автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Научное обоснование и разработка технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов

На правах рукописи

00504»ио^

Максимова Светлана Николаевна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ

05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных

производств

Автореферат диссертации на сонсканис ученой степени доктора технических наук

и ЯИВ 2013

Калининград - 2012

005048065

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» (ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз»).

Научный консультант Доктор технических наук, профессор,

Заслуженный работник высшей школы РФ Сафронова Тамара Михайловна

Официальные оппоненты: Маслова Галина Васильевна,

доктор технических наук, ст. 1 туч. сотр., ОАО «ГИПРОРЫБФЛОТ», заместитель директора по технологии переработки гидробионтов, Почетный работник рыбного хозяйства РФ, Заслуженный технолог РФ

Андреев Михаил Павлович,

доктор технических наук, ст. науч. сотр., ФГУП «АтлантНИРО», заместитель директора, Заслуженный работник рыбного хозяйства РФ

Ярочкин Альберт Павлович,

доктор технических наук, ст. науч. сотр. ФГУП «ТИНРО-центр», заведующий лабораторией рационального использования гидробионтов, Почетный работник рыбного хозяйства РФ

Ведущая организация ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и

технологический институт биологической промышленности» (ВНИТИБП) РАСХН

Защита диссертации состоится 15.02.2013 г. в 1500 ч на заседании диссертационного совета Д 307.007.01 на базе ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «КГТУ») по адресу: Россия, 236022, г. Калининград, Советский пр., 1, конференц-зал (ауд. 255), факс 8(4012)91 68 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «КГТУ».

Автореферат разослан « »,

ацис

£012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д-р техн. наук, профессор ^ Великанов Николай Леонидович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы базируется на трех научно и законодательно обоснованных положениях: требованиях к питанию современного человека, пищевой и физиологической ценности водных биоресурсов, перспективных технологиях пищевых продуктов.

Образ жизни современного человека, в частности его низкая физическая активность и традиционная пища, приводит к дефициту микронутриентов в организме и к постепенной потере здоровья практически всем населением. Поскольку проблема априори не может быть решена увеличением количества потребляемой пищи из-за опасности формирования избыточной массы тела, альтернативой становится необходимость корректировки состава и свойств пищи.

Оптимизированная по нутриентам пища — функциональное питание — оказывает положительное влияние на физическое и психическое здоровье, предотвращает или уменьшает частоту возникновения заболеваний. Концепция функционального питания включена в международные и многие, в том числе российскую, национальные программы развития питания XXI в.

Сказанное выше позволяет считать целесообразным создание функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов.

Как известно, водные биоресурсы представляют собой физиологически ценное пищевое сырье, ингредиенты которого обладают функциональными свойствами, зачастую присущими только им. Рыбы, беспозвоночные животные и водоросли служат природным источником многих индивидуальных биологически активных веществ, применяемых в изолированном виде как БАВ к пище или как эссенциаль-ные добавки, придающие продуктам питания функциональные свойства.

При дифференцированном подходе к составу водных биоресурсов и при их соответствующей обработке теоретически они способны сохранить свою функциональную активность в готовом продукте. Однако в процессе производства наблюдаются значительные потери биологически активных соединений и энергетической ценности сырья (порядка 10 %). В связи с этим разработка технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов относится к актуальной проблеме.

Анализ результатов исследований и практической деятельности в области технологии рыбных продуктов, а также материалы Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 г. указывают на необходимость решения, помимо производства функциональных продуктов, ряда других проблем. В настоящее время к актуальным задачам относятся: расширение ассортимента высококачественных продуктов, изыскание

способов компенсации негативных изменений сырья в производственном про-

3

цессе, повышение безопасности продуктов для здоровья человека, их стойкости в хранении и биологической ценности.

Сопоставление потенциальных возможностей современных технологий пищевых продуктов и основных методов получения функциональных продуктов позволяет отметить широкое применение в обоих случаях пищевых добавок, часть из которых обладает функционально-биологическими свойствами и физиологической активностью. В данном случае рациональным может оказаться предположение возможности одновременного и комплексного решения технологических задач и придания продуктам функциональных свойств.

В последнее десятилетие в ряде областей деятельности человека находит применение природный полимер хитин и ближайшее его производное хитозан, обладающее многими полезными свойствами, в том числе и физиологической активностью. Фундаментальные исследования хитозана, его производных и олиго-меров, осуществляемые в области биомедицины, агробиологии, экологии, служат научной предпосылкой использования этих соединений в технологии пищевых продуктов и БАД. Однако различие в целях применения и внешних условиях действия хитозана вызывают необходимость дополнительных исследований и адаптации известных закономерностей применительно к пищевым технологиям.

Проблемам производства и использования хитозана в технологии пищевых продуктов посвятили свои многочисленные работы отечественные и зарубежные ученые: А.И. Албулов, JI.P. Алиева, Л.В.Антипова, В.Д. Богданов, Т.М. Бойцова, В.П.Быков, В.М. Быкова, В.П.Варламов, C.B. Василисин, Г.А. Вихорева, JI.C. Гальбрайх, В.Н. Горностай, В.М. Дацун, И.А. Евдокимов, К.Д. Жоголев, Б.А. Комаров, Г.Н. Ким, А.Н. Ключко, В.В. Кращенко, Е.Э. Куприна, С.АЛопатин, Г.В. Маслова, О.Я. Мезенова, М.Д. Мукатова, C.B. Немцев, В.Ю. Новиков, ДА. Нудьга, В.В. Садовой, Т.М. Сафронова, D. Кпог, С. Jeuniaux, R.R.A. Muzzarelli, K.M. Rudall и др. На основании их исследований разработаны технологии пищевых продуктов с целевым использованием хитозана для регулирования структуры продукта, агрегации белковых веществ, сорбции липидов, снижения уровня канцерогенных веществ в коптильных средах, усиления гелеобразования, получения защитных пленок, снижения микробной контаминации.

Дальнейшему развитию технологии хитозансодержащих продуктов могут способствовать исследования характеристики вкуса хитозана и путей его улучшения, антиоксидантных свойств растворов пищевого хитозана, взаимосвязи характеристик хитозана промышленного производства и его антимикробной активности, влияния внешних условий на эффективность барьерных и функ-

циональных свойств хитозана, динамики антиоксидантной и антимикробной активности биополимера в процессе хранения продуктов.

Таким образом, научное обоснование и разработка технологии хитозан-содержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов направлены на решение важной народнохозяйственной проблемы - создание высококачественных, стойких в хранении, физиологически активных, экономически и социально значимых пищевых продуктов нового ассортимента.

Рабочей гипотезой является обоснованное предположение о том, что хи-тозан при производстве пищевых продуктов из водных биоресурсов синхронно проявляет наряду с многопрофильными функционально-технологическими свойствами и физиологическую активность, что позволит комплексно решать технологические задачи и получать функциональные продукты.

Научная концепция работы. Заданная эффективность хитозана в технологии продуктов из водных биоресурсов есть множественная функция характеристик полимера, установленная в переменных условиях состава и режимных параметров обработки пищевой среды.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы — научное обоснование и разработка технологии продуктов из водных биоресурсов с использованием хитозана в качестве многопрофильной добавки к пище, обеспечивающей возможность расширения ассортимента, повышение качества и биологической ценности, безопасности, стойкости в хранении и придание функциональных свойств готовой продукции.

Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- на основании анализа научной и практической деятельности в области производства пищевых продуктов обосновать целесообразность разработки технологии хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов, сформулировать концепцию и задачи исследования;

— идентифицировать и исследовать сенсорные свойства хитозана в сопоставлении с природой сырья и технологией его производства; разработать методы совершенствования качества пищевого хитозана;

- изучить динамику эффективности функционально-технологических свойств хитозана в зависимости от его характеристик, состава и условий обработки пищевой среды;

— обосновать и экспериментально подтвердить in vivo физиологическую эффективность хитозана различных характеристик и его сочетаний с другими

функциональными добавками в составе продуктов из водных биоресурсов, обработанных в широком диапазоне температур;

- исследовать синхронное проявление множественных функций хитозана и на основании выявленных закономерностей сформулировать теоретические основы технологии хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов;

- обосновать новый ассортимент и разработать приоритетные частные технологии хитозансодержащих пищевых продуктов с заданными свойствами из водных биоресурсов;

- осуществить анализ социально-экономической эффективности технологии хитозансодержащих функциональных продуктов;

- разработать и утвердить нормативную документацию на новые хито-зансодержащие функциональные пищевые продукты;

- практически реализовать результаты научных исследований в производственных условиях, учебном и научном процессах.

Научные положения, выносимые на защиту:

• концептуальный подход в исследованиях - заданная эффективность хитозана в технологии продуктов из водных биоресурсов есть множественная функция характеристик полимера, установленная в переменных условиях состава и режимных параметров обработки пищевой среды;

• установленный факт физиологической эффективности хитозана, синхронно реализуемой с его функционально-технологическими свойствами, обосновывающий отнесение хитозансодержащих продуктов к функциональным;

• зависимости эффективности множественных функций хитозана от характеристик полимера, состава и условий обработки пищевой среды, образующие в совокупности научные основы технологии хитозансодержащих продуктов из водных биоресурсов, критерии и методы их оценки;

• методы количественной оценки и способы регулирования интенсивности вяжущего вкуса хитозана, расширяющие возможность применения полимера в технологии пищевых продуктов;

• новый ассортимент и приоритетные технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов, их социальная значимость.

Научная новизна работы. Обоснована и сформулирована концепция управления эффективностью функционально-технологических и функционально-физиологических свойств хитозана, используемого в составе пищевых продуктов из водных биоресурсов, путем направленного регулирования характеристик полимера, состава и условий обработки пищевой среды.

Разработаны теоретические основы технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов, позволяющие обеспечить формирование высокого качества готовой продукции с заданными органолеп-тическими характеристиками, стойкостью в хранении, биологической ценностью и физиологической эффективностью.

Выявлены закономерности и описаны функциональные зависимости эффективности функционально-технологических и функционально-физиологических свойств хитозана в зависимости от молекулярной массы, фазового состояния, растворимости и концентрации полимера, а также от технологических параметров обработки и состава пищевой среды.

Обоснован методологический подход к количественной оценке барьерной эффективности хитозана.

Проведен сравнительный анализ антимикробной активности хитозана различной молекулярной массы, растворимости при его действии в пищевых системах. Установлено, что максимальной антимикробной активностью обладает низкомолекулярный водорастворимый хитозан гидрохлорид.

Определена для исследованных условий рациональная концентрация хитозана (0,3 %) как барьерного соединения.

Впервые изучена и подтверждена сравнительная потенциальная антиоксидантная активность растворов хитозана различной молекулярной массы. Установлено повышение устойчивости к окислению липидов хитинсодержащих рыбных продуктов, что позволяет увеличить их срок хранения в 1,5-2,0 раза.

Установлена концентрационная зависимость относительной биологической ценности рыбных продуктов, полученных с использованием хитозана. Доказано, что рациональная концентрация полимера составляет 0,1-0,3 %.

Исследовано влияние температурных режимов обработки на функционально-технологические и функционально-физиологические свойства хитозана.

Обосновано и экспериментально подтверждено in vivo выраженное липо-тропное действие разномолекулярного хитозана и его комплекса с другими добавками в составе пищевых систем и продуктов из водных биоресурсов, обработанных в диапазоне температур в пределе минус 196 - плюс 160 °С.

Математически описаны процессы, обусловливающие формирование основных показателей качества пищевого продукта из ламинарии, изготовленного с использованием хитозана.

Научно обоснованы частные технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов с дифференцированным использованием многопрофильной добавки хитозана.

Новизна и приоритет технологических решений подтверждены 11 патентами.

Достоверность результатов подтверждается высокой воспроизводимостью экспериментальных данных лабораторных и производственных испытаний, полученных с использованием современных физико-химических, микробиологических методов анализа и математической обработки, а также установлением их адекватности аналитическим решениям; базируется на совокупности взаимосвязанных органолептических, структурно-механических, физико-химических показателей качества полуфабрикатов и готовых продуктов. Безопасность продукции подтверждена исследованиями в аккредитованном испытательном лабораторном центре лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае».

Практическая значимость и реализация результатов работы. Создана концептуальная методологическая база для производства функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов с использованием многопрофильной добавки хитозана.

Самостоятельно и в соавторстве соискателем разработаны технологии и нормативная документация на хитозансодержащие функциональные продукты 9 наименований, усовершенствована технология пищевого хитозана.

Разработаны, утверждены и внедрены в производство технологии продуктов «Хитозан пищевой» (Изм. № 1 к ТИ утв. 22.06.1994 г.), «Палочки, биточки рыбные хрустящие» (Изм. № 1 к ТИ № 004-96), «Продукция из лососевых рыб малосоленая с хитозаном» (ТУ 9262-068-00471515-2010, ТИ № 0682010); консервов «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье»» (ТУ 9273-06500471515-2010, ТИ № 065-2010).

Получено экспертное заключение о проведении санитарно-эпидемиологической экспертизы на «Продукцию из лососевых рыб малосоленую с хитозаном» № 0001/01-Т от 18.01.10 и на консервы «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье»» № 25 ПЦ.01.744.Т.000048.01.09 от 20.01.2009 г. По итогам оценки на Дегустационном совете ФГУП «ВНИРО» консервам присвоен ассортиментный знак 66А, они успешно апробированы на биообъектах для лечения атеросклероза.

Промышленные партии консервов выпущены в условиях ООО «Меридиан» (с. Аян), малосоленой продукции с хитозаном - на ООО «Босантур Два» (г. Комсомольск-на-Амуре).

Разработаны проекты нормативной документации на пищевую продукцию: консервы «Роллы морские с хитозаном», «Палочки лососевые сушеные с

хитозаном», «Сушеные формованные листы из ламинарии с хитозаном», аналог икры осетровых «Морская аптека», «Крабовые палочки».

По результатам теоретических и научно-экспериментальных исследований разработаны и внедрены в учебный и научный процесс Владивостокского медицинского государственного университета методические указания «Определение вкуса пищевых продуктов, содержащих хитозан».

Материалы диссертации внедрены в учебный и научный процессы ФГУП «ВНИРО», ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз», ФГБОУ ВПО «КГТУ», ФГБОУ ВПО «МГТУ», ГБОУ ВПО «ВГМУ».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих собраниях научной общественности:

- международных конференциях, симпозиумах и форумах: Пятом Международном симпозиуме «Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века» (Москва-Пятигорск, 1997); Международной научно-технической конференции «Рыбохозяйственные исследования Мирового океана» (Владивосток, 1999); Пятой Международной научно-технической конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» (Москва, 1999); Шестой Международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» (Москва, 2001); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2005); Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании» (Калининград, 2005); Международной научной конференции «Рыбохозяйственные исследования Мирового океана» (Владивосток, 2006); Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2006» (Калининград, 2006); Восьмой Международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» (Москва, 2006); 3-й Международной заочной научно-практической конференции «Достижения учёных XXI века» (Тамбов, 2007), V Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании -2007» (Калининград, 2007); Международных научных чтениях «Приморские зори — 2007» (Владивосток, 2007); Международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2007» (Мурманск, 2007); Международном экологическом форуме «Природа без границ» (Владивосток, 2007); Международной научной конференции «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (Краснодар, 2007); 3-й Международной научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология» (Кемерово, 2008); Международной научной конференции «Исследование Ми-

рового океана» (Владивосток, 2008); Девятой Международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» (Москва, 2008), 3-й Международной научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология»: проблемы и перспективы (Калининград (Светлогорск), 2008); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2010); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2010); Десятой Международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» (Москва, 2010); Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья» (Владивосток, 2011);

- всероссийских научных и научно-практических конференциях и съездах: Всесоюзной научно-технической конференции «Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности» (Владивосток, 1989); III Всесоюзной научно-технической конференции (Москва, 1992); IV Всероссийской конференции «Производство и применение хитина и хитозана» (Москва, 1995); IV съезде Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2006); конференции Общества биотехнологов России по пищевой и морской биотехнологии (Калининград, 2006); Всероссийской конференции «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007); V съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2008), Научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы» (Москва, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития перерабатывающих комплексов, пищевого оборудования и технологии пищевых производств» (Владивосток, 2011);

- отраслевых и региональных конференциях: Юбилейной научной конференции «Рыбохозяйственное использование океана» (Владивосток, 1996); Первой межвузовской студенческой научно-технической конференции «Студенты вузов -свободной экономической зоне «Находка»» (Находка, 1997); Региональной конференции «Проблемы бизнеса и технологии в Дальневосточном регионе» (Находка, 2006); Научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы» (Москва, 2006); Юбилейной научно-практической конференции «Современные тенденции развития общественного питания и сервиса» (Екатеринбург, 2007); Научной конференции, посвященной 70-летию С.М. Коновалова «Современное состояние водных биоресурсов» (Владивосток, 2008).

Автор принимал личное участие на всех стадиях работы, а именно: в формировании научного направления, концепции, постановке цели и задач; в планировании, организации путей решения и выполнении экспериментов, опытно-промышленных и биологических испытаний; в анализе и обобщении результатов исследования, формулировании выводов; в разработке патентов, подготовке публикаций и написании диссертационной работы и автореферата.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 89 работ, в том числе 1 монография, 4 учебных пособия, 18 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 11 патентов, 1 статья - в иностранном издании.

Объем и структура диссертации. Основной текст диссертации изложен на 385 е., включающих: введение, 6 глав экспериментального и аналитического материала, выводы, список используемых источников из 455 наименований, в том числе 45 иностранных авторов, приведено 48 табл., 61 рис., 49 приложений, включающих нормативные документы; протоколы лабораторных испытаний, дегустационных совещаний; акты проведения биологических испытаний, выпуска опытных партий, внедрения в учебный и научный процессы; патенты.

Работа выполнялась в период с 1987 по 2012 г. в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете в соответствии с планами научно-исследовательских работ университета.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности, концепцию, цель и задачи работы, методологию исследования, научные положения, выносимые на защиту, характеристику научной новизны, практической значимости и апробации.

Глава 1 Научные и практические предпосылки разработки технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов с использованием хитозана. На основании проведенного анализа литературных сведений и научной деятельности в области современных требований к здоровому питанию, перспектив технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов, характеристики многопрофильной добавки хитозана обоснованы и сформулированы научная концепция работы, цель и задачи исследований.

Глава 2 Методологический подход, объекты и методы исследований. Методологическую основу исследований составил системный подход, обеспечивающий комплексное рассмотрение и изучение технологии функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов с использованием многопрофильных свойств хитозана.

Методология разработки теоретических основ и технологии функциональных рыбных продуктов, стойких в хранении с использованием хитозана, соответствовала сформулированной концепции (рис. 1). На завершающем этапе разрабатывались частные технологии хитозансодержащих функциональных продуктов и производилась оценка эффективности работы в целом в соответствии с программно-целевой моделью исследования (рис. 2).

Рисунок 1 - Программно-целевая модель исследований

Объект исследований - продукт во времени на этапах: обоснование актуальности — проектирование — технология — хранение. Под продуктом в данном контексте понимается совокупность вновь разработанных хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов.

Предмет исследований - закономерности изменения эффективности функционально-технологических и функционально-физиологических свойств хитозана в зависимости от характеристик полимера, состава и параметров обработки пищевой среды, представленные в совокупности как теоретические основы технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов.

В качестве основного материала в научных исследованиях использовали разномолекулярный хитозан отечественного промышленного производства: низкомолекулярный хитозан молекулярной массой (ММ) 32 кДа (НМХ-32), высокомолекулярные хитозаны ММ 270 (ВМХ-270) и ММ 588 кДа (ВМХ-588), водорастворимый полимер ММ 55 кДа (ВРСХ-55). Хитозан применяли в двух фазовых состояниях: растворы (водный и уксуснокислый) и сухой порошок.

Характеристики полимера

Фазовое состояние

| иввх ]

Жидко -фазное

Твердофазное

Природа сырья

Концентрати

Обработка

ЖИДКИМ

Состав пищевой среды

Параметры внешних и внутренних условий пишевой среды

Растворимость

Кис л ото растворимый

Водорастворимый

Рациональные характеристики хитозана

Обоснование технологии функциональных ХСП из водных биоресурсов

Т

Рашгоначьные температуры обработки ХСП, допустимые концентрации xm-озана и его совместимость с компонентами пищевой среды

Эффективность разработанной технологии

Придание продукту статуса функциональной напр авл е нносп і Стойкость продукта в хранении Повышение биологической ценности продукта Формирование заданных органолеттгичсских и стрчкт^рно-механических свойств

|_Концепция разработки технологий ХСП из водных бцорес) рсов_|

Рисунок 2 — Концепция формирования эффективности хитозансодержащих продуктов (ХСП): ММ - молекулярная масса; ИВВХ - интенсивность вяжущего вкуса хитозана

Исследовали хитозаны как продукты переработки панциря ракообразных и других биологических объектов: промышленных видов крабов, антарктического криля, травяного шримса, гаммаруса, гладиуса кальмара, сепиона фараоновой каракатицы, биомассы комнатной мухи разных личиночных стадий, а также образцы карбоксиметилхитина различной молекулярной массы.

При выполнении исследований использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследований.

Определение содержания хитозана в готовых продуктах проводили колориметрическим методом, основанным на принципе количественного учета свободных аминогрупп хитозана и адаптированным для пищевых сред (Немцев и др., 2006).

Антимикробную активность (AMA) хитозана в пищевых средах и ХСП оценивали по изменению величины КМАФАнМ (ГОСТ 10444.15).

Определение содержания малонового диальдегида (МДА) для оценки антиокислительных свойств (АОА) проводили по методике, основанной на взаимодействии тиобарбитуровой кислоты и низкомолекулярных диальдегидов (Гончаренко, Латинова, 1985).

Для определения потенциальной антиокислительной активности (ПАА) хитозана использовали модифицированный спектрофотометрический метод (Новгородцева и др., 2003; вогЫ, 11е§оН, 2003; Максимова и др., 2009). Модификация обусловлена физическими свойствами растворов хитозана. Определение ПАА осуществляли по отношению к радикал-катиону АВТ8+* - диаммо-ниевая соль 2,2'-азино-бис(3-этилбензтиазолин-6-сульфоновой кислоты), который при восстановлении характеризуется уменьшением интенсивности полос поглощения в УФ- и видимой областях спектра при длине волны 731 нм.

Определение относительной биологической ценности (ОБЦ) проводили модифицированным методом биотестирования с использованием в качестве тест-объекта реснитчатой инфузории Те1гакутепа руг1/огт1Я путем единовременной постановки множественного эксперимента (Черемных, 2004).

Медико-биологические исследования осуществляли на лабораторных животных, руководствуясь правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (протокол № 1 от 04.10.2010 г.).

Липотропные свойства объектов с хитозаном оценивали на половозрелых белых крысах-самцах линии Вистар массой 180-300 г. Экспериментальная модель атеросклероза была получена с использованием методики К.А. Мещерской. Развитие атеросклеротического процесса устанавливали по следующим показателям сыворотки крови: содержанию общих липидов (ОЛ), триглицери-дов (ТГ), фосфолипидов (ФЛ), холестерина (ХС), отношению ФЛ/ХС, активности аланинаминотрансферазы АлАТ и аспартатаминотрансферазы (АсАТ), количеству липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). Содержание ТГ, ХС, ЛПНП и ЛПВП определяли ферментативным колориметрическим методом, АсАТ и АлАт - с помощью оптимизированного УФ-теста. ОЛ и ФЛ определяли фотометрически при длине волны 530 нм.

Оценку сенсорных свойств хитозансодержащих продуктов осуществляли разработанным методом количественной оценки интенсивности вяжущего вкуса хитозана, приведенным в гл. 3.

Величину эффективности каждого барьера устанавливали расчетным путем, вычитая из допустимого срока хранения продукта значения стойкости, обеспеченные предыдущим барьером. Учет защитного действия каждого барьера основан на экспериментальном определении стойкости объекта, изготовленного с последовательно возрастающим количеством барьеров при всех прочих равных условиях.

Количественную оценку индивидуального вклада барьеров в их совместный антибактериальный эффект проводили по разработанному нами методу.

14

При количественной оценке барьерной эффективности хитозана использовали основные информативные показатели качества продукта: его микробиологическую характеристику, биологическую ценность, степень окисления липидов и сенсорные свойства.

С целью развития представлений о механизме биоцидного действия барьеров введено понятие барьерной решетки как графического аналога барьера.

Экспериментальные исследования проводились с использованием методов планирования многофакторных экспериментов и математического моделирования. Анализ и обработка экспериментального материала осуществлялись методом математической статистики.

Для построения графических моделей функциональной зависимости эффективности использования хитозана в технологии пищевых продуктов из водных биологических ресурсов от характеристик хитозана и параметров условий пищевой среды использовали программное обеспечение Table Curve 3D v. 2.0.6.

Оценку достоверности экспериментальных данных и воспроизводимости опытов осуществляли по методике Э.Э. Рафалес-Ламарка и В.Г. Николаева.

Для обеспечения надежности результатов в научных экспериментах принята доверительная вероятность Р = 0,95 и доверительный интервал Д±5, в технологических разработках - Р = 0,90, Д±10.

Глава 3 Исследование и совершенствование сенсорных свойств хитозана. При экспериментальном моделировании продуктов с хитозаном учитывали прямую зависимость их качества от количества внесенного биополимера. Адекватный уровень потребления хитозана составляет 5, верхний допустимый - 15 г/сут. В связи с этим была поставлена задача исследовать сенсорные свойства пищевого хитозана и разработать рекомендации по совершенствованию вкуса биополимера и ХСП.

Исследованы последовательность возникновения указанного вкуса среди других и области ротовой полости, наиболее чувствительные к вяжущему вкусу хитозана. Охарактеризована специфика восприятия вяжущего вкуса хитозана. Экспериментально определены и рекомендованы нейтрализаторы послевкусия. Для количественной оценки интенсивности вяжущего вкуса хитозана и ХСП использован метод балльных шкал.

Разработанная шкала принята как составная часть изданного методического руководства при оценке вкуса хитозана и ХСП. Установленный факт связи вяжущего вкуса хитозана с его природой подтверждают данные литературных источников, опубликованные после завершения наших исследований.

Поскольку вяжущий вкус, обусловленный хитозаном, обнаруживается достоверно, технологической задачей являлось снижение ИВВХ в полимере либо его декорирование в ХСП.

Установлена дифференциация ИВВХ в зависимости от вида сырья, из которого получен полимер. Максимальные значения интенсивности характерны для хитозана из панциря ракообразных - краба, креветки, криля, гаммаруса, а минимальные - для хитозана из нетрадиционного сырья - комнатной мухи.

Определена линейная зависимость между ИВВХ и концентрацией хитозана в уксуснокислых растворах и обратная - между ИВВХ и ММ хитозана.

Результаты исследования влияния на ИВВХ состава пищевой среды - основных (рис. 3) и вспомогательных материалов (табл. 1) - позволили сформулировать рекомендации по направленному декорированию вяжущего вкуса хитозана. Результаты последующих работ российских ученых в области технологии молочных продуктов и хлебопечения подтвердили установленные закономерности (Алиева и др., 2002, 2004; Евдокимов и др., 2006).

Рисунок 3 — Интенсивность вяжущего вкуса хитозана в различных пищевых продуктах: 1 -рыба, 2 — мясо, 3 — кефир, 4 - творог, 5 -хлеб

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Кон центрами я хитозан«, %

Наше предположение о наличии определенного резерва снижения ИВВХ в его технологии было подтверждено экспериментально.

Снижение ИВВХ (с 4,5 до 1,6 балла), достигнутое обработкой хитозана жидким азотом в герметичных условиях в течение 2-4 мин или в условиях испаряющегося азота - 10 мин, представляет собой наиболее эффективный и технологичный из известных в настоящее время способ улучшения сенсорных свойств полимера.

Компонент системы Номе р образца

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Мышечная ткань горбуши + + + + + + + + + + +

Раствор хитозана + + + + + + + + + +

Растительное масло (5 %) + + + + +

Сахар (3 %) + + + + +

Поваренная соль (3 %) + + + +

Уксусная кислота (1 %) + + +

Крахмал (2 %) + +

Величина рН 7,0 6,7 6,8 6,8 6,8 6,5 6,5 6,8 6,8 6,5 6,8

Сенсорная оценка ИВВХ, балл 0 3,2 3,0 1,8 1,6 2,7 2,6 2,4 1.2 3,4 2,8

Разработанные пути снижения и декорирования ИВВХ позволяют использовать разномолекулярный хитозан концентрацией порядка 0,5 % без отрицательного влияния на сенсорные свойства ХСП.

Глава 4 Разработка теоретических основ технологии хитозансодер-жащих функциональных продуктов из водных биоресурсов. Для решения поставленной задачи изучены зависимости функционально-технологических и функционально-физиологических свойств (ФТС и ФФС) хитозана от характеристик полимера: ММ, фазового состояния, растворимости, а также технологических параметров - режима обработки и хранения и состава пищевой среды.

Поскольку микробиологические и окислительные процессы являются основной причиной снижения качества рыбных продуктов и продолжительности их хранения, в первую очередь исследовали взаимосвязь барьерной активности хитозана в пищевой среде из водных биоресурсов с его характеристиками.

На первом этапе проведены исследования при концентрации хитозана в модельных системах (МС) 0,15 %, что близко к ее минимальным значениям в технологии пищевых продуктов. МС весь период хранения при температуре 4±] °С отличались на 2-3 порядка от контроля (без хитозана) более низкими значениями КМАФАнМ. что свидетельствует о проявлении хитозаном AMA.

В дальнейшем уровень AMA исследован в более высоком диапазоне концентраций (0,24—0,48 %), при которых технологический эффект хитозана достигает, как правило, рациональных значений (рис. 4—6).

Анализ полученных результатов выявляет различие характера роста микроорганизмов в контрольных МС с характерной для кулинарной продукции динамикой и МС, изготовленных с добавлением хитозана. На первом, бактерио-статическом, участке КМАФАнМ снижался у всех МС с хитозаном в среднем до 1 -102 и сохранялся определенное время на этом уровне.

О 2 ¡Іродалж-и е Б *

1 в

|

До^ус? гшь 15« у юефн*»

I

1

:

О}Ж/М* ИШіГЧ хрлпшийй, еу#.

2* 5

Зс » 2

1

Д зпуігтнфьій

¡урчввч

Пр«#от?те»ък0£г«» хрлм^нии. суг.

Продалжитеяьмость кр-аменш*, сух.

Рисунок 4 - Динамика КМАФАнМ в контрольных МС: а - фарш сырой (МС-1), б — фарш бланшированный (МС-2), в и г - фарш с добавлением соответственно воды (МС-3) и уксусной кислоты (МС-4)

а 9.2' % і а і Л? % ^

/

Допустимый з / ■

уї»ове ■ІЬ і 4 «4£ А '■¡¡рсёё»ъ

......... е- 1 1 1 .......-----

і 0 • 1 ) 1

....... .......... 1 ,~4~ 1 • І 1

з З Ш 12 и 56 15 20 Орсщштительнесїь хранения, с^г.

$ 8 10 І2 и п '18 Продолжительность хрвнтотя, еут.

},4С %

Доп гот «ыя ?р®фнь І /

} { і ! з

■ і* т— і і / \ 5 І

- ч і і ."ІГГ..ІГ* ¡4-4" \ і

а г-Н

►

$ 12 ї-І 1Є

Продопут.геяь«иск» хранения, сут.

ДоНустймьі? Схтр'С .48 %

Н Ь 5 1

і

! 1

[ ........І ___І.______

і..... —і—

___

1 1

а 8 Ш 12 т 18 2©

Пі>«зд»«жмге»ьиост хранен и », суг.

Рисунок 5 - Динамика КМАФАнМ в МС с ВРСХ-55

Следующий участок кривых характеризуется интенсивным (логарифмическим) ростом КМАФАнМ во времени, который сохраняется и за пределами допустимого уровня контаминации модельного продукта.

По данным рис. 4-6 графоаналитическим методом из точки пересечения значений экспериментального и допустимого уровней КМАФАнМ вычислены продолжительность допустимого срока хранения Т) и продолжительность бак-

териостатического периода т2 для MC различного состава. Поскольку уровень т2 отражает длительность постоянства КМАФАнМ MC, то его доля по отношению к г, принята как индекс надежности (ИН) антимикробного препарата (табл. 2). Хитозаны всех исследуемых ММ при концентрации 0,24 % отличаются низким (не более 30 %) значением ИН, которое возрастает до 70-80 % при повышении содержания хитозана в продукте. Максимальное значение ИН отмечено в MC с ВРСХ-55, минимальное - в MC с ВМХ-588.

1 с. „).2а % 1

... — ________ £ .¡rt I

I^ j

1 i

1 I

i ? 18 12 14 Ш W 28

е.. J.4Ci

д«> i___

г-*

... )

1

1 ы = с .ш

1 >Гi>4

, 1 J_ -i

г '1 i

1 1 ! 1

1 I 1

С 2 S У 6 1й s2 Ш 13 2-

р»

:* d4S k

XJl

...»......».......1.....

аи

s а я и i: is JS ;ct

Рисунок 6 - Динамика КМАФАнМ в MC с НМХ-32

Таблица 2 - Сравнительные значения Ti и т2 для MC с разномолекулярным хитозаном различных концентраций, сут*

MC ti 1 т2 | т,/т2(ИН),%

Концентрация хитозана, %

0.24 0,32 0,40 0,48 0,24 0,32 0.40 0,48 0,24 0,32 0,40 0,48

ВРСХ-55 7 9 17 18 2 8 14 18 29 89 82 100**

НМХ-32 6 10 14 17 0 7 9 14 0 70 63 82

ВМХ-270 6 10 13 15 9 11 33 60 69 73

ВМХ-588 8 10 11 12 2 6 8 7 25 60 73 58

* Значения округлены до ближайших меньших целых.

** В пределах эксперимента рост КМАФАнМ не наблюдался.

Анализ переменных факторов показывает, что степень влияния ММ хитозана на продолжительность допустимого срока хранения и в целом на антимикробный эффект полимера неоднозначна, что, вероятно, объясняется различной силой электростатического взаимодействия разномолекулярного хитозана и зависит от его концентрации в МС.

Установленные функциональные зависимости продолжительности бакте-риостатического периода действия хитозана (рис. 7) и допустимого срока хранения МС (рис. 8) от ММ полимера и концентрации его в продукте представлены в виде графических моделей.

Рисунок 7 - Функциональная зависи-| мость продолжительности бактериостатическо-10 | го периода действия хитозана от его ММ и

75 г

I концентрации

Рисунок 8 - Функциональная зависимость продолжительности допустимого срока хранения МС от ММ и концентрации хитозана

Математическая обработка результатов исследования позволила описать зависимость на рис. 7 следующим уравнением: У = -31,79 + 0,02 А, +178,0IX2 -1,51 А',2 -190,97А22 - 0,03Х,Х2; (1)

ХіЄ [32: 588] кДа, Х2Є [0,24: 0,48] %, где У - продолжительность бактерицидного эффекта, сут; Хі - молекулярная масса, кДа; Х2 - концентрация хитозана, %; достоверность аппроксимации составила Я2= 0,95.

Аналитическая модель графической зависимости на рис. 8 описана уравнением (2):

Г = -12,18 + 0,03Х, + 86,74Х2 - 52,08А'2 - 0,05Х,Х2; (2)

Х,Є [32: 588] кДа, Х2Є [0,24: 0,48] %, где У - продолжительность допустимого срока хранения рыбного продукта, сут; достоверность аппроксимации составила Г<2 = 0,99.

Индивидуальный эффект хитозана как барьера, оцененный по разработанной нами методике, независимо от ММ, при концентрации порядка 0,5 % в

0Ї <Гф

его совместном действии с тепловой обработкой и охлаждением продукта в хранении составляет более половины общего антимикробного действия барьеров.

Установлено, что промышленные хитозаны с ММ в пределах 32-588 кДа обладают сопоставимой AMA в пищевых средах из водных биоресурсов с некоторым преимуществом водорастворимого хитозана. Порядок ранжирования хитозана с разной ММ по величине AMA меняется в зависимости от концентрации полимера.

Для оценки барьерной эффективности хитозана определяли его ПАА и проявленные полимером антиокислительные свойства в пищевой (рыбной) среде.

Установлено, что при одной концентрации тролокса (стандарта) и растворов хитозана начальная ПАА полимера выше, чем стандарта. Однако рассчитать тролоксовый эквивалент ПАА для хитозана ВМХ-588 кДа не представлялось возможным в связи с высокой вязкостью растворов.

ПАА низкомолекулярных хитозанов (ВРСХ-55 и НМХ-32) значительно отличалась от ПАА тролокса и составила соответственно 0,2 и 0,5 ед. (рис. 9).

Рисунок 9 - ПАА хитозана относительно активности тролокса

В дальнейших исследованиях АОА хитозана также оценивали по количеству малонового диальдегида, динамика накопления которого согласуется с его потенциальной активностью и порогом сенсорной чувствительности запаха окисленного жира.

Установленные барьерные свойства хитозана в диапазоне концентраций от 0,24 до 0,48 % предопределяют увеличение стойкости в хранении ХСП в 1,53,0 раза и подтверждают возможность его использования в качестве антимикробного препарата и антиоксиданта в технологии ХСП из водных биоресурсов.

Поскольку обеспечение соответствия заявленной полезности для здоровья определяется стабильностью нутриента в данной пищевой среде, осуществлены исследования влияния на лечебные свойства хитозана его ММ, состава пищевой среды и режимных параметров её обработки.

При исследовании физиологической активности хитозана в зависимости от его ММ готовили рационы для экспериментальных животных с использованием двух видов хитозана - ВРСХ-55 и ВМХ-588, уровень которых в корме

з

2,5 2

1,5 -

Время, мин

(бланшированный фарш минтая) составлял 0,48 %. Рацион без хитозана (контроль) включал виварный корм в равной смеси с бланшированным фаршем минтая.

Сравнительное исследование динамики биохимических показателей сыворотки крови (табл. 3) позволяет отметить достоверное улучшение состояния биообъектов, принимающих корм с обоими видами хитозана. Об этом свидетельствуют снижение в сыворотке крови (СК) содержания ОЛ, ХС, ТГ, ЛПНП, АлАТ, АсАТ и приближение их значений к исходным данным, которые получены на здоровых животных, не достигших экспериментальной модели атеросклероза. В то же время наблюдается больший медико-биологический эффект высокомолекулярного хитозана, который и использовали в дальнейших медико-биологических исследованиях.

Таблица 3 - Биохимические показатели сыворотки крови биообъектов при скармливании

кормов с хитозаном различной ММ

Показатель Продолжительность кормления, сут

0 15 30

Исходный Экспериментальный Контроль без хитозана ВРСХ-55 ВМХ-588 Контроль без хитозана ВРСХ-55 ВМХ-588

ОЛ, г/л 3,48±0,04 4,84±0,02 4,81±0,04 3,24±0,05 3,20±0,05 4,80±0,03 3,21±0,08 3,16±0,07

ХС, моль/л 2,38±0,05 5,52±0,12 5,50±0,08 2,69±0,06 1,73±0,09 5,50±0,10 2,49±0,05 1,50±0,07

ТГ, моль/л 0,67±0,02 1,61±0,04 1,61±0,02 0,87±0,02 0,41±0,08 1,59±0,03 0,78±0,14 0,41±0,06

ФЛ, моль/л 1,5±0,04 2,11 ±0,06 2,10±0,07 1,74±0,19 1,88±0,08 2,09±0,04 1,76±0,02 2,02±0,06

ЛПВП, г/л 3,36±0,11 2,51 ±0,01 2,49±0,01 2,96±0,05 3,12±0,12 2,49±0,02 2,86±0,03 3,17±0,04

ЛПНП, г/л 3,07±0,42 4,90±0,13 4,79±0,07 3,69±0,09 2,91±0,06 4,70±0,14 3,31±0,11 3,02±0,04

АсАТ, моль/(ч-л) 0,89±0,12 1,81 ±0,07 1,77±0,05 0,79±0,09 0,72±0,03 1,78±0,06 0,71 ±0,03 0,50±0,04

АлАТ СК, моль/(ч-л) 0,58±0,01 1,22±0,05 1,20±0,03 0,79±0,07 0,48±0,07 1,19±0,06 0,53±0,06 0,47±0,02

ФЛ/ХС 0,63±0,02 0,38±0,03 0,38±0,06 0,65±0,13 1,09±0,07 0,38±0,04 0,71 ±0,04 1,34±0,06

ЛПВП/ЛПНП 1,09±0,01 0,51 ±0,02 0,52±0,04 0,80±0,07 1,06±0,07 0,53±0,02 0,86±0,07 1,05±0,10

Коэффициент де Ритиса 1,53±0,14 1,48±0,04 1,48±0,03 1,00±0,08 1,50±0,04 1,50±0,03 1,34±0,04 1,08±0,06

Исследование лечебного эффекта хитозана ВМХ-588, включенного в состав диет, оценено в совместном его присутствии с альгинатом натрия и коптильным препаратом в различных вариантах (табл. 4).

Биохимические показатели сыворотки крови биообъектов, достигших модели атеросклероза и содержавшихся в дальнейшем на виварном рационе без добавок (контроль), а также биообъектов, принимавших корм с индивидуальными и смешанными добавками, представлены на рис. 10 и 11.

Таблица 4 - Состав рационов с хитозаном и другими компонентами, %

Номер и наименование рациона Вивар-ный корм Фарш минтая Гель хитозана 4% Раствор альгината натрия 4 % Коптильный препарат разбавленный

1. Контрольный 100 - - - -

2. С добавлением хитозана (ХТЗ) 50 38 12 (0,48)* - -

3. С добавлением альгината натрия (АН) 50 38 12 (0,48)* —

4.С добавлением коптильного препарата (КП)** 50 38 — 12

5. Смесь ХТЗ:АН (1,0:0,5) 50 38 X (0,32)* 4 (0,16)* -

6. ХТЗ:АН (1:2) 50 38 4(0,16)* 8 (0,32)* -

7. ХТЗ:КП( 1,0:0,5) 50 38 8(0,32)* - 4(0,16)*

8. ХТЗ:КП (1:2) 50 38 4(0,16)* - 8 (0,32)*

* Содержание компонента в пересчете на сухое вещество. ** Коптильный препарат разбавлен в соответствии с ТУ.

Значения всех исследованных биологических показателей свидетельствуют о том, что присутствие альгината натрия или коптильного препарата в рыбных продуктах, включающих хитозан, не снижает его лечебный эффект. Более того, альгинат натрия в присутствии хитозана проявляет индивидуальное медико-биологическое действие, чем увеличивает суммарный физиологический эффект.

Таким образом, с учетом подтвержденной совместимости хитозана с компонентами пищи (сохранение технологического и физиологического эффекта в присутствие альгината натрия и коптильного препарата) при разработке технологии ХСП допустимо варьирование рецептурным составом.

Для обоснования использования хитозана в качестве функционального компонента в термически обработанных рыбных продуктах проводили медико-биологическую оценку пищевых систем с полимером, подвергнутым температурной обработке. В эксперименте хитозан (ММ 588) подвергался нагреванию при температуре 90, 120 и 160 °С (экспозиция - 15 мин), что моделирует условия, близкие к режимам соответственно бланширования, стерилизации и обжаривания, принятым в технологии рыбных продуктов.

В отрицательном диапазоне для обработки хитозана использована температура минус 196 °С (жидкий азот), воздействию которой может быть подвергнут полимер с целью снижения ИВВХ.

Обработка хитозана в диапазоне исследованных температур в определенной степени затрагивает его технологические свойства (цвет, вязкость), но не выводит полимер за пределы стандартного.

------------------------1— 0 15 сутки ~--------------------------------+30

.......................... ;...........................

15 су 71,1!

Рисунок 10 - Биохимические показатели сыворотки крови животных, получавших корм с хитозаном и другими компонентами

—— ■ рацион! .......рацион 5

-раццон2 — *• — рацнонб

--рацион .3 — • рацион?

— — рацион4 ----рацнои$

Результаты биохимических показателей крови исходных и экспериментальных животных, получавших корм с термообработанным хитозаном, на разных временных стадиях исследования представлены на рис. 12 и 13.

Анализ динамики показателей сыворотки крови выявляет их достоверное положительное изменение. Присутствие в корме экспериментальных животных хитозанов различной термообработки вызывает сходные по характеру, но не-

значительно сдвинутые по количественному уровню изменения показателей. Выраженное липотропное действие хитозана в составе систем проявляется в снижении показателей атеросклероза на 65-75 %.

ФЛ/ХС ск писх оэксп. ИБин ПЭ0Д1

І

3 15 6 7 Ном«р рациона

Рисунок 11 - Динамика изменения биохимических индексов сыворотки крови: ЛПВП/ЛПНП, ФЛ/ХС СК и коэффициента де Ритиса. Обозначения рационов как на рис. 10

ЛПВП/ЛПНП

Номер рациона

Коэффициент де Ритис;

1ІІ

Сохраняя положительную антисклеротическую направленность, рацион с криообработанным хитозаном имеет меньшую эффективность физиологического действия. Причина снижения лечебного эффекта хитозана в результате крио-обработки, по всей видимости, кроется в потере полимером физиологически активных низкомолекулярных фракций во время контакта с жидким азотом.

Величина медико-биологического, в данном случае липотропного, эффекта прежде всего определяется содержанием холестерина в сыворотке крови.

Математическая обработка результатов исследования позволила выявить функциональную зависимость антихолестеринового эффекта, характеризующегося содержанием холестерина в сыворотке крови, от концентрации хитозана в рыбном продукте и температуры его тепловой обработки (рис. 14).

Представленная зависимость описывается следующим уравнением:

Г = 5,49-5,68А'1+0,02Х2-0,65Х12+1,98АГ22-0,01^1Х2; (3)

Х,е [90: 160] °С, Х2е [0,16: 0,48] %, где У — антихолестериновый эффект (содержание холестерина, ммоль/л); X, -температура, °С; Х2 - концентрация хитозана, %; достоверность аппроксимации составила 112= 0,99.

Таким образом, при исследованном диапазоне температур обработки от минус 196 до плюс 160 "С гарантированно сохраняются функционально-технологические и функционально-физиологические свойства хитозана.

рііфш»! ----РЗЦНСИ2

рацион 3 —---рацион 4

Рисунок 12 - Динамика биохимических показателей сыворотки крови животных, содержавшихся на разных диетах: 1 - виварная диета; 2 — с необработанным хитозаном (контроль); 3, 4 и 5 - с хитозаном, обработанным при температуре соответственно 90, 120 и 160 °С; б - с криообрабо-танным хитозаном

С целью установления безвредности и уровня токсичности хитозансо-держащих продуктов из водных биоресурсов модельные рыбные системы подвергали биотестированию. В результате установлена закономерность экспоненциального характера: максимальное количество клеток тест-культуры обнаруживается при содержании хитозана в объекте в пределах 0,1-0,3, промежуточное - при 0,4, а минимальное - при 0,5 % (рис. 15).

Аналитически представленная зависимость описывается уравнением:

У = -4,64 - 0,02Х, + 2,12Х2 + 2,69Х,2 - 3,1X1 - 0,06Х1Х1; (4)

ХіЄ [55: 588] кДа, Х2Є [0,1: 0,5] %, где У — относительная биологическая ценность, ед.; Х| — молекулярная масса, °С; Х2 - концентрация хитозана, %; достоверность аппроксимации составила Я2= 0,99.

Судя по литературным данным (Хитин и хитозан..., 2002, 2010), применение хитозана в технологии пищевых продуктов предполагает дифференцированное использование его полезных свойств: сорбционных, адгезивных, структурообразующих, антимикробных, антиоксидантных, физиологических и др.

Рисунок 13 — Динамика индексов ЛПВП/ЛПНП и ФЛ/ХС СК и коэффициента де Ритиса по времени. Обозначения 1-6 как на рис. 12

1,2 0,8

Рисунок 14 - Зависимость антихолестеринового эффекта от концентрации хито-зана и температуры тепловой обработки

а»:!

Номер рациона Коэффициент де Ритиса

ю

ФЛ/ХС СК

□ исх. Цэксп. Н 15 дн. П ЗОдн.

ШІІ1 і

Номер рациона

Однако пищевые продукты представляют собой по химическому -3

" «да»*™

составу и режимным параметрам обработки удобную реакционную среду для одновременного и разностороннего взаимодействия их компонентов с хитозаном. В связи с этим были проведены исследования комплексного влияния этой многофункциональной добавки на качество, безопасность, биологическую ценность, физиологическую активность и стойкость в хранении пищевых продуктов.

Рисунок 15 - Функциональная зависимость ОБЦ продукта с хитозаном от его концентрации и ММ

В качестве адекватной модели исследовалась малосоленая рыба как продукт высокой пищевой и потребительской ценности с быстро меняющимися свойствами в хранении. Целевыми функциями хитозана в эксперименте служили его барьерные свойства - AMA и АОА. Помимо этого оценивали объективные признаки созревания рыбы: динамику содержания поваренной соли, буферность и сенсорные характеристики, а также ОБЦ продукта.

Результаты экспериментов, представленные на рис. 16, 17, свидетельствуют, что хитозан, использованный в технологии посола как функционально-технологическая добавка, пролонгирующая хранение готового продукта, повышает его биологическую ценность, что подтверждено динамикой ОБЦ образцов малосоленой рыбы (рис. 18).

4 7 12 17 20 34 26 Продолжительность хранения, оут.

7 1 2 17 20 24 Продолжительность хранения, сут.

S 6

I5

<4

0.2 1 О

Допустимый уровень

7 1 2 17 20 24 26 Продогаоттелькостъ хранения, сут.

—ф— К -•— УК ВМХ-588 -и- НМХ-32 -*- ВРСХ-55

Рисунок 16 - Динамика изменения КМАФАнМ малосоленой продукции: К — контроль; УК-уксусная кислота

О 4 7 12 17 20 24 26 Продолжительность хранения, сут.

палтус

Допустимый уровень

5 0 5 5 ?4

I 3 »2 1 О

Допустимым уровень

4 7 12 17 20 24 26 Продолжительность хранения, су т.

50 ■240 ¡30

§10 20

До п у СТИ М Ь 1й_ур0 вень_

4 7 12 17 20 24 26 23 30 Продолжительность хранения, сут.

7 12 17 20 24 26 28 30 Продолжительность хранения, сут.

Допустимый уровень

7 12 17 20 24 26 28 30 Продолжительность хранения, сут.

Рисунок 17 — Динамика уровня МДА малосоленой продукции. Обозначения как на

рис. 16

Продолжительность хранения, сут.

Продолжительность хранения, сут.

Продолжительность хранения, сут.

Продолжительность хранения, сут.

Рисунок 18 - Динамика значения ОБЦ малосоленой продукции. Обозначения как на

рис. 16

Итак, можно констатировать, что оценка хитозана как антисклеротического фактора в сопоставлении с технологией его использования в продуктах из водных биоресурсов в качестве многопрофильной добавки подтвердила синхронное проявление его заявленных свойств в переменных условиях состава и технологических параметров обработки продуктов из водных биоресурсов.

Полученные результаты по определению рациональных характеристик хито-зана и оптимальных технологических параметров при различном составе и условиях обработки позволили сформулировать основные положения разработки технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов:

- для реализации двойного барьерного эффекта хитозана в ХСП целесообразно использование водорастворимых производных ММ 50-60 кДа, при целевом применении в качестве структурорегулирующей добавки - высокомолекулярного полимера (более 300 кДа);

- установленная барьерная - антимикробная и антиокислительная - активность хитозана в диапазоне исследованных концентраций (0,24-0,48 %) предопределяет увеличение стойкости в хранении ХСП в 1,5—3,0 раза;

- разработанные способы снижения ИВВХ позволяют использовать разно-молекулярный хитозан без отрицательного влияния на сенсорные свойства готового продукта;

- рекомендованные концентрации хитозана в ХСП, составляющие 0,3-0,5 %, обеспечивают заданный функционально-технологический и функционально-физиологический эффект и соответствующие требованиям потребителя органо-лептические свойства пищевого продукта;

- при исследованном диапазоне температур обработки (минус 196 - плюс 160 °С) гарантированно сохраняются функционально-технологическая и функционально-физиологическая эффективности хитозана;

- с учетом подтвержденной совместимости хитозана с сырьем (рыбы, беспозвоночные, бурые водоросли) и компонентами пищевых продуктов (аль-гинат натрия и коптильный препарат) при разработке технологии ХСП допустимо варьирование рецептурным составом в исследованных пределах.

Установленные закономерности условно можно представить в следующем виде:

Б, : (+) ММ; (+) С; (±) Т,

Р2:(±) ММ; (+) С; (±) Т,

Р3:(±) ММ; (+) С; (-) Т, где Р) и Р3 - функционально-технологический эффект: соответственно структу-рорегулирующий и барьерный; Р2 - функционально-физиологический (медико-биологический) эффект; ММ - молекулярная масса хитозана, кДа; С - концентрация, %; Т - температура, °С; (+) - прямая зависимость; (-) - обратная зависимость; (±) - отсутствие зависимости.

Выявленные закономерности учтены и актуализированы при моделировании частных технологий ХСП.

Глава 5 Разработка частных технологий функциональных продуктов из водных бноресурсов с дифференцированным использованием хнтозана.

При обосновании частных технологий ХСП учитывались рекомендованные ММ и допустимые концентрации хитозана, способы его внесения и совместимость с компонентами пищи и задавалось целевое использование полимера.

В разработанной технологии малосоленой продукции из лососевых хито-зан (водорастворимая соль ВРСХ-55) использован в качестве дополнительного барьера. Посол осуществляется путем обработки рыбного филе смесью поваренной соли и хитозана (соответственно 6,0 и 0,3 % массы рыбы). Рациональная концентрация хитозана не влияет на скорость и направленность процесса созревания рыбы, увеличивает ОБЦ в 1,5-2,0 раза и сохраняет привлекательные органолептические показатели малосоленой рыбной продукции, выполняя при этом целевое назначение — повышает стойкость готового продукта в хранении в 1,5—3,0 раза. Установлено существенное различие устойчивости малосоленой рыбной продукции с хитозаном (по сравнению с контролем) в условиях ступенчатого режима хранения: в вакуумной упаковке и после нарушения герметичности в атмосфере воздуха при температуре 4±2 °С. Полученные результаты (рис. 19, 20) свидетельствуют об увеличении по сравнению с контролем срока хранения малосоленой продукции с хитозаном на 5 сут после вскрытия потребительской упаковки.

Рисунок 19 - Динамика КМАФАнМ мало-

соленой нерки во время хранения: 2 - контроль

1 - ВРСХ-55: I

Рисунок 20 — Динамика МДА малосоленой нерки во время хранения: I — ВРСХ-55; 2 - контроль

В настоящей технологии индивидуальная доля хитозана, рассчитанная

предложенным нами методом, в общем антимикробном эффекте барьеров (поваренная соль, хитозан, вакуумная упаковка и охлаждение) составляет 37 %.

Пройодлт гая ьиасгь хранения. <уг

Технология обеспечена утвержденными НД и апробирована в условиях промышленного предприятия.

В технологии сушеных лососевых палочек хитозан (ВМХ-588) использован с целевым назначением как антиоксидант (2 %-ный уксуснокислый раствор из расчета 0,3 % полимера в готовом сухом продукте). Технология обеспечивает антиокислительный и антимикробный эффекты (рис. 21, 22), повышение биологической ценности (рис. 23), улучшение внешнего вида и запаха изделий и позволяет хранить продукт при низкой положительной температуре в упаковке без вакуума свыше 2 мес.

Рисунок 21 - Динамика изменения МДА палочек лососевых сушеных: 1-е хи-1 тозаном, 2 - контроль (без хитозана)

О 5 10 15 20 25 30 35 40 +5 50 55 60 65 Продопжтепьность хранения, сут

5

I4

в ч < 3

о>2

_ Дорастиуровень.

Рисунок 22 - Динамика изменения КМАФАнМ палочек лососевых сушеных. Обозначения как на рис. 21

20 30 40 50

Продолжительность хранения, сут

£0

4 45 ¡¡40

1І 35

5 5 30 2 ; 25 §! 20 ® £ 15

Рисунок 23 - Динамика изменения ОБЦ палочек лососевых сушеных. Обозначения как на рис. 21

1 23456789 10 Продолжительность роста инфузории, сут

Помимо названного ассортимента предметом разработки целенаправленно выбраны стерилизованные консервы с использованием структурообразующих свойств хитозана, поскольку этот вид продуктов подвергается наиболее жесткой температурно-временной обработке и длительному хранению, при ко-

торых сложно сохранить высокое качество содержимого по сенсорным, биохимическим и физиологическим составляющим.

К разработке приняты две ассортиментные группы консервов - паштет и формованные рыборастительные изделия - как граничные по количественному составу компонентов, консистенции и структурно-механическим свойствам (CMC) и априори нуждающиеся в регулировании CMC.

Обоснована и разработана технология консервов «Паштет крабовый с хи-тозаном «Здоровье»» (рис. 24), сырьем для которого выбрано мясо дальневосточных крабов (от мелких животных, механически поврежденное, извлеченное из трудноразделываемых анатомических частей). Оптимальные и термостабильные CMC продукта обеспечиваются введением в состав рецептуры смеси хито-зана и альгината натрия. Экспериментально получено рациональное соотношение полисахаридов 1:1, при котором достигаются желательные органолептиче-ские и CMC паштета после стерилизации.

Медико-биологические исследования на животных новых консервов, соответствующих требованиям утвержденных нормативных документов, доказывают физиологический эффект комплекса добавок. Наиболее отчетливо показано положительное влияние паштета на снижение уровня триглицеридов и холестерина в крови животных (табл. 5).

Рисунок 24 - Технологическая схема производства консервов «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье»»

Уксусная кислота

Хптизан -►

Приготов леї; раствора мл

Приготовление раствора альгината натрия

Подготовка тары

Прием сырья *

Размораживание

Разделывание

у

Гомогенизация

Мойка банок

Мойка н с\ шка банок

Этикетпрованне

Крышки Маркирование крышки —► Закатывание 1

♦

Производство технической продукции

Таблица 5 - Сравнительные биохимические показатели сыворотки крови биообъектов, принимавших корм с образцами консервированного паштета

Группа наблюдений хс, ммоль/л ТГ, ммоль/л лпвп, ммоль/л лпнп, ммоль/л лпвп/ ЛПНП, ед. Активность АсАТ, ммоль/ (ч-л) Активность АлАт, ммоль/ (ч-л) Коэф. де Ритиса

X К 30 дн. 2,38±0,05 0,67±0,02 3,36±0,11 3,07±0,42 1,09±0,01 0,89±0,12 0,58±0,02 1,53±0,!4

Эксп. 15 дн. 5,52±0,07 !,72±0,03 2,51 ±0,02 4,7±0,03 1,26±0,03 2,23±0,06 1,31 ±0,06 1,7±0,06

30 дн. 6,45±0,05 1,85±0,04 2,49±0,01 4,9±0,04 0,51 ±0,03 2,48±0,07 1,45±0,05 1,71 ±0,06

1 15 дн. 5,46±0,04 1,83±0,09 2,5б±0,09 3,68±0,04 0,69±0,08 1,81±0,07 0,92±0,07 1,97±0,07

30 дн. 5,15±0,04 1,63±0,09 2,63±0,07 3,65±0,04 0,72±0,06 1,24±0,05 0,82±0,08 1,51 ±0,07

2 15дн. 4,45±0,06 1,80±0,01 2,60±0,08 3,54±0,06 0,73±0,07 1,67±0,06 0,95±0,09 1,76±0,09

30 дн. 4,02±0,02 1,15±0,02 2,67±0,04 3,48±0,05 0,77±0,06 1,23±0,04 0,65±0,06 1,89±0,07

3 15 дн. 3,65±0,03 1,!б±0,04 2,57±0,06 3,49±0,09 0,74±0,08 1,61 ±0,09 0,84 ±0,07 1,92±0,07

30 дн. 2,99±0,05 0,92±0,08 2,75±0,03 3,41±0,03 0,81 ±0,06 1,15±0,08 0,65±0,05 2,09±0,05

Примечание. 1 — кормление экспериментальных животных виварным кормом (контроль); 2 - то же консервированным паштетом из мяса краба с крахмалом (образец сравнения); 3 - то же консервированным паштетом из мяса краба с хитозаном и альгинатом натрия.

При разработке технологии нового вида рыборастительных консервов были использованы актуальные в настоящее время изделия, подобные суши в сочетании с соусом.

Оболочкой для роллов служили формованные сушеные листы из ламинарии, изготовленные по разработанной нами технологии с использованием хито-зана ММ 588 кДа и имеющие в процессе формирования роллов и стерилизации консервов оптимальные значения CMC, а в готовом продукте - желательные консистенцию и вкус. Технология листов оптимизирована путем математического моделирования и представлена на рис. 25. С учетом оптимальных параметров гидромодуля и концентрации хитозана соотношение компонентов суспензии составило: ламинарии - 1, воды - 10. Расчетное содержание хитозана в суспензии перед формованием — 0,47 %.

В технологии консервов «Роллы морские с хитозаном» (рис. 26) реализована рациональная рецептура, установленная по итогам гедонической оценки продукта дегустаторами. Наличие хитозана в смеси с рисом и в составе сушеных листов из ламинарии позволяет сохранить оптимальные CMC изделий и позиционировать консервы как продукт с функциональными свойствами.

Предметом дальнейших разработок служила аналоговая кулинарная продукция.

Цель совершенствования технологии «Крабовых палочек» заключалась в стабилизации плохо сохраняемой формы изделий, которая достигалась путем использования адгезивных свойств хитозана и комплекса полисахаридов (хитозана и альгината натрия в соотношении 1:1).

По совокупности экспериментальных данных использование комплекса, включающего хитозан и альгинат натрия и используемого как адгезив, обеспечивало решение целевой задачи — улучшение внешнего вида изделий (табл. 6). Готовые продукты обладали заданными CMC, подтвержденными инструментально: плотной, упругой консистенцией, отсутствием деформирования и расслаивания при нарезании.

Таблица 6 — Характеристика образцов по показателям инструментальной оценки

Образец Прочность, кг/м ВУС, % Содержание воды, % Потери после размораживания, % Размеры среза, высота/ ширина, мм

Контрольный 352 68,3 69,1 13,8 10/20-25

С хитозаном 400 70,1 71,0 12,6 15/20

Со смесью полисахаридов 408 77,3 70,0 11,5 15/20

Хитозан в технологии проявлял одновременно и функции антимикробного соединения: изделия с хитозаном достигали нормативного значения КМА-ФАнМ позже, чем контроль, на 26 сут, с несколько меньшим эффектом (на 17 сут) увеличилась длительность хранения продуктов, содержащих комплекс полисахаридов (рис. 27). При этом наличие хитозана и полисахаридного комплекса положительно влияло на ОБЦ крабовых палочек.

Приготовление

моющего раствора

Рисунок 26 -Технологическая схема производства консервов «Роллы морские с хитозаном»

При разработке технологии аналога черной икры использовали метод получения хитозан-альгинатных биокапсул, применяемый в биомедицине. Полиэлектролитные сферолиты, полученные в присутствии хлорида кальция при взаимодействии хитозана с противоионами (альгинатом натрия), позволяют одновременно осуществить иммобилизацию биологического материала широкого спектра (тканей молок, ламинарии, некондиционной икры). В связи с этим из-

вестная технология биокапсул медицинского назначения была адаптирована нами применительно к пищевой технологии.

Рисунок 27 — Динамика КМАФАнМ крабовых палочек в процессе хранения

Срок хранения,сут

На основании установленных условий получения сферолитов заданных свойств разработана технологическая схема аналога икры осетровых «Морская аптека» (рис. 28). Готовый продукт имел более высокие стойкость в хранении (рис. 29) и относительную биологическую ценность (рис. 30), чем образец без применения хитозана.

Рисунок 28 - Технологическая схема аналога икры осетровых

|_Фасование_|

IУпаковывание в ящики!

Маркирование Хранение

Рисунок 29 — Динамика КМАФАнМ в процессе хранения образцов аналога икры: 1-е хитозаном, 2 - без хитозана

5 8 10 11 13 15 18 20 Продолжительность хранения, сут

Рисунок 30 - Динамика роста Теїгакутепа ругі/огтіз в образцах аналога икры. Обозначения как на рис. 29

4 5 6 7 8 9

Продолжительность наблюдений, сут

Учитывая слабую адгезию панировки на поверхности некоторых изделий из рыбы, предложено использование хитозана в ее составе в технологии кулинарных рыбных продуктов «Палочки рыбные хрустящие» (ТИ № 004-96). При введении хитозана в панировку достигаются технологические цели: улучшение адгезии панировочного слоя и рыбного изделия; снижение расхода теста, сухарей, масла; увеличение выхода продукта; улучшение качества масла, повышение органолептических показателей продукта. Предложенная технология позволяет использовать хитозан в качестве функционально-технологической и функционально-физиологической добавки.

Таким образом, в разработанных частных технологиях ХСП реализованы функции хитозана целевого назначения — барьерные (антимикробные и антиокислительные), структурно-модулирующие, структурно-образующие, а также функционально-физиологические. При этом хитозан проявляет выраженный медико-биологический эффект, что позволяет позиционировать готовые продукты как функциональные.

Разработанные технологии продукции из водных биоресурсов с хитозаном имеют новизну, которая подтверждена патентами РФ.

Глава 6 Оценка эффективности технологии хитозансодержащнх функциональных продуктов из водных биоресурсов. Социально-экономический ущерб от заболеваний, связанных с нерациональным питанием и сокращающих продолжительность жизни и трудоспособность населения в РФ, вызывает необходимость принятия мер по коррекции питания, профилактике и лечению распространенных болезней, приводящих к неоправданным социально-экономическим потерям.

Социальную эффективность технологических разработок оценивали по сокращению затрат предприятия на медицинское обслуживание работников в результате употребления новых хитозансодержащнх функциональных продуктов из водных биоресурсов.

В целом социальная значимость разработок заключается в том, что они позволяют:

- обеспечить здоровье, трудоспособность населения, его адаптацию к воздействию различных агентов внешней среды;

- влиять на длительность жизни и активную деятельность человека;

- повысить уровень культуры и образования населения в области здорового питания;

- расширить научно-информационный потенциал общества в области технологии хитозансодержащнх функциональных продуктов из водных биоресурсов;

- расширить ассортимент функциональной продукции из водных биоресурсов за счет изделий из рыбы и нерыбных объектов лечебно-профилактического назначения с повышенной биологической ценностью, безопасностью, стойкостью в хранении, рентабельностью производства.

Экономическую эффективность технологических разработок оценивали по калькуляции, отпускной цене, прогнозу продаж, а также потенциальной прибыли от их реализации. Расчеты показали экономическую целесообразность производства разработанных хитозансодержащнх функциональных продуктов.

Приведенный SWOT-aнaлиз позволил осуществить оценку маркетингового потенциала нового продукта, не имеющего аналога, определить социальный портрет «основного» потребителя, произвести предварительное сегментирование разработанного продукта.

Анализируя оценки эффективности выполненных разработок, можно сделать вывод об их экономической рациональности и социальных перспективах.

выводы

1. Методами экспериментальных и теоретических исследований взаимосвязи комплекса свойств пищевых продуктов и многопрофильной добавки хи-тозана научно обоснована и разработана технология хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов и ее частные варианты, внедрение которых способствует решению важной народнохозяйственной проблемы -созданию высококачественных, стойких в хранении, физиологически активных, экономически и социально значимых пищевых продуктов нового ассортимента.

2. На основании анализа литературных данных научно обоснована целесообразность разработки технологии хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов заданных свойств из водных биоресурсов.

3. Исследованием сенсорных свойств хитозана установлено наличие у него вкуса, идентифицированного как вяжущий, неприятный и передающийся пищевым продуктам; разработаны количественные методы его оценки. На основании установленного влияния природы сырья, технологических факторов производства хитозана и состава хитинсодержащей пищевой среды на интенсивность вяжущего вкуса разработаны способы ее снижения на 20-65 %.

4. Изучены закономерности и математически описаны зависимости эффективности функционально-технологических и функционально-физиологических свойств хитозана в технологии продуктов из водных биоресурсов от молекулярной массы, фазового состояния, растворимости и концентрации полимера, а также от технологических параметров обработки и состава пищевой среды. Рекомендованный диапазон концентраций разномолекулярного хитозана (ММ от 55 до 588 кДа) от 0,3 до 0,5 % обеспечивает стабильные CMC готового продукта, увеличение его стойкости в хранении в 1,5-3, и ОБЦ-в 1,4-2,0 раза.

5. Обосновано и экспериментально подтверждено in vivo выраженное ли-потропное действие хитозана и его комплекса с другими добавками в составе пищевых систем и продуктов из водных биоресурсов, обработанных в диапазоне температур в пределе от минус 196 до плюс 160 °С, проявляющееся в снижении показателей атеросклероза за период эксперимента на 65-75 %.

6. Сформулированы теоретические основы технологии хитозансодержащих функциональных продуктов из водных биоресурсов, обеспечивающие заданные технологические и функциональные свойства, сроки хранения готовой продукции и заключающиеся в установлении рациональных характеристик хитозана, а также оптимальных параметров при различных составе и условиях обработки ХСП.

7. Создана концептуальная и методологическая база для производства нового ассортимента хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов из водных биоресурсов.

8. Разработаны новые приоритетные частные технологии хитозансодержащих функциональных пищевых продуктов, характеризующихся высоким качеством: малосоленой и сушеной продукции с целевым применением хитозана как барьера двойного действия, кулинарных изделий с проявлением добавочной функции формообразующего агента и консервов с использованием полимера в качестве регулятора структурно-механических свойств.

9. Разработаны, утверждены и внедрены в производство технологии следующих продуктов: «Хитозан пищевой» (Изм. № 1 к ТИ по изготовлению хитозана, утв. 22.06.1994 г.); «Палочки, биточки рыбные хрустящие» (Изм. № 1 к ТИ № 004-96 по изготовлению палочек, биточков рыбных хрустящих), «Продукция из лососевых рыб малосоленая с хитозаном» (ТУ 9262-068-004715152010, ТИ № 068-2010); консервы из мяса краба «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье»» (ТУ 9273-065-00471515-2010, ТИ № 065-2010). Консервы представлены и одобрены на Дегустационном совете ФГУП «ВНИРО», присвоен ассортиментный знак 66А. Разработаны проекты нормативной документации на следующую пищевую продукцию: консервы «Роллы морские с хитозаном», «Палочки лососевые сушеные с хитозаном», «Сушеные формованные листы из ламинарии с хитозаном», аналог икры осетровых «Морская аптека», «Крабовые палочки».

10. Анализ эффективности выполненных разработок свидетельствует об их социальных перспективах и экономической рациональности, подтвержденных промышленными испытаниями и внедрением в учебный и научный процессы ФГУП «ВНИРО», ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз», ФГБОУ ВПО «КГТУ», ФГБОУ ВПО «МГТУ», ГБОУ ВПО «ВГМУ». Промышленные партии консервов выпущены в условиях ООО «Меридиан» (с. Аян), малосоленой продукции с хитозаном - на ООО «Босантур Два» (г. Комсомольск-на-Амуре).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Монография:

1. Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Хитозан в технологии рыбных продуктов: характеристики, функции, эффективность. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010. - 256 с.

Учебно-методические труды:

2. Сафронова Т.М., Максимова С.Н. Определение вкуса пищевых продуктов, содержащих хитозан: метод, указ. - Владивосток: ДВГУ, 1997. - 15 с.

3. Ким Г.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Основы барьерной технологии : учеб. пособие. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. - 90 с.

4. Ким Т.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Аминосахара и полиаминосахариды в сырье и пище из гидробионтов: учеб. пособие. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2008. - 87 с.

5. Максимова С.Н., Сафронова Т.М., Е.В. Суровцева. Основы барьерной технологии : метод, указ. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010. — 10 с.

6. Ким Г.Н., Сафронова Т.М., Мезенова О.Я., Максимова С.Н. и др. Барьерная технология гидробионтов: учеб. пособие. — СПб.: Проспект Науки, 2011. — 336 с.

Статьи, опубликованные в ведущих изданиях по перечню ВАК:

7. Сафронова Т.М., Дацун В.М., Максимова С.Н. Рациональное использование пан-цирьсодержащих отходов //Технология криля: сб. науч. тр. -М.: ВНИРО, 1988. - С. 116-121.

8. Сафронова Т.М., Бондаренко И.В., Максимова С.Н. Обработка бланшировочных бульонов перед их использованием на пищевые цели // Рыб. хоз-во. - 1989. - Вып. 1. - С. 7-10.

9. Сафронова Т.М., Ким Г.Н., Максимова C.II. Гидробионты как источник содержания глюкозамина // Рыб. пром-сть. -2006. -№ 3. - С. 3-31.

10. Ким Г.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Хитозан в технологии рыбных продуктов // Рыб. пром-сть. -2006. — № 4. - С. 16-18.

11. Ким Г.Н., Сафронова Т.М., Максимова С.Н. Анализ степени защищенности рыбных продуктов от повреждающих факторов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. — № 6. - С. 17-19.

12. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Быканова О.Н. и др. Исследование изменений лечебных свойств хитозана, включенного в пищевые системы совместно с другими функциональными добавками // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. — № 4. — С. 18-20.

13. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Быканова О.Н. и др. Температурное воздействие на лечебные свойства хитозана в пищевых продуктах // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 5. - С. 28-30.

14. Быканова О.Н., Максимова С.Н., Тарасенко Г.А. Биологический эффект хитозана в пищевых продуктах // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2009. - № 1. - С. 34—36.

15. Быканова О.Н., Максимова С.Н., Помоз A.C. и др. Технология консервов «Крабовый паштет с хитозаном «Здоровье»» // Изв. ТИНРО. - 2009. - Т. 157. — С. 281-290.

16. Ким Г.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. и др. Барьерная технология переработки гидробионтов // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2009. - № 2-3. - С. 93-95.

17. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Ситникова Е.В. Исследование влияния молекулярной массы хитозана на его антимикробную активность в пищевых средах // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 3. - С. 22-26.

18. Максимова С.Н., Суровцева Е.В., Сафронова Т.М. Оценка комплекса функций хитозана в технологии малосоленой рыбы //Изв. вузов. Пищевая технология. -2009. -№ 4.-С. 20—22.

19. Максимова С.Н., Суровцева Е.В., Бельчева H.H. Антиоксидантная активность промышленных образцов хитозана//Хранение и переработка сельхозсырья.-2009.-№ 4.-С. 30-32.

20. Максимова С.Н., Ким Г.Н., Сафронова Т.М. и др. Вклад индивидуальных барьеров в совместный антибактериальный эффект // Хранение и переработка сельхозсырья. -

2009,-№6.-С. 56-57.

21. Вахрушев А.И., Максимова С.Н. Хитозан и хитозансодержащие полиэлектролитные комплексы в технологии рыбных продуктов // Изв. вузов. Пищевая технология. -

2010.-№2-3.-С. 35-36.

22. Максимова С.Н. Хитозан в технологии рыборастительных консервов // Рыбпром. -2010. —№ 2. -С. 29-31.

23. Сафронова Т.М., Максимова С.И., Вахрушев А.И. и др. Полиэлектролитные комплексы хитозана в технологии пищевых сферолитов // Рыбпром. - 2010. - № 2. - С. 37—40.

24. Максимова С.Н. Хитозан как антимикробное и антиоксидантное средство в технологии продуктов из гидробионтов // Изв. ТИНРО. - 2012. -Т. 170. — С. 283-290.

Патенты:

25. Пат. РФ № 2143826. Способ получения плодово-ягодного сока / Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Бобылева А.Е. - Заявл. 15.09.1998. Опубл. 10.01.2000.

26. Пат. РФ № 1692012. Способ получения хитина из панциря краба / Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н.-Заявл. 19.09.1989. Опубл. 11.06.1993.

27. Пат. РФ № 2147590. Способ получения хитозана / Сафронова Т.М., Игнатюк J1.H., Максимова С.Н. -Заявл. 15.09.1998.0публ. 20.04 2000.

28. Пат. РФ № 1821471. Способ получения хитозана / Игнатюк JI.H., Максимова С.Н. -Заявл. 06.12.1990. Опубл. 15.06.1993.

29. Пат. РФ № 2404690. Паштет из крабов / Максимова С.Н., Суровцева Е.В., Быка-нова О.Н., Помоз A.C. -Заявл 21.04.2009. Опубл. 27.11.2010.

30. Пат. РФ № 2340226. Способ изготовления аналога крабовых палочек / Максимова С.Н., Вахрушев А.И., Быканова О.Н., Суровцева Е.В. - Заявл. 29.05.2007. Опубл. 10.12.2008.

31. Пат. РФ № 2264133. Способ получения пищевой зернистой икры / Ким И.Н., Ким Г.Н., Максимова C.II. - Заявл. 3.06.2004. Опубл. 20.11.2005.

32. Пат. РФ № 2258440. Способ получения пищевой зернистой икры / Ким И.Н., Ким Г.Н., Максимова С.Н. - Заявл. 29.03.2004. Опубл. 20.08.2005.

33. Пат. РФ № 2258441. Способ получения пищевой зернистой икры / Ким И.Н., Ким Г.Н., Максимова C.II. - Заявл. 12.04.2004. Опубл. 20.08.2005.

34. Пат. РФ № 2370042. Способ приготовления малосоленой рыбы / Максимова С.Н., Суровцева Е.В., Коробчук О.В. - Заявл. 04.04.2008. Опубл. 20.10.2009.

35. Пат РФ № 2422050. Способ получения аналога пищевой икры / Вахрушев А.И., Максимова С.Н., Воропаева Ю.А. и др. - Заявл. 08.12.2009. Опубл. 27.06.2011.

Статьи в других изданиях:

36. Maksimova S., Surovtseva Е. Chitosan als Barriere in der Fischwarentechnologie: Zusammenhang von Bakteriziden und alterungsverzögernder Wirksamkeit mit dem Molekulargewicht des Polymers // Wissenschaft und praxis. ERNÄHRUNG / NUTRITION. - 2009. - Vol. 33 (3). -P. 111-114

37. Богданов В.Д., Патрышев C.M., Максимова С.Н. Исследование возможности улучшения вкуса пищевого хитозана // Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности: тез. докл. Всесоюз. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1989. -С. 183-184.

38. Дацун В.М., Максимова С.Н., Крахмилец Н.Ф. Технология производства хитина и хитозана из отходов крабоконсервного производства // Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности: тез. докл. Всесоюз. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1989.-С. 184-185.

39. Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Поиск способов улучшения вкуса пищевого хитозана // Совершенствование производства хитина и хитозана из панцирь-содержащих отходов криля и пути их использования: матер, юбилейной науч. конф. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. - С. 83-84.

40. Сафронова Т.М., Богданов В.Д., Максимова С.Н. и др. Технология использования хитозана в пищевых продуктах как структурообразующей и лечебно-профилактической добавки // Тез. докл. Четвертой Всерос. конф. - М.: ВНИРО, 1995.

41. Сафронова Т.М., Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н. Перспективные профилактические добавки в производстве пищевых добавок // Совершенствование производства хитина и

хитозана из паицирьсодержащих отходов криля и пути их использования: матер, юбилейной науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. - С. 34-35.

42. Сафронова Т.М., Тунгусов Н.Г., Максимова С.Н. Аминосахара гидробионтов в лечебно-профилактическом питании // Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века: тез. докл. Пятого Междунар. симпоз. - Москва-Пятигорск, 1997. - С. 214-215.

43. Максимова С.Н. Интенсивность вяжущего вкуса хитозана в различных средах // Науч. тр. Дальрыбвтуза.-Владивосток: Дальрыбвтуз, 1998.-Вып. 11.-С. 104-108.

44. Максимова С.Н., Игнатюк JI.H. Фракционирование хитозана // Науч. тр. Дальрыбвтуза. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1998.-Вып. 11.-С. 127-129.

45. Максимова С.Н., Бобылева А.Е. Использование хитозана с целью осветления нефильтрованного яблочного сока // Рыбохозяйственные исследования Мирового океана: тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1999. - С. 43.

46. Вихорева Г.А., Варламов В.П., Немцев C.B., Сафронова Т.М., Игнатюк Л.Н., Ким Г.Н., Максимова С.Н. Органолептические свойства производных хитина различного строения // Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана: матер. Пятой Всерос. конф. -М.: ВНИРО, 1999-С. 219-222.

47. Максимова СЛ., Кращенко В.В. Гелеобразные системы, содержащие хитозан и карбоксиметилцеллюлозу // Науч. тр. Дальрыбвтуза. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 2004. — Вып. 5.-С. 71-72.

48. Максимова СЛ., Кращенко В.В., Вахрушев А.И. Использование хитозана и пищевых добавок целлюлозной природы в технологии пищевых продуктов профилактического назначения // Вест. Камчат ГТУ. - Петропавловск-Камчатский: КГТУ, 2004. - С. 44-47.

49. Ким Г.Н., Максимова СЛ., Сафронова Т.М. Перспективные исследования хитозана в технологии рыбных продуктов // Рыбохозяйственные исследования Мирового океана: тез. докл. III Междунар. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005. - Т. 2. - С. 26-27.

50. Максимова С.Н., Ситникова Е.В. Органолептические исследования паст из вы-сококоллагенового сырья с хитозаном // Рыбохозяйственный исследования Мирового океана : тез. докл. III Междунар. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005. - Т. 2. - С. 9-11.

51. Максимова СЛ., Быканова О.Н. Перспективы использования хитозана в продуктах профилактического назначения // Науч. тр. Дальрыбвтуза. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005.-Вып. 17.-С. 73-74.

52. Максимова С.Н., Сахарова О.В., Ситникова Е.В. Барьерные свойства разномоле-кулярного хитозана в пищевых средах // Актуальные проблемы технологии живых систем: сб. матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Владивосток: ТГЭУ, 2005. - С. 33-35

53. Ким Г.Н., Максимова СЛ., Кращенко В.В. Использование хитозана в технологии пищевых продуктов // Инновации в науке и образовании: тр. Междунар. науч. конф. - Калининград: КГТУ, 2005. - Ч. 1. - С. 282-283.

54. Быканова О.Н., Максимова СЛ. Использование хитозана как биологически активной добавки в пищевых продуктах из гидробионтов // Актуальные проблемы технологии живых систем: матер. I Междунар. науч.-техн. конф. - Владивосток: ТГЭУ, 2005. - С. 282-283.

55. Ким Г.Н., Максимова СЛ., Сафронова Т.М. Перспективные исследования хитозана в технологии рыбных продуктов // Рыбохозяйственные исследования Мирового океан: матер. III Междунар. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005.-T.Z - С. 26-27.

56. Сафронова Т.М., Максимова СЛ., Ситникова Е.В. и др. Влияние молекулярной массы хитозана на его барьерные свойства и биологическую ценность пищевых продуктов // Науч. тр. Дальрыбвтуза. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. - Вып. 18. - С. 198-202.

57. Максимова СЛ., Ситникова Е.В., Ким Г.Н. и др. Антимикробная активность раз-номолекулярного хитозана в пищевых средах // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана : матер. Восьмой Междунар. конф. - М.: ВНИРО, 2006. - С. 296-298.

58. Быканова О.Н., Максимова СЛ., Тарасенко Г.А. Перспективы использования хитозана в качестве БАД к пище // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана : матер. Восьмой Междунар. конф. - М.: ВНИРО, 2006. - С. 275-276.

59. Максимова С.Н., Тарасенко Г.А., Быканова О.Н. Оценка биологической активности хитозана как функционально-технологического компонента пищи // Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы: матер, науч.-практ. конф. - Калининград (Светлогорск), 2006.-С. 21-22.

60. Максимова C.IL, Быканова О.Н. Перспективы совместного применения хитозана и других функциональных добавок в рыбных продуктах лечебно-профилактического направления // Матер. Четвертого съезда Общества биотехнологов России им. IO.A. Овчинникова.-М.: ВНИРО, 2006. - С. 151-152.

61. Максимова СЛ., Быканова О.Н. Хитозан как БАД в пищевых продуктах из гид-робионтов // Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе: матер. Регион, науч.-практ. конф. - Находка, 2006. - С. 24-25.

62. Максимова С.Н., Ситникова Е.В. Достоверность многосерийных опытов определения относительной биологической ценности продуктов питания // Инновации в науке и образовании - 2006: тр. IV Междунар. науч. конф. - Калининград: КГТУ, 2006. - С. 360-361.

63. Максимова С.Н., Быканова О.Н. Необходимость применения хитозана как БАД// Инновационные технологии безопасности питания и окружающей среды: матер. Всерос. науч. конф. - Оренбург: ВТУ, 2007. - С. 51-52.

64. Максимова СЛ., Ситникова Е.В., Сафронова Т.М. Исследование влияния молекулярной массы хитозана на хранимоспособность малосоленых лососевых // Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды: матер. Всерос. науч. конф. - Оренбург: ВТУ, 2007. - С. 342-344.

65. Максимова СЛ., Сафронова Т.М., Быканова О.Н. Исследование влияния отдельных пищевых добавок на лечебно-профилактические свойства хитозана // Приморские зори — 2007: матер. Междунар. науч. чтений. - Владивосток, 2007. - С. 236-237.

66. Ситникова Е.В., Максимова СЛ. Обоснование применения хитозана для увеличения хранимоспособности малосоленых лососевых // Наука и образование - 2007: матер. Междунар. науч.-техн. конф. - Мурманск, 2007. - С. 929-932.

67. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Ситникова Е.В. Взаимосвязь хранимоспособности пищевых сред с уровнем содержания в них хитозана // Науч. тр. Дальрыбвтуза. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2007.-Вып. 19.-С. 190-194.

68. Сафронова Т.М., Максимова СЛ., Быканова О.Н. и др. Влияние температурных параметров на лечебно-профилактические свойства хитозана // Науч. тр. Дальрыбвтуза. -Владивосток: Дальрыбвтуз, 2007. - Вып. 19.-С. 186-190.

69. Максимова СЛ., Суровцева Е.В. Повышение стойкости палочек лососевых сушеных в хранении // Инновации в науке и образовании - 2007: тр. V Междунар. науч. конф. - Калининград: КГТУ, 2007. - С. 364-365.

70. Максимова С.Н., Быканова О.Н. Лечебное действие водорастворимой соли хитозана, включенной в пищевой продукт // Инновации в науке и образовании: тр. V Междунар. науч. конф. - Калининград: КГТУ, 2007. - С. 362-364.

71. Максимова СЛ., Тарасенко Г.А., Быканова О.Н. Использование функциональных добавок в здоровом питании // Достижения учёных XXI века: матер. 3-й Междунар. науч.-практ. конф. - Тамбов, 2007. - С. 258-259.

72. Максимова СЛ., Шкреба E.H. Влияние температур на лечебные свойства хитозана // Нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения: матер. Всерос. науч.-практ. конф. - Краснодар, 2007. - С. 169-170.

73. Шкреба E.H., Максимова СЛ., Сафронова Т.М. и др. Проблемы комплексного и рационального использования хитинсодержащего сырья в рыбной промышленности // Природа без границ: матер. Второго Междунар. экол. форума. - Владивосток, 2007. - С. 209-211.

74. Быканова О.Н., Максимова СЛ. Перспективы обогащения продуктов питания функциональными добавками // Современные тенденции развития общественного питания и сервиса: матер, юбилейной науч.-практ. конф. - Екатеринбург, 2007. - С. 16—19.

75. Вахрушев А.И., Быканова О.Н., Максимова С.Н., Сафронова Т.М. Полиэлектролитные комплексы хитозана и полисахаридов гидробионтов в технологии пищи // Нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения: матер. Всерос. на-уч.-практ. конф. с междунар. участием. - Краснодар, 2007. - С. 60-62.

76. Максимова С.Н., Суровцева Е.В. Хитозан как барьер в технологии рыбных продуктов: взаимосвязь бактерицидной и антиоксидантной активности с молекулярной массой полимера // Современное состояние водных биоресурсов: матер, науч. конф., посвященной 70-летию С.М. Коновалова. - Владивосток: ТИНРО, 2008. - С. 901-903.

77. Максимова С.Н., Суровцева Е.В., Вахрушев А.И. Хитозан в технологии аналога крабовых палочек // Современное состояние водных биоресурсов: матер, науч. конф., посвященной 70-летию С.М. Коновалова. - Владивосток: ТИНРО, 2008. - С. 938-940.

78. Максимова С.Н., Быканова О.Н., Тарасенко Г.А. Медико-биологический эффект хитозана в составе пищевой среды // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: матер. Девятой Междунар. конф. - М.: ВНИРО, 2008. - С. 147-149.

79. Максимова С.Н., Сафронова Т.М., Суровцева Е.В. Барьерные свойства хитозана // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: матер. Девятой Междунар. конф.-М.: ВНИРО, 2008.-С. 218-220.

80. Максимова С.Н., Вахрушев А.И., Сафронова Т.М. и др. Хитозансодержащие полиэлектролитные комплексы в технологии рыбных продуктов // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: матер. Девятой Междунар. конф.-М.: ВНИРО, 2008. - С. 211-214.

81. Максимова С.Н., Сафронова Т.М., Суровцева Е.В. Относительная биологическая ценность пищевого продукта в зависимости от содержания и молекулярной массы хитозана // Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы: тез. докл. науч.-практ. конф.

- М.: МАКС Пресс, 2008. - С. 92.

82. Максимова С.Н., Быканова О.Н. Влияние температурной обработки на технологические свойства хитозана // Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы : тез. докл. науч.-практ. конф. - М.: МАКС Пресс, 2008. - С. 90.

83. Максимова С.Н., Быканова О.Н. Исследование влияния хитозана в составе консервов «Роллы морские» на режим их стерилизации // Исследование Мирового океана : матер. Междунар. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2008. - С. 374-375.

84. Суровцева Е.В., Максимова С.Н., Коробчук О.В. Обоснование барьерной технологии малосоленой рыбы с хитозаном // Исследования Мирового океана: матер. Междунар. науч. конф. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 2008. - С. 415-417

85. Максимова С.Н., Суровцева Е.В. Продление сроков хранения малосоленой рыбы в бытовых условиях // Матер. V съезда Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова. - М.: ИАЦ, 2008. - С. 90-92.

86. Суровцева Е.В., Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н. Исследование антиокислительной способности хитозана // Науч. тр. Дальрыбвтуза. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2009. — Вып. 21.-С. 332-334.

87. Максимова С.Н., Вахрушев А.И., Стрижова М.А. и др. Основы технологии пищевых сферолитов // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: матер. III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием.

- Челябинск: ЮУрГУ, 2010. - Т. 1. - С. 79-82.

88. Максимова С.Н., Вахрушев А.И., Стрижова М.А. Использование полиэлектролитных комплексов на основе хитозана в технологии рыбных продуктов // Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана: матер. Междунар. науч.-техн. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010. - С. 311-312.

89. Максимова С.Н., Вахрушев А.И., Сафронова Т.М. Перспективы использования хитозансодержащих пищевых сферолитов в технологии рыбных продуктов // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: матер. Десятой. Междунар. конф. - М.: ВНИРО, 2010. - С. 279-282.

МАКСИМОВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ II РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ

Автореферат диссертации на сонскание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 20.11.2012. Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,00 Заказ 1296 Тираж 100 экз.

Отпечатано издательско-полиграфический комплекс Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета, 690091, г. Владивосток, ул. Светланская, 25

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет»

На правах рукописи МАКСИМОВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

О520П50350

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ

ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ

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

Диссертации

на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Т.М.Сафронова

Калининград - 2012

б-У

ОГЛАВЛЕНИЕ

Понятия и их определение ................................................................................... 8

Обозначения и сокращения................................................................................ 10

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................12

ГЛАВА 1 НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИТОЗАНА ... 21

1.1 Современные требования к пищевым продуктам ......................................22

1.2 Концепция функционального питания ........................................................27

1.3 Перспективы технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов ...........................................................................................................39

1.4 Хитозан как многопрофильная добавка в технологии пищевых продуктов .................................................................................................................................51

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................................87

2.1 Методологический подход к проведению исследований .........................87

2.2 Объекты исследований ..................................................................................89

2.3 Методы исследований ...................................................................................91

2.4 Критерии и методы вычисления барьерной эффективности хитозана . 103 ГЛАВА ЗИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕНСОРНЫХ

СВОЙСТВ ХИТОЗАНА.................................................................. 109

3.1 Идентификация и исследование вкуса пищевого хитозана и хитозан-содержащих продуктов............................................................................... 109

3.2 Исследование интенсивности вяжущего вкуса хитозана в зависимости от технологических факторов его производства и состава пищевой среды ........................................................................................................... 117

3.3 Совершенствование технологии пищевого хитозана с улучшенными сенсорными свойствами ............................................................................. 127

ОГЛАВЛЕНИЕ

Понятия и их определение ................................................................................... 8

Обозначения и сокращения................................................................................ 10

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................12

ГЛАВА 1 НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИТОЗАНА ... 21

1.1 Современные требования к пищевым продуктам ......................................22

1.2 Концепция функционального питания ........................................................27

1.3 Перспективы технологии функциональных продуктов из водных биоресурсов ...........................................................................................................39

1.4 Хитозан как многопрофильная добавка в технологии пищевых продуктов .................................................................................................................................51

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................................87

2.1 Методологический подход к проведению исследований .........................87

2.2 Объекты исследований ..................................................................................89

2.3 Методы исследований ...................................................................................91

2.4 Критерии и методы вычисления барьерной эффективности хитозана . 103 ГЛАВА ЗИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕНСОРНЫХ

СВОЙСТВ ХИТОЗАНА.................................................................. 109

3.1 Идентификация и исследование вкуса пищевого хитозана и хитозан-содержащих продуктов............................................................................... 109

3.2 Исследование интенсивности вяжущего вкуса хитозана в зависимости от технологических факторов его производства и состава пищевой среды ........................................................................................................... 117

3.3 Совершенствование технологии пищевого хитозана с улучшенными сенсорными свойствами ............................................................................. 127

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ

ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ ............................................ 131

4.1 Исследование эффективности барьерных свойств хитозана в зависимости от его характеристик, состава и условий обработки пищевой среды............................................................................................................132

4.2 Обоснование и экспериментальное подтверждение физиологической эффективности хитозана различных характеристик в продуктах из водных биоресурсов.................................................................................... 149

4.3 Исследование эффективности комплекса функций хитозана при переменном составе и условиях обработки пищевой среды ...................... 165

4.4 Исследование биологической ценности хитозансодержащих продуктов .......................................................................................................... 173

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ЧАСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ С ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИТОЗАНА ....... 183

5.1 Разработка технологии малосоленых и сушеных продуктов из лососевых с целевым применением хитозана как барьера двойного действия ... 184

5.2 Разработка технологии пищевых продуктов из водных биоресурсов с применением хитозана в качестве регулятора структурно-механических свойств................................................................................................... 196

5.3 Разработка технология кулинарных продуктов из водных биоресурсов

с применением хитозана как формообразующего агента........................215

ГЛАВА 6 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ВОДНЫХ БИОРЕСУРСОВ ........................................... 230

6.1 Социальная эффективность........................................................................ 230

6.2 Экономическая эффективность ................................................................. 234

6.3 Практическая реализация научных исследований .................................. 241

ВЫВОДЫ........................................................................................................... 243

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .............................................. 246

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................. 300

1 Договор о научно-техническом сотрудничестве № 112с/2006 между

Дальневосточным государственным техническим рыбохозяйствен-ным университетом и ТИБОХ ДВО РАН..................................................301

2 Ветеринарное свидетельство № 32-360375 ..................................................302

3 Акт приемки работ по исследованиям на базе вивария ТИБОХ ДВО РАН 304

4 Акт приемки работ по биохимическим исследованиям на виварных

животных на базе независимой лаборатории «Юнилаб» ........................305

5 Акт внедрения в научные исследования ВНИРО методических указа-

ний «Определение вкуса пищевых продуктов, содержащих хитозан в качестве добавки» .....................................................................................306

6 Акт внедрения в учебный процесс ВГМУ методических указаний

«Определение вкуса пищевых продуктов, содержащих хитозан в качестве добавки»............................................................................................307

7 Патент РФ № 2143826 «Способ осветления плодово-ягодного сока» ......308

8 Патент РФ № 1692012 «Способ получения хитина из панциря краба» .... 310

9 Патент РФ № 1821471 «Способ получения хитозана» ...............................312

10 Патент РФ № 214 7590 «Способ получения хитозана» ............................313

11 Изменение № 1 к технологической инструкции (ТИ) по изготовлению хитозана от 7.10.1996 г............................................................................... 315

12 Патент РФ № 2370042 «Способ приготовления малосоленой рыбы» ... 316

13 Протокол лабораторных исследований № 711-1 от 18.09.2009 г............ 317

14 Протокол лабораторных исследований № 711-2 от 25.09.2009 г.............322

15 Протокол лабораторных исследований № 711-3 от 02.10.2009 г.............327

16 Экспертное заключение о проведении санитарно-эпидемиологической экспертизы проектной документации № 0001/01-Т от 18.01.2010 г..... 332

17 ТУ 9262-068-00471515-2010 «Продукция из лососевых рыб малосоленая с хитозаном» ..........................................................................................334

18 Технологическая инструкция (ТИ) № 068-2010 по изготовлению продукции из лососевых рыб малосоленая с хитозаном .............................. 335

19 ТУ «Палочки лососевые сушеные с хитозаном» (проект)....................... 336

20 Технологическая инструкция (ТИ) по изготовлению палочек лососевых сушеных с хитозаном (проект)........................................................... 337

21 Патент РФ № 2404690 «Паштет из крабов» .............................................. 338

22 Результаты лабораторной проверки разработанного режима стерили-зации консервов «Паштет крабовый хитозаном «Здоровье» методом экспериментального инокулирования ...................................................... 339

23 Режим стерилизации консервов «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье» ОАО «Гипрорыбфлот» от 14.08.2008 г........................................ 340

24 Акт проведения биологических испытаний пищевых модельных систем из рыбы и нерыбных объектов и консервов «Крабовый паштет с хитозаном «Здоровье» на базе вивария НИИ эпидемиологии и микробиологии Сибирского отделения РАМН.................................................. 341

25 Экспертное заключение о проведении санитарно-эпидемиологической оценки обоснования (пролонгации) сроков годности и условий хранения пищевых продуктов № 0383/72-П от 26.09.2010 г................. 344

26 Экспертное заключение о проведении санитарно-эпидемиологической экспертизы проектной документации № 0466/7.2-ТУ от 12.11.2010 г. . 347

27 ТУ 9273-065-00471515-2010 «Консервы. Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье»............................................................................................ 348

28 Технологическая инструкция (ТИ) № 065-2010 по изготовлению консервов «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье» ............................... 349

29 Протокол № 20 Дегустационного совета ФГУП «ВНИРО» от 20.10.2009 г. 350

30 О присвоении ассортиментного знака консервам «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье» ................................................................................ 354

31 ТУ консервы «Роллы морские с хитозаном» (проект)..............................355

32 Технологическая инструкция (ТИ) по изготовлению консервов

«Роллы морские с хитозаном» (проект).................................................... 356

33 ТУ «Формованные сушеные листы из ламинарии с хитозаном» (проект) 357

34 Технологическая инструкция (ТИ) по изготовлению «Формованных сушеных листов из ламинарии с хитозаном» (проект) ........................... 358

35 Патент РФ № 2340226 «Способ изготовления аналога крабовых палочек» 359

36 Патент РФ № 2264133 «Способ получения пищевой зернистой икры» 361

37 Патент РФ № 2258440 «Способ получения пищевой зернистой икры» 363

38 Патент РФ № 2258441 «Способ получения пищевой зернистой икры» 365

39 Патент РФ № 2422050 « Способ получения аналога пищевой зернис-

той икры» ......................................................................................................367

40 ТУ «Аналог икры оетровых «Морская аптека» (проект)..........................368

41 ТИ «Аналог икры оетровых «Морская аптека» (проект)..........................369

42 Изменения № 1 к технологической инструкции по изготовлению пало чек, биточков рыбных хрустящих ТИ № 004-96.......................................370

43 Акт выпуска опытной партии малосоленой продукции из лососевых

с хитозаном на ООО «Босантур Два» ........................................................374

44 Протокол № 11 дегустационного совещания ООО «Босантур Два» от 20.03.2012 г.................................................................................................. 377

45 Акт выпуска опытной партии консервов «Паштет крабовый с хитозаном «Здоровье» на ООО «Меридиан» ...................................................... 380

46 Протокол № 27 дегустационного совещания ООО «Меридиан» от 29.09.2011 г.................................................................................................. 383

47 Акт о внедрении в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз» результатов диссертационных исследований на соискание ученой степени доктора технических наук Максимовой С.Н..............................387

48 Акт о внедрении в учебный и научный процесс ФГБОУ ВПО «КГТУ» учебного пособия и монографии профессора С.Н. Максимовой............388

49Акт о внедрении подготовленных и изданных профессором С.Н. Максимовой и коллегами (ФГБОУ ВПО «ДГТРУ») учебного пособия и монографии в учебный процесс в ФГБОУ ВПО «МГТУ» ......................390

ПОНЯТИЯ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Барьер - целенаправленно применяемый (или уже выполняющий иные технологические функции) фактор, способствующий повышению микробиологической и окислительной стойкости пищевого продукта в хранении при отсутствии его отрицательного влияния на свойства изделия;

Барьерная решетка - графическое изображение барьера в виде решетки со свойственным ему диапазоном действия против повреждающих пищевой продукт факторов;

Барьерное соединение - барьер, представленный химическим веществом;

Барьерное средство - любой барьер, за исключением барьерного соединения, представляющего собой химическое вещество;

Барьерная технология - технология, обеспечивающая высокую стойкость и безопасность продукта в хранении при условии сохранения его качества посредством обоснованного применения одного или нескольких барьеров;

Барьерный эффект индивидуальный - степень положительного влияния барьера на стойкость и безопасность продукта в хранении, выражен одним из способов - уровнем контаминации, единичными показателями качества продукта, величиной зоны угнетения микроорганизмов, содержанием продуктов окисления, допустимым сроком хранения и др.;

Барьерный эффект общий (совокупный) - то же, что индивидуальный, но полученный от влияния совокупности двух и более барьеров;

Индекс надежности барьера - отношение периода времени, характерного постоянством величины барьерного эффекта, к общей продолжительности допустимого срока хранения продукта, процент или доля единицы;

Индивидуальный вклад барьера - экспериментально установленное повышение барьерного эффекта, достигнутое за счет действия единичного барьера, отнесенное к общему эффекту, достигнутому совокупностью барьеров, процент или доля единицы;

Обогащенный пищевой продукт - функциональный пищевой продукт, получаемый добавлением одного или нескольких функциональных пищевых ингредиентов к традиционным пищевым продуктам с целью предотвращении, возникновения или исправления имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ (цитируется по ГОСТ Р 52349 - 2005);

Оптимальный диапазон действия барьера - концентрация барьерного соединения или режимные параметры воздействия барьерного средства, которые обеспечивают максимально возможный барьерный эффект при условии отсутствия отрицательного влияния барьера на качество и безопасность пищевого продукта;

Продолжительность бактериостатического действия - период времени, характеризующийся постоянством величины барьерного эффекта, равный длительности постоянства кмафанм;

Продолжительность допустимого срока хранения - период времени, характеризующийся величиной кмафанм пищевой среды или продукта, не превышающей нормативного, установленного санпином значения;

Физиологически функциональный пищевой ингредиент - вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения или идентичные натуральным, а также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько функций, процесса обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 до 50 % суточной физиологической потребности (цитируется по ГОСТ Р 52349 - 2005);

Функциональный пищевой продукт - это пищевой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здо-

ровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов (цитируется по ГОСТ Р 52349 - 2005);

Функционально-технологические свойства хитозана, рассматриваемого как компонент пищи - совокупность химических и структурных свойств полимера, оказывающих влияние на характеристики пищевой среды включения;

Функционально-физиологические свойства хитозана, рассматриваемого как компонент пищи - совокупность медико-биологических свойств хитозана, придающих пищевой среде включения физиологическую функциональность;

Хитозансодержащий пищевой продукт - продукт, в состав которого целенаправленно включен хитозан как многопрофильная добавка, обладающая функционально-технологическими и функционально-физиологическими свойствами.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АлАТ - аланинаминотрансфераза

AMA - антимикробная активность

АОА - антиокислительная активность

АсАТ - аспартаминотрансфераза

БКН - бензойнокислый натрий

ВСС - влагосвязывающая способность

ВМХ - высокомолекулярный хитозан

ВРСХ - водорастворимый низкомолекулярный хитозан (соль)

ВУС - влагоудерживающая способность

ДГК - докозагексаеновая кислота

ИВВХ - интенсивность вяжущего вкуса хитозана

ИН - индекс надежности

КМАФ