПТСОАТССТССТССАС

Полученные экспериментальные данные указывают на то, что при использовании праймеров АаТСАОТССГГССССТССТТ (левого) и САСГТТССАТССТССТССАО (правого) амплификацию следует проводить по схеме, представленной в таблице 16.

Таблица 16 - Схема проведения амплификации

Операция Температура, °С Продолжительность, с Количество циклов

Предварительная денатурация 95 60 1

Денатурация 95 30 30

Отжиг 56 60

Элонгация 72 30

Элонгация 72 600 1

Таким образом, на основании проведенных исследований подобраны компоненты для проведения ПЦР-реакции, выбраны оптимальные параметры процесса амплификации, установлен состав реакционной смеси для проведения ПЦР-реакции. Экспериментально получен положительный контрольный образец, являющийся маркером длины ПЦР-продуктов, обеспечивающий высокую чувствительность определения видовой специфичности тканей животного происхождения.

Подтверждена высокая специфичность разработанной тест-системы и олигонуклеотидных праймеров путем электрофоретического разделения образцов мясного фарша, содержащего патогенный прионный белок, а также путем сравнительного анализа результатов определения патогенного прионного белка, полученных с помощью ПЦР-тест-системы и ИФА-системы «ТеЗеЕ™».

Глава 8. Разработка технологий и практическая реализация результатов исследований. Проведенный цикл комплексных экспериментальных и теоретических исследований послужил предпосылкой для создания новых видов функциональных продуктов питания из крови сельскохозяйственных животных. Важным этапом является первичная переработка крови, заключающаяся в применении стабилизаторов-консервантов определенного состава для предотвращения свертывания крови, микробиологической порчи, способствующих сохранению высокомолекулярных белковых фракций. Стабилизирован-

ная кровь подвергается фракционированию при режимах, не допускающих гемолиза эритроцитов. Эритроцитарная масса может быть использована для получения противоанемических препаратов и продуктов, подвергаясь кислотному гидролизу; плазма крови, содержащая высокомолекулярные белковые фракции, обладает высоким потенциалом ценообразования и служит основой для создания пенообразователя для функциональных продуктов.

Основные научно-технические разработки, полученные при выполнении работы, представлены в таблице 17.

Таблица 17 - Научно-технические разработки, полученные при выполнении работы_

№ Вид документа Номер документа Наименование документа Место и дата внедрения

Добавка для профилактики железодефицита

1 Технические условия, Технологическая инструкция ТУ 9197-170020683315-2013, ТИ 9197-170020683315-2013 Продукт для профилактики железодефицита ООО «Альфа» 21.01.2012

2 Заявка на патент №2014141863 от 16.10.2014 Способ получения продукта для профилактики железодефицита из крови свиней и крупного рогатого скота

Пенообразователь из плазмы свиной крови

3 Технические условия, Технологическая инструкция ТУ 9219-180020683315-2013, ТИ 9219-18020683315-2013 Протеиновый пенообразователь из крови сельскохозяйственных животных НПО «Здоровое питание»

4 Патент № 2457847 от 10.08.2012 Способ разделения свиной крови на плазму и эритро-цитарную массу «Крестьянское хозяйство Волкова А.П.» 22.01.2013

5 Заявка на патент №2014141874 от 16.10.2014 Способ получения пенообразователя из плазмы свиной крови

Сухой продукт из крови сельскохозяйственных животных

6 Патент № 2484639 от 20.06.2013 Устройство для переработки крови сельскохозяйственных животных и его применение ООО «МКС» 2.04.2014

7 Патент №2499210 от 20.11.2013 Способ сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных ЗАО «Техно-холод» 20.12.2013

8 Заявка на патент №2014141875 от 16.10.2014 Белковая кормовая добавка «Вюко\у» —

Окончание таблицы 17

№ Вид документа Номер документа Наименование документа Место и дата внедрения

Сухой п эодукт из крови сельскохозяйственных животных

9 Технические условия, Технологическая инструкция ТУ 9197-189020683315-2014, ТИ 9197-189020683315-2014 Сухой продукт из крови сельскохозяйственных животных ТОО «АФ Кайнар» (республика Казахстан) 20.07.2013

ПЦР-тест-система для идентификации патогенного прионного белка

10 Методические указания Методические указания по использованию ПЦР-тест-системы НИИ Биотехнологии ФГБОУ ВО «КемТИПП» 7.10.2013

14 Патент №2486517 от 27.06.2013 Способ диагностики инфекционной губчатой энцефалопатии животных методом ПЦР ООО «Биотек» 11.05.2014

Результаты диссертационной работы прошли апробацию и внедрены на предприятиях биотехнологической, пищевой и холодильной промышленности: ООО «Альфа», ЗАО «Технохолод», НПО «Здоровое питание», «Крестьянское хозяйство Волкова А.П.», внедрены в производство на ООО «МКС» в рамках лицензионного договора № 1/14 от 02.04.2014г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании анализа отечественной и зарубежной информации, а также многочисленных результатов собственных исследований предложена концепция получения продуктов из крови сельскохозяйственных животных, заключающаяся в сборе крови, применении стабилизаторов-консервантов, использовании рациональных режимов фракционирования, гидролиза эритроци-тарной массы, сублимационной сушки цельной крови и продуктов ее фракционирования, а также разработаны современные методы контроля возбудителей прионных инфекций крупного рогатого скота.

2. Изучен фракционный и аминокислотный состав белков, определено содержание углеводов, липидов, минеральных элементов крови различных видов сельскохозяйственных животных. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что кровь сельскохозяйственных животных является источником полноценных белковых веществ и макроэлементов, что предопределяет целесообразность ее использования для производства пенообразователя и продукта для профилактики железодефицита.

3. Исследован процесс стабилизации и фракционирования крови сельскохозяйственных животных. Раскрыт механизм стабилизации крови, а также предложены параметры процесса, заключающиеся в применении стабилизато-

ра-консерванта, который состоит из 4%-ного раствора цитрата натрия с массовой долей 99,965 % и 10%-ного раствора лимонной кислоты с массовой долей 0,035 %. Доза внесения стабилизатора-консерванта в кровь составляет 1 : Ю. Исследовано влияние параметров стабилизации на фракционный состав белков плазмы. Наиболее перспективными являются стабилизаторы, содержащие в своем составе 0,75%-ный раствор Na3PC>4 и 4%-ный раствор Na3C6H507 в соотношении 1:1 или 1:1,5. Разработаны технологические параметры фракционирования крови: продолжительность процесса составляет 360 с для свиной крови и 330 с для крови КРС. В качестве оптимального фактора разделения принята величина 2000 единиц для обоих видов сырья.

4. Исследованы закономерности гидролиза белков эритроцитарной массы лимонной и уксусной кислотами. Наиболее эффективным вариантом гидролиза является: массовая доля уксусной кислоты 10 %, температура (35 ± 1) °С, продолжительность 12 ч. Изучены показатели пенообразования плазмы свиной крови. Установлено, что устойчивость пены и кратность пенообразования зависят от концентрации применяемого пенообразователя. При использовании концентраций плазмы (2,0 3,5 г/дм3) отмечаются самые высокие показатели кратности пенообразования. Наибольшая устойчивость пены достигается при концентрации плазмы (3,0 -г 3,5 г/дм3). Определено, что пена, формируемая плазмой свиной крови, представляет собой полидисперсную систему, средний радиус дисперсной частицы при этом соответствует 1,39 мм. Установлено, что вязкостные характеристики пены из плазмы крови зависят от состава стабилизатора, применяемого для получения пенообразователя, и обратно пропорциональны увеличению доли воздушной фазы. Доказано положительное влияние применения высоких температур на устойчивость пены. При температуре выше 65 °С устойчивость пены составляет более 1600 с. В нейтральной и слабощелочной среде устойчивость и плотность пены имеют наибольшие показатели.

5. Разработана технология сублимационной сушки крови с применением жидкого азота. Обоснован метод и технологические режимы процесса обезвоживания плазмы крови: температура в камере сушки (40 + 1) °С; продолжительность процесса 14400 с; остаточное давление в камере сушки 600 Па, толщина слоя плазмы при сушке 20 мм, конечное значение массовой доли влаги 9,0 %. Установлено, что использование жидкого азота в качестве агента для предварительного замораживания позволяет сократить процесс сушки в среднем на 2400-3000 с и при общей продолжительности процесса 9600 с значение массовой доли влаги в продукте составляет 4—5 % и активность воды - 0,1. При этом белковые компоненты получаемой сухой крови при использовании жидкого азота подвержены меньшей деструкции, чем при других вариантах сушки. При замораживании свиной крови расход азота при максимальной скорости охлаждения (10 °С/мин) для способа орошения составляет 890 см3/кг, для погружения - 1050 см3/кг. При замораживании крови КРС жидким азотом значения расхода азота при максимальной скорости охлаждения (10 °С/мин) составляют для орошения 850 см3/кг, для погружения - 1020 см3/кг. Исследовано изменение скорости замораживания при различных способах использования азо-

та. Показано, что достижение низкой температуры минус (40 ± 1) °С возможно осуществить быстрее при использовании способа погружения.

6. Разработан метод контроля и ПЦР-тест-система патогенных прион-ных инфекций. С помощью компьютерных программ «OligoCalc» и «CrustalW» проведен анализ нуклеотидных последовательностей ДНК, кодирующих синтез гена PRNP прионного белка, включающий филогенетический и сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей гена нормального и патогенного прионного белка крупного рогатого скота. Сконструированы и синтезированы олигонуклеотидные праймеры для амплификации гена PRNP патогенного прионного белка. Осуществлен выбор и оптимизация параметров проведения амплификации. Температурно-временной профиль программы амплификации составляет: 95 °С - 60 с - 1 цикл; 95 °С - 30 с - 30 циклов; 56 °С - 60 с - 30 циклов; 72 °С - 30 с - 30 циклов, 72 °С - 600 с - 1 цикл. Установлен оптимальный состав реакционной смеси для проведения ПЦР-реакции.

7. Теоретически обоснованы и экспериментально установлены технологические принципы переработки крови сельскохозяйственных животных. Созданы оригинальные технические решения, новизна которых подтверждена положительными решениями и патентами РФ. Результаты диссертационной работы прошли апробацию на предприятиях биотехнологической и пищевой промышленности: НПО «Здоровое питание», ООО «Альфа», ЗАО «Технохолод», «Крестьянское хозяйство Волкова А.П.», внедрены в производство на ООО «МКС» в рамках лицензионного договора № 1/14 от 02.04.2014г.

Основные публикации по материалам диссертации Монография

1. Кригер, О.В. Биотехнологии функциональных продуктов из крови убойных животных / О.В. Кригер; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2014. - 144 с.

Статьи, индексируемые в Agris, Ulrichs Periodicals directory, Ebscohost (Food Science Source), Scopus

2. Izgarishev, A.V. Innovative Approach to Fabrication of Blood Product of Farm Animals Intended for Prevention of Iron Deficiency / A.V. Izgarishev, O.V. Kriger, A.Y. Prosekov, O.O.Babich, L.S. Dushlyuk // World Applied Sciences Journal. -2013. - № 23 (4). - P. 532-540.

3. Poletaev, A.Yu. A method for processing of keratin-containing raw material using a keratinase-producing microorganism Streptomyces ornatus S 1220 / A.Yu. Poletaev, О. V. Kriger, P.V. Mitrokhin // Foods and Raw Materials. - 2013. -№ 2. - P. 33-36.

4. Kriger, O.V. Advantages of Porcine Blood Plasma as a Component of Functional Drink / O.V. Kriger // Food and Raw Materials. - 2014. - № 2. - P. 26-32.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

5. Изгарышева, Н.В. Преимущества использования вторичного сырья мясной промышленности в технологии кислородных коктейлей / Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер, В.А. Жданов // Техника и технология пищевых производств. -2011.-№ 1.-С. 27-31.

6. Кригер, О.В. Прионные инфекции: характеристика возбудителей и способов диагностики трансмиссивных губчатых энцефалопатий крупного рогатого скота / О.В. Кригер, О.В. Козлова, А.Ю. Просеков // Вестник НГАУ. -2011. - № 3. - С. 85-89.

7. Кригер, О.В. Использование жидкого азота в технологии сублимационной сушки крови / О.В. Кригер, A.B. Гринюк // Техника и технология пищевых производств. - 2011. - № 4. - С. 33-37.

8. Просеков, А.Ю. Разработка устройства для комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных / А.Ю. Просеков, О.В. Кригер, A.B. Из-гарышев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - № 7. - С. 66-68.

9. Кригер, О.В. Сравнительный анализ состава и свойств протеиновых пенообразователей из вторичного сырья мясной промышленности / О.В. Кригер, Н.В. Изгарышева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - № 9. -С. 48-50.

10. Мудрикова, О.В. Исследование содержания нормального прионного белка крупного рогатого скота в пробах биологического происхождения / О.В. Мудрикова, О.В. Кригер, А.Ю. Просеков, А.Р. Хананова, С.Ю. Гармашов // Достижения науки и техники АПК. - 2011.- № 11. - С. 77-79.

11. Кригер, О.В. Влияние ферментативного гидролиза на молекулярную массу и концентрацию белков плазмы боенской крови / О.В. Кригер, Н.В. Изгарышева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2012. - № 1 - С. 66-68.

12. Остроумов, JI.A. Использование биодобавок для консорциума микроорганизмов, окисляющих отходы сельскохозяйственных птиц / JI.A. Остроумов, А.И. Морозова, О.В. Кригер // Вестник КрасГАУ. - 2012. - Выпуск 1. -С. 122-124.

13. Кригер, О.В. Основные аспекты конструирования праймеров для определения видовой принадлежности ДНК крупного рогатого скота методом полимеразной цепной реакции / О.В. Кригер, Л.С. Солдатова, А.Ю. Кравченко, М.В. Новоселова // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2. -С. 362.

14. Кригер, О.В. Влияние способа предварительной обработки на выход и фракционный состав белков плазмы крови / О.В. Кригер, A.B. Изгарышев, А.П. Лапин // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 2. -С. 57-61.

15. Технология структурированного гипоаллергенного продукта / Е.В. Ульрих, О.В. Кригер, Н.Л. Потураева и др. // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 4. - С. 76-81.

16. Линник, А.И. Исследование и разработка технологии переработки отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности / А.И. Линник,

O.B. Кригер, И.С. Милентьева, Л.К. Асякина, Л.А. Остроумов // Вестник Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова. - 2012. - № 4. - С. 77-82.

17. Остроумов, Л.А. Определение последовательности аминокислот в высвобождаемых фрагментах гидролизата молочного белка / Л.А. Остроумов, А.И. Линник, О.В. Кригер, Л.К. Асякина // Вестник КрасГАУ. - 2012. - № 7. -С. 152-156.

18. Кригер, О.В. Исследования процесса разделения крови сельскохозяйственных животных на фракции / О.В. Кригер, A.B. Гринюк, A.B. Изгарышев, А.П. Лапин // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 11. - С. 1423-1426.

19. Разработка технологии мусса молокосодержащего - нового гипоал-лергенного функционального продукта / А.Ю. Просеков, Е.В. Ульрих, О.В. Кригер и др. // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 11. - Часть 4. -С. 942-946.

20. Изгарышев, A.B. Подбор параметров кислотного гидролиза эритроци-тарной массы крови КРС и свиньи / A.B. Изгарышев, О.В. Кригер, А.П. Лапин // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1. - С. 419.

21. Бабич, О.О. Идентификация и анализ биохимических свойств штамма-продуцента кератиназы / О.О. Бабич, К.С. Касымов, А.И. Линник, П.В. Митрохин, О.В. Кригер II Современные проблемы науки и образования. - 2013. -№ 6. - С. 699.

22. Драгунова, Е.Е. ПЦР-тест-система для идентификации патогенного прионного белка: необходимость разработки, методика изготовления и основные характеристики / Е.Е. Драгунова, И.С. Милентьева, О.В. Кригер, М.В. Новоселова // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10. - Часть 8. -С. 1739-1740.

23. Москвина, H.A. Применение метода полимеразной цепной реакции для видовой идентификации продуктов переработки растительного сырья / H.A. Москвина, Ю.В. Голубцова, О.В. Кригер // Техника и технология пищевых производств. - 2014. - № 2. - С. 126-129.

24. Стефанкин, А.Е. Подбор параметров гидродинамической вставки мембранной установки для переработки крови сельскохозяйственных животных / А.Е. Стефанкин, A.A. Крохалев, Р.В. Котляров, О.В. Кригер, Joaquin Pazo Dengra, В.Н. Иванец // Техника и технология пищевых производств. - 2014. -№4.-С. 106-113.

25. Крумликов, В.Ю. Разработка технологии белкового пенообразователя для использования в спортивном питании / В.Ю. Крумликов, Н.В. Изгарышева, J. Pozo-Dengra, О.В. Кригер // Техника и технология пищевых производств. -2015,-№2.-С. 16-21.

Материалы симпозиумов, конгрессов, конференций

26. Гринюк, A.B. Перспективные способы переработки вторичных сырьевых ресурсов мясоперерабатывающей промышленности / A.B. Гринюк, О.В. Кригер // Инновационные технологии переработки продовольственного

сырья: материалы международной научно-технической конференции. - Владивосток, 2011.-С. 74-75.

27. Гринюк, A.B. Использование сублимационной сушки для получения сухой белковой смеси из крови сельскохозяйственных животных / A.B. Гринюк, О.В. Кригер // Инновационные технологии переработки продовольственного сырья: материалы международной научно-технической конференции. -Владивосток, 2011. - С. 75-76.

28. Гринюк, A.B. Варианты сушки крови сельскохозяйственных животных способом сублимации / A.B. Гринюк, О.В. Кригер // Кузбасс: образование, наука, инновации: материалы инновационного конвента. - Кемерово, 2011. - С. 85-87.

29. Гринюк, A.B. Получение питательной среды для культивирования микроорганизмов на основе сублимированной крови как инновационный подход к переработке вторичного сырья / A.B. Гринюк, О.В. Кригер II Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и инновационные технологии пищевых производств: материалы международной научно-практической конференции. - Углич, 2011. - С. 223-224.

30. Изгарышев, A.B. Инновационный подход к получению противо-анемических продуктов / A.B. Изгарышев, О.В. Кригер // Кузбасс: образование, наука, инновации: материалы инновационного конвента. - Кемерово, 24— 25 ноября 2011 г. - С. 109-111.

31. Изгарышев, A.B. Варианты аппаратурного оформления устройств для фракционирования крови сельскохозяйственных животных / A.B. Изгарышев, О.В. Кригер // Материалы VI всероссийской конференции научно-практической конференции с международным участием. - Магнитогорск: Ми-ниТип, 2011. - С. 258-260.

32. Изгарышева, Н.В. Исследование качественных показателей пенообразователя, полученного из вторичного сырья мясной промышленности / Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер // Материалы VI всероссийской конференции научно-практической конференции с международным участием. - Магнитогорск: Ми-ниТип, 2011.-С. 159-162.

33. Кригер, О.В. Использование вторичных сырьевых ресурсов мясоперерабатывающей промышленности в производстве лечебно-профилактических продуктов противоанемического действия / О.В. Кригер, А.О. Маслова, A.B. Изгарышев II Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и инновационные технологии пищевых производств: материалы международной научно-практической конференции. - Углич, 2011. - С. 165-167.

34. Гринюк, A.B. Использование методов сублимационной сушки при обработке биоматериалов из крови убойных сельскохозяйственных животных / A.B. Гринюк, О.В. Кригер // Современные проблемы биоматериалов, нанома-териалов и наномедицины: материалы I международной научно-практической конференции. - Семей, 2012. - С. 34-35.

35. Иванова, A.B. Исследование пенообразующих свойств протеиновых пенообразователей из вторичного сырья мясной промышленности / A.B. Ива-

нова, H.B. Изгарышева, O.B. Кригер // Техника и технология пищевых производств: материалы VIII международной конференции студентов и аспирантов. -Могилев, 2012.-С. 76.

36. Демина, Т.В. Исследование способа получения гемосодержащей основы из крови убойных животных / Т.В. Демина, Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер // Техника и технология пищевых производств: материалы VIII международной конференции студентов и аспирантов. - Могилев, 2012. - С. 74.

37. Изгарышева, Н.В. Основные аспекты переработки крови убойных животных для функциональных молочных продуктов / Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер, А.П. Лапин // Биокаталитические технологии и технологии возобновляемых ресурсов в интересах рационального природопользования: материалы международной молодежной конференции. - Кемерово, 2012. - С. 119-123.

38. Лапин, А.П. Изучение влияния стабилизаторов на соотношение плазмы и форменных элементов боенской крови сельскохозяйственных животных / А.П. Лапин, О.В. Кригер // Биокаталитические технологии и технологии возобновляемых ресурсов в интересах рационального природопользования: материалы международной молодежной конференции. - Кемерово, 2012. - С. 128-131.

39. Кригер, О.В. Влияние продолжительности ферментативного гидролиза обезжиренного молока и молочной сыворотки на урожай клеток молочнокислых бактерий / О.В. Кригер, В.Ф. Долганюк, С.Ю. Носкова // Инновации в науке: материалы XVII международной заочной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2013. - С. 12-19.

40. Артемьева, К.В. Исследование и разработка способа сушки крови убойных сельскохозяйственных животных для использования в составе питательных сред / К.В. Артемьева, А.П. Лапин, О.В. Кригер // Пищевые инновации и биотехнологии: сборник материалов конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово, 2013. - С. 33-36.

41. Милентьева, И.С. Способ получения кормовой биомассы из отходов переработки зерна / И.С. Милентьева, И.Е. Семиболомут, О.В. Кригер // Пищевые инновации и биотехнологии: сборник материалов конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово, 2013. - С. 396-399.

42. Хананова, А.Р. Структурированный молочный продукт, обогащенный пребиотиками / А.Р. Хананова, Н.Л. Потураева, О.В. Кригер // Пищевые инновации и биотехнологии: сборник материалов конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово, 2013. - С. 600-602.

43. Драгунова, Е.Е. Филогенетический анализ степени эвалюционного родства последовательностей прионного белка / Е.Е. Драгунова, И.С. Милентьева, О.В. Кригер, М.В. Новоселова // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы международного научного форума. - Кемерово, 2013. - С. 172-180.

44. Лапин, А.П. Совершенствование способов первичной переработки крови убойных животных / А.П. Лапин, О.В. Кригер // Современные достижения биотехнологии: материалы IV международной научно-практической конференции. - Минск - Ставрополь, 2014 - С. 158-161.

45. Крумликов, В.Ю. Исследование функционально-технологических свойств протеинового пенообразователя / В.Ю. Крумликов, О.В. Кригер // Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: материалы IV международной научно-технической конференции. - Воронеж, 2014. - С. 189-192.

46. Лапин, А.П. Сухой белковый продукт из крови убойных животных / А.П. Лапин, О.В. Кригер // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы III всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). - Улан-Удэ, 2014. -С. 83-85.

47. Стефанкин, А.Е. Использование мембранных методов для переработки крови сельскохозяйственных животных / А.Е. Стефанкин, О.В. Кригер // Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России: материалы XIII международной научно-практической конференции. - Кемерово: Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт, 2014. - С. 445-451.

48. Нестеров, С.Н. Актуальные направления переработки крови сельскохозяйственных животных / С.Н. Нестеров, А.П. Лапин, A.B. Изгарышев, О.В. Кригер // Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России: материалы XIII международной научно-практической конференции. -Кемерово: Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт,

2014. - С. 441^45.

49. Крумликов, В.Ю. Сравнение качественных и количественных показателей пенообразователей плазмы свиной крови с ее аналогами / В.Ю. Крумликов, О.В. Кригер // Международный научно-исследовательский журнал. -

2015.-№ 1 (32).-С. 56-58.

50. Митрохин, П.В. Исследование состава и свойств отходов птицеперерабатывающей промышленности / П.В. Митрохин, A.B. Изгарышев, О.В. Кригер // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы международной научной конференции: ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)». - Кемерово, 2015. - С. 101-103.

Патенты РФ

51. Пат. 2499210 Российская Федерация, МПК F26B 5/06, A23J 1/06, А23К 1/04. Способ сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных / Гринюк A.B., Изгарышев A.B., Просеков А.Ю., Кригер О.В., Лапин А.П.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». - № 2012140001/06; заявл. 18.19.2012; опубл. 20.11.2013, Бюл. № 32. - 3 с.

52. Пат. 2484639 Российская Федерация, МПК A23J 3/12, А23В 5/04. Устройство для переработки крови сельскохозяйственных животных и его применение / Изгарышев A.B., Просеков А.Ю., Кригер О.В.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессио-

нального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». - № 2011109971/10; заявл. 16.03.2011; опубл. 20.06.2013, Бюл. № 17. - 6 с.

53. Заявка на выдачу патента № 2014141875 (2014) Белковая кормовая добавка «Biolsow» / М.М. Драгунова, А.Ю. Просеков, О.В. Кригер.

54. Заявка на выдачу патента № 2014141863 (2014) Способ получения продукта для профилактики железодефицита / A.B. Изгарышев, А.Ю. Просеков, О.В. Кригер.

55. Заявка на выдачу патента № 2014141874 (2014) Способ получения пенообразователя из плазмы свиной крови / Н.В. Изгарышева, А.Ю. Просеков, О.В. Кригер.

Отчеты по НИОКР

56. Разработка ПЦР-тест системы для идентификации инфекционной губчатой энцефалопатии животных / А.Ю. Просеков, О.В. Мудрикова, Ю.В. Муд-рикова, О.В. Кригер // Отчет о научно-исследовательской работе № 08.06-04.071.1 по государственному контракту № 16.512.11.2077. - Кемерово, 2011. - 129 с.

57. Разработка ПЦР-тест системы для идентификации инфекционной губчатой энцефалопатии животных / А.Ю. Просеков, О.О. Бабич, М.А. Осин-цева, О.В. Кригер // Отчет о научно-исследовательской работе № 15.05-04.071.3 по государственному контракту № 16.512.11.2077. - Кемерово, 2012. - 89 с.

58. Разработка высокоэффективной технологии получения противо-анемических продуктов на основе крови убойных животных / A.B. Изгарышев, А.И. Линник, О.В. Кригер // Научно-технический отчет № 01201276071 по соглашению № 14.132.21.1763.-Кемерово, 2013,- 180 с.

Подписано в печать Формат 60x86/16. Тираж 80 экз. Объем 2,5 п.л. Заказ № Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет). 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники Кемеровского технологического института пищевой промышленности (университета) 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 7