авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности

На правах рукописи

ФЕДОРОВ Дмитрий Евгеньевич

РАЗРАБОТКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ

ТЕХНОЛОГИИ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕМОГЛОБИНА ИЗ

КРОВИ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент И.А. Короткий Кемерово 201 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Применение крови убойных животных в пищевой промышленности и фармакологии 1.1.1 Пищевые продукты на основе крови убойных животных 1.1.2 Лекарственные препараты на основе крови убойных животных 1.2 Способы выделения сухих веществ из продуктов и применение концентратов в пищевой промышленности 1.3 Применение низкотемпературных технологий для разделения пищевого сырья на компоненты 1.4 Свиная кровь как исходное сырье для получения гемоглобина 1.5 Выводы по литературному обзору, цели и задачи исследований ГЛАВА 2 ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Организация проведения экспериментальных исследований 2.2. Методы и объекты исследований 2.3. Описание экспериментальных установок ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Исследование свойств свиной крови как исходного сырья 3.1 Исследование процессов криоконцентрирования раствора 3. гемоглобина в емкостном криоконцентраторе Разработка режимов лиофилизации раствора гемоглобина 3.3 Физико-химические, теплофизические и микробиологические 3. показатели продуктов гемоглобина Определение сроков и условий хранения 3.5 ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 4.1. Разработка низкотемпературной технологии выделения гемоглобина 4.2. Определения экономических показателей производства растворов гемоглобина ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ В последние годы в связи с ухудшением экологической обстановки в нашей стране, демографическим спадом, а также снижением социально-экономического уровня и возрастанием психоэмоциональных нагрузок одной из важнейших задач государственной политики является обеспечение населения полноценными в био логическим плане продуктами питания [34].





Научно доказана взаимосвязь структуры питания человека и частотой воз никновения различного рода заболеваний: сердечно-сосудистых, онкологических, гематологических и т.д. [10]. Повышение интенсивности антропогенного воздей ствия человека на природу еще больше усугубляет ситуацию в этом плане.

Для решения данной проблемы предлагается потреблять продукты питания, обогащенные биологически-активными веществами, одним из которых является гемоглобин, полученный из крови убойных животных. Данное сырье может с успехом применяться не только в пищевой промышленности в качестве природ ного источника гемового железа для производства функциональных продуктов и биологически активных добавок к пище, но также в сельскохозяйственной про мышленности для производства кормов и фармацевтической сфере для ветери нарных и лекарственных препаратов. Кроме того, растворы очищенного гемогло бина применяются в гематологических анализах в качестве контрольных образцов при использовании колориметрических методов.

Исследованиями в данной области занимались Н.Н. Шульга, Л.Р. Слепнева, А.И. Жаринова, А.С. Белозерцев, О.В. Козеева, М.Л. Файвишевский, А.Е. Куцова, А.Л. Кульпина, А.В. Николайчик и др.

В настоящее время производители сухого гемоглобина используют в основ ном цельную кровь, либо неочищенную эритроцитарную массу, в результате чего в конечном продукте присутствуют посторонние компоненты и другие белки, в значительной степени снижающие его чистоту и вызывающие риск возникнове ния аллергических реакций. Существующие технологии выделения очищенного гемоглобина, такие как механическо-термический гемолиз, высаливание, ионооб менная хроматография и др. характеризуются рядом недостатков, что ограничи вает их применение. Основным препятствием на пути к широкому внедрению данных технологий является дороговизна процесса.

Отсутствие эффективных технологий глубокой переработки крови обуслав ливают тот факт, что на мясоперерабатывающих предприятиях нашей страны данное вторичное сырье применятся по большей части лишь при производстве кровяных колбас и кормов для животных, при этом на переработку направляется лишь 3% получаемой крови, остальная ее часть сливается в канализацию как от ходы производства, что не только экономически невыгодно, но также наносит вред окружающей среде, так как кровь является благоприятной средой для разви тия патогенной микрофлоры.

С целью получения продукта, свободного от стромального компонента и оболочек эритроцитов, применяют гемолиз с последующим удалением вышеука занных посторонних примесей. Гемолиз может осуществляться различными пу тями, однако осмотический гемолиз является наиболее приемлемым в данном случае, поскольку процесс протекает быстро и эффективно, без применения хи мических реагентов (в гипотонической среде, например дистиллированной воде), а полученный раствор при этом может быть легко очищен от посторонних приме сей. Единственным недостатком такого способа является необходимость в дли тельной сушке, поскольку раствор характеризуется высоким влагосодержанием.





Это может сказываться на конечной стоимости продукта, однако внедрение тех нологии криоконцентрирования позволит исключить данный недостаток.

Таким образом, разработка эффективной и энергосберегающей технологии выделения очищенного гемоглобина из крови убойных животных является акту альной задачей пищевой промышленности, на решение которой направлена дан ная диссертационная работа.

Степень проработки темы исследований.

Исследованием и разработкой продуктов, основанных на биотехнологиче ском потенциале крови убойных животных, занимались такие ученые как Н.Н.

Шульга, Л.Р. Слепнева, А.И. Жаринова, А.С. Белозерцев, О.В. Козеева, М.Л. Фай вишевский, А.Е. Куцова, А.Л. Кульпина, А.В. Николайчик и др. При этом выде ление очищенного гемоглобина из крови убойных животных до сих пор остается малоисследованной темой, требующей более глубокого изучения и новых подхо дов.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка низко температурной технологии выделения гемоглобина из крови убойных животных.

В рамках поставленной цели сформированы следующие задачи:

- определение физико-химических и органолептических показателей свиной крови;

- исследование процессов криоконцентрирования раствора гемоглобина в емкостном криоконцентраторе;

- определение режимов лиофилизации раствора гемоглобина;

- изучение физико-химических, органолептических, теплофизических и микробиологических показателей продуктов гемоглобина;

- разработка математической модели процесса криоконцентрирования рас твора гемоглобина;

- определение сроков и условий хранения продуктов гемоглобина;

- разработка технологической схемы выделения гемоглобина из крови убойных животных, определение экономических показателей продуктов гемогло бина.

Научная новизна работы:

- научно обосновано использование метода разделительного выморажива ния для выделения гемоглобина из раствора, полученного осмотическим гемоли зом;

- исследованы процессы разделительного вымораживания раствора гемо глобина в криоконцентраторе емкостного типа, доказано, что с повышением ско рости кристаллизации и увеличением исходного содержания сухих веществ рас твора, эффективность криоконцентрирования снижается;

- разработана математическая модель, описывающая процесс льдообразова ния и изменение содержание сухих веществ в концентрате в процессе раздели тельного вымораживания исходного раствора гемоглобина при температуре хла доносителя от -2 до -6°С, получены уравнения, позволяющие рассчитать теплофи зические характеристики, количество образующегося льда, его толщину и кон центрацию раствора в зависимости от продолжительности процесса, при исход ном содержании сухих веществ (от 1 до 15%) и температуре хладоносителя -2°С.

Уравнения также дают возможность рассчитать продолжительность процесса раз делительного вымораживания, необходимую для получения раствора заданной степени концентрации.

- определены режимы лиофилизации концентрированного раствора гемо глобина: подобраны время, толщина слоя и температура обезвоживания;

- разработана технология выделения гемоглобина из крови убойных живот ных;

- исследованы свойства полученных продуктов гемоглобина (16% раствор, 70% концентрат и сухой продукт), на основе чего установлена эффективность разработанной технологии.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны режи мы разделительного вымораживания раствора гемоглобина, позволяющие почти в 4 раза повысить концентрацию сухих веществ при использовании двухступенча той схемы.

Определены параметры сублимационной сушки концентрированного рас твора гемоглобина, такие как температура нагрева, продолжительность и толщина слоя продукта, позволяющие повысить эффективность технологии.

Разработана технологическая схема получения продуктов гемоглобина: 16% раствор, 70% концентрат и сухой продукт. Определены физико-химические, орга нолептические, теплофизические и микробиологические свойства данных продук тов. Установлены сроки и условия хранения, определена экономическая эффек тивность выработки продуктов гемоглобина.

Работа выполнена в рамках гранта на проведение научно-исследовательских работ по теме «Разработка технологии выделения гемоглобина из вторичного сы рья мясной промышленности», договор № 57 от 02.09.2013 г.

Методология и методы исследования. При выполнении диссертационного исследования использовались как стандартные, общепринятые, так и оригиналь ные методики определения физико-химических, органолептических, микробиоло гических и других характеристик объекта исследований.

Положения, выносимые на защиту.

- технологические режимы разделительного вымораживания раствора гемо глобина в емкостном криоконцентраторе;

- параметры лиофилизации раствора гемоглобина;

- технология производства очищенного гемоглобина.

Степень достоверности и апробация работы. Основные положения дис сертации получили одобрение на научно-практических конференциях, в том числе: на VIII международной научно-практической конференции «Стратегиче ские вопросы мировой науки» (г. Пшемысль, 2012 г.), инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2012 г.), международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образо вании, производстве и транспорте 2012» (г. Одесса, 2012 г.), международной за очной научно-практической конференции «Наука и образование в жизни совре менного общества» (г. Тамбов, 2012 г.) и др.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Применение крови убойных животных в пищевой промышленности и фарма кологии 1.1.1 Пищевые продукты на основе крови убойных животных Высокая биологическая ценность такого сырья как кровь убойных живот ных обусловлена наличием в ней широкого диапазона высокоусвояемых белко вых веществ, по содержанию которых она может приравниваться к мясу, а также гормонов, ферментов, минеральных веществ и незаменимых аминокислот (таб лица 1.1) [85]. В среднем цельная кровь различных видов убойных животных со держит от 16,4 до 18,9% белков, при этом порядка 60% приходится на долю гемо глобина. Все это является причиной широкого распространения крови в пищевой промышленности, использование данного вида сырья позволяет не только расши рить ассортимент продукции, но и повысить его качественные показатели.

Таблица 1.1 - Средний состав крови убойных животных, % Компонент В цельной крови В плазме В эритроцитарной массе Вода 79,0-82,0 91,0-92,0 59,0-63, Белки 16,4-18,9 6,8-7,3 30,3-32, Липиды 0,36-0,39 0,26-0,32 1,9-7, Прочие органиче- 0,50-0,67 0,17-0,23 ские вещества Минеральные ве- 0,8-0,9 0,85-0,87 0,7-1, щества Кровь и ее компоненты – плазма и форменные элементы нашли широкое внедрение при производстве различного рода мясопродуктов [27, 57]. При этом в зависимости от фракционного состава сырья используется цельная кровь, плазма, сыворотка и эритроцитарная масса.

Цельная кровь входит в рецептурный состав ряда кровяных колбас, мясных консервов, зельцев, пудингов и т.д. [4, 57, 108] При этом было установлено, что такие изделия по вкусовым свойствам не уступают аналогичным, изготовленным по традиционной рецептуре и при этом характеризуются меньшей себестоимо стью. Осветленная цельная кровь является белковым обогатителем вареных кол бас и паштетов. Включение в их рецептуру 2-6% осветленной крови позволяет из бавиться от необходимости добавки говяжьего мяса.

Основной проблемой широкого применения цельной крови в пищевой про мышленности является ее специфичный вкус и цвет, влияющие на органолепти ческие показатели готового продукта [23]. В связи с этим целесообразно исполь зовать эмульсии, в состав которых в различных соотношениях входят цельная кровь, жир, белковый препарат, обезжиренное молоко и вода. Объем таких эмуль сий в мясопродуктах может составлять порядка 20-40% к массе основного сырья, что позволяет добиться повышения качественных показателей и структурно механических свойств готового продукта [93].

С целью расширения области применения цельной крови разрабатываются все более новые методы ее осветления. Наиболее распространенным методом яв ляется добавление в кровь компонентов, маскирующих естественный цвет гемо глобина – яичный порошок, хлеб, соевый белок, вареное мясо, крупу и т.д. [108] К другим способам осветления крови относится обработка ультразвуком, осветле ние перекисью водорода, использование электролиза, расщепление белка гемо глобина и его разделение ультрафильтрацией [93].

Плазма ввиду отсутствия вышеперечисленных недостатков цельной крови является более распространенным сырьем пищевой промышленности, содержа щим такие фракции белков как альбумины, глобулины и фибриноген. Однако ввиду отсутствия гемоглобина в плазме крови содержится всего 6-9% белка. Хи мический состав плазмы крови для разных видов животных представлен в табли це 1.2 [87].

Таблица 1.2 - Химический состав плазмы крови убойных животных Показатель Содержание составных частей, г/кг крови Крупнорогатый Овцы Свиньи Лошади скот Вода 913,64 917,44 917,61 902, Сухой остаток 86,36 82,56 82,39 97, в том числе: 72,15 67,5 87,74 84, белки углеводы 1,05 1,06 1,21 1, липидные компоненты 3,84 3,94 3,8 3, Общий фосфор 0,24 0,23 0,2 0, В том числе 0,08 0,07 0,05 0, неорганический Минеральные вещества 8,42 8,42 8,31 8, Биологическая ценность плазмы крови обусловлена тем, что белки, содер жащиеся в ней, характеризуются уникальными функциональными свойствами [99]. Альбумины обладают пенообразующей и водосвязывающей способностью, глобулины являются хорошими эмульгаторами, фибриноген за счет возможности перехода в фибрин с образованием пространственного каркаса обладает способ ностью к гелеобразованию.

Вышеупомянутые свойства белков плазмы крови с успехом используются в пищевой промышленности для получения структурированных белковых и желей ных продуктов, мясных эмульсий, вареных колбас, котлет, пельменей и т.д. [38] Установлено, что вкусовые характеристики продуктов с добавлением плазмы крови нисколько не уступают таковым, изготовленным по традиционной рецеп туре. Плазма крови может выступать в качестве регулятора функциональных свойств низкосортного сырья, ингибитора окисления жиров, либо как заменитель основного сырья. При высушивании плазмы крови получают светлый пищевой альбумин, который в кондитерской промышленности способен с успехом заме нять яичный белок.

Плазма крови убойных животных лежит в основе производства белковых лечебно-профилактических продуктов питания, технология производства которых включает в себя получение устойчивых гелей структурообразованием белков плазмы крови и ферментативный гидролиз белков с последующей температурной обработкой [8, 46]. Биомодификация белков плазмы крови дает возможность про изводить функциональные продукты питания, аналогичные по свойствам кисло молочным и обладающие высокой биологической ценностью, безопасностью и хорошими качественными показателями [63]. Разработанная технология изготов ления сухих фитоэкстрактов из плазмы крови животных применяется для получе ния функциональных напитков и при производстве сахаристых взбитых конди терских изделий [101].

Известен способ производства белковых продуктов и жидких заквасок на основе плазмы крови убойных животных, который заключается в смешении «красной» плазмы, полученной путем центрифугирования гемолизированной крови, с жидкой закваской микроорганизмов (Lactobacterium, Bacillus, Bifidobacterium и др.) и бактериальным концентратом [71]. В состав многокомпо нентных белковых систем для посола мяса также входит плазма и сыворотка кро ви [6]. Использование данных комплексов позволяет увеличить выход готового продукта, улучшить его органолептические характеристики, пищевую и энергети ческую ценность.

Сыворотка, так же как и плазма крови применяется при производстве боль шего вида вышеперечисленных продуктов (добавка в вареные колбасы, рубленые полуфабрикаты, диетические продукты и ливерные колбасы вместо мясного сы рья), однако она характеризуется меньшей биологической ценностью, что обу словлено отсутствием в ней фибриногена, являющимся белком с наиболее благо приятным соотношением аминокислот [88].

Форменные элементы (эритроцитарная масса), получаемые в ходе центри фугирования крови, содержат значительно большее количество сухих веществ, чем плазма или цельная кровь. Наибольшую ценность данного вида сырья пред ставляет железо, входящее в состав гемоглобина. Основным направлением при менения форменных элементов в пищевой промышленности является производ ство кровяных колбас, а также белковых препаратов, рецептура которых включает добавление к эритроцитарной массе воды, лимонной кислоты, обогатителя и ка тализаторов процесса коагуляции, последующую выдержку для образования сгустка, термическую обработку и обезвоживание [35].

Сушкой форменных элементов получают темный пищевой альбумин, кото рый может использоваться в качестве добавки в колбасные изделия, как компо нент некоторых лекарственных препаратов, а также в качестве добавки в корма сельскохозяйственных животных, позволяющий повысить привес при откорме [27].

Кроме того, форменные элементы применяются в качестве добавок в мо лочные и мясные консервы, а также как источник белков при производстве хле бобулочных изделий, супов, пудингов и т.д. Высокая пищевая ценность эритро цитов связана с хорошей перевариваемостью белков и легкой усвояемостью гемо глобина организмом.

1.1.2 Лекарственные препараты на основе крови убойных животных Кровь убойных животных легла в основу производства многих видов лекар ственных препаратов: альбумин, протеин, гематоген, выпускаемый в сухом и жидком виде, фибриноген, фибринные пленки, активированный уголь, гемости мулин, пептон, танальбин и т.д. [27, 88] В фармакологии может быть использована как цельная кровь, так и ее ком поненты. Эритроцитарная масса может быть получена путем центрифугирования или отстаивания в течение 48 часов с последующим обезвоживанием. После ре гидратации она может быть использована для внутривенного введения при ане мических состояниях. Тромбоциты, выделенные из крови центрифугированием, в высушенном состоянии могут храниться несколько лет, при том, что в заморо женном состоянии они могут сохраняться около 2 месяцев. Тромбоцитарная масса применяется как эффективное гомеостатическое средство при различного рода кровотечениях. Плазма крови применяется внутривенно при кровопотерях и шоке [61].

Методом фракционирования крови животных получают раствор альбумина, который является важнейшим белком, принимающим участие в поддержании коллоидно-осмотического давления и способствующим удержанию в кровяном русле тканевой жидкости. Альбумин применяется при гипоальбуминемии, опера ционном шоке, поражениях желудочно-кишечного тракта, циррозе печени, нефротических синдромах и т.д. Данный препарат может выпускаться как в жид кой фазе, так и в сухом виде, после регидратации альбумин может быть введен внутривенно, такой раствор является безвредным, его применение не сопровож дается нежелательными реакциями, кроме того, альбумин как препарат не содер жит вируса гепатита.

Альбумин также используется при производстве танальбина – препарата, обладающего вяжущими свойствами и применяемого при заболеваниях желудоч но-кишечного тракта. Для этого в концентрированный раствор танина вносится светлый альбумин, либо сыворотка, образующийся раствор автоклавируют, филь труют и обезвоживают при температуре 100°С. Полученный препарат в отличие от чистого танина не обладает побочными действиями. Кроме того на основе аль бумина производят железистый альбуминат, применяемый при анемии, хлорозе, в период выздоровления и т.д.

Известен способ получения гемостимулирующего препарата из крови жи вотных, который заключается в том, что гемолизированную кровь предваритель но очищают, подвергают ультрафиолетовой стерилизации, после чего сушат суб лимационным способом. Перед сушкой препарат замораживают до температуры минус 156°С, процесс обезвоживания протекает при давлении 10-3 мм рт. ст. в те чение 22-24 ч [72].

Такой лекарственный препарат как пептон изготавливается на основе фиб рина, что обусловлено наличием в нем наиболее благоприятного комплекса ами нокислот [132]. Пептон выпускается в виде светло-желтого порошка, его физико химические показатели приведены в таблице 1.3. [88] Таблица 1.3 - Физико-химические показатели пептона Показатель I сорт II сорт Влага, % не более 9 не более Зола, % не более 10 не более Аминокислоты, % 3-5 1,5-6, Хлориды, % не более 1 не более Фибриноген является лекарственным препаратом для обработки ран, полу чаемым из плазмы крови. Спиртовой осадок плазмы растворяют в ацетатном бу фере по схеме Кона, не растворившийся белок отделяется, после чего производит ся стерилизующая фильтрация и обезвоживание препарата [78]. Фибринные плен ки получают из стабилизированной крови крупного рогатого скота или свиней.

После сепарирования в плазму добавляется тромбопластин, в результате чего фибриноген превращается в фибрин, при этом образуется сгусток, из которого отпрессовывается сыворотка. Полученную пленку сушат в нагретом воздухе при температуре 4050°С, затем пропитывают антисептиком и снова сушат тем же способом [88]. Фибринные пленки используются в качестве пластического мате риала при ожогах, различных ранах и язвах [7].

Схожим действием обладает тромбин – препарат, получаемый из крови жи вотных. Сухой тромбин растворяют в стерильном растворе хлористого натрия и пропитывают марлевый тампон, который накладывается на кровоточащее место.

Данный препарат может также применяться в виде присыпки, срок годности со ставляет 1 год [56].

Кровь животных может применяться для производства активированного уг ля, являющегося крайне распространенным лекарственным препаратом. Активи рованный уголь обладает высокой адсорбционной способностью, в медицинской практике данный продукт широко применяется при различного рода интоксика циях, отравлениях, ожоговых ранах и т.д. Процесс получения активированного угля является достаточной сложной последовательностью технологических опе раций, что проиллюстрировано на рисунке 1.1. В данной установке упаковка по лученного активированного угля может производиться в виде порошка (I), табле ток (II), либо в ампулах (III). В порошкообразном виде содержание влаги в нем не превышает 12 %, а в виде таблеток – не более 6 % [88].

Рисунок 1.1 - Технологическая схема получения активированного угля:

1 – шаровая мельница;

2 – печь обжига;

3 – печь активизации;

4 – шаровая мель ница;

5 – баки для кислотной обработки;

6 – нутч-фильтр;

7 – центрифуга;

8 – су шильный шкаф;

9 – ротационная печь;

10 – шаровая мельница;

11 - таблеточная машина;

12 – фасовочный стол.

Кровь убойных животных нашла применение в производстве ряда препара тов для парентерального питания, к числу которых относится гидролизин и фиб риносол. В основу производства первого продукта лежит кислотный гидролиз белков форменных элементов крови крупного рогатого скота. Фибриносол полу чают путем ферментативно-кислотного гидролиза фибрина крови свиней или крупного рогатого скота. Такие препараты содержат широкий набор свободных аминокислот, белков, глюкозы, пептидов и микроэлементов, легко усваиваемых организмом [25, 44].

Стоит отметить ценность белков плазмы крови в фармакологии. На основе альбумина, выделенного из плазмы крови, производят препараты комплексного действия (альбумин, протеин), глобулины используются при производстве препа ратов иммунологического действия (иммуноглобулин антистафилококовый, им муноглобулин антирезус Rh0 (D), иммуноглобулин противостолбнячный, имму ноглобулин противооспенный и др.), фибриноген нашел широкое применение при изготовлении корректоров свертывающей системы (тромбин, фибриноген, пленка фибринная изогенная, криопреципиант, фибринолизин, протромбиновый ком плекс и др.) [2, 83].

Терапевтическое применение белков плазмы крови приведено в таблице 1. [128].

Таблица 1.4 - Терапевтическое применение белков плазмы крови Белок Возможные показания к применению Альбумин Онкотические функции (лечение шока и ожогов) Имунноглобулины: G, Имуннодефицит, лечение инфекций, иммуномодуля ция при аутоимунных заболеваниях, сепсис, энтеропа M, A тии Факторы свертывания и антикоагулянты:

фактор VIII Гемофилия А фактор IX Гемофилия В фактор VII, фактор XI Нарушение свертывания фактор VIIа Ингибиторные формы гемофилии протеин С Тромботические состояния фибриноген Нарушение свертывания фактор Виллебранда Кровоточивость Ингибиторы протеаз:

антитромбин III Тромбозы 1-антитрипеин Эмфизема легких С1-ингибитор Наследственная андиогема Фибронектин Сепсис В трансфузиологии применяется как цельная кровь и плазма (нативная и свежезамороженная), так и их компоненты, входящие в состав препаратов направленного действия [3, 39, 95]. Последние обладают значительным преиму ществом по сравнению с цельной кровью, что обусловлено возможностью введе ния в технологический процесс изготовления таких препаратов стадии удаления или инактивации вирусов с применением фильтрации и иммуноаффинной хрома тографии [3].

Свежезамороженная плазма широко распространена в клинической практи ке при лечении расстройств гемостаза, дефиците факторов VIII и IX, а также при массивных трансфузиях [61, 62, 95, 129]. Для обеспечения вирусной безопасности плазмы, предназначенной для трансфузии, применяется карантизация, суть кото рой заключается в хранении плазмы крови при температуре -30-40°С в течение серонегативного периода. Продолжительность такой процедуры занимает от 3 до 6 месяцев, что составляет максимальную длительность латентного периода [62]. В работе [120] была разработана технология криорадиационной обработки плазмы крови с целью надежной инактивации ряда вирусов.

Антианемические продукты, предназначенные для профилактики железо дефицитной анемии, связанной с недостатком железа в продуктах питания, про изводятся на основе крови вторичных мясных продуктов и эритроцитарной массы крови животных. Разрабатываемые рецептурные композиции помимо высокого содержания легкоусвояемого железа характеризуются хорошими органолептиче скими свойствами, их использование позволяет поддерживать баланс витаминов и микроэлементов и повысить общее состояние здоровья [9].

Одним из наиболее распространенных антианемических препаратов, полу чаемых из крови убойных животных, является гематоген, производимый в сухом и жидком виде. Данный препарат, стимулирующий образование эритроцитов, ре комендуется при малокровии, после тяжелых заболеваний, в послеоперационный период и т.д., его действие основано на усвоении организмом железа, содержаще гося в гемоглобине. Гематоген производится с использованием дефибринирован ной или стабилизированной крови крупного рогатого скота и свиней с добавлени ем сахарного сиропа, сгущнного молока, патоки, меда, витаминов и ароматиче ских веществ, повышающих вкусовые качества продукта [27].

Известен способ получения гематогенного порошка [82], который заключа ется в продавливании сгустков крови через сетку, стерилизации в течение 24 ча сов при температуре 6065°С. Получаемую массу гемоглобина высушивают и из мельчают.

Разработан способ комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных для получения биологически активного вещества с противоанемиче скими свойствами на основе гемоглобина [81]. Эритроциты предварительно раз рушают, после чего последовательно разбавляют дистиллированной водой для экстракции гемоглобина и отделения оболочек эритроцитов, фибрина и стромы.

Раствор гемоглобина получают двухфазной системой разделения путем последо вательного разбавления раствором хлорида натрия при температуре 410°С с поддержанием рН раствора 5,58. Очистку раствора гемоглобина проводят мем бранными методами фильтрации и ионообменной хроматографией, после чего обезвоживают. На выходе получают продукт, содержащий до 99% гемоглобина.

При производстве пищевых и лекарственных продуктов на основе формен ных элементов крови неотъемлемой технологической операцией является разру шение клеточных оболочек эритроцитов с выделением из них гемоглобина в окружающую среду. Это является важным процессом с биологической точки зре ния, поскольку клеточные оболочки эритроцитов плохо поддаются воздействию со стороны пищеварительных ферментов, что снижает пищевую ценность произ водимого продукта.

Для этих целей используют различные методы, наиболее доступным и эф фективным из которых является осмотический гемолиз в гипотонической среде.

Существует способ получения гемоглобина [80], основанный на том, что эритро цитарная масса разбавляется дистиллированной водой в соотношении 10:110:20, отделяется от стромы, фильтруется и подвергается сушке. Для интенсификации гемолиза эритроцитарную массу разводят в дистиллированной воде в соотноше нии 1:21:4 и замораживают до температуры -20°С, полученный раствор сепари руют, а образующийся при этом супернатант подвергают концентрированию и обезвоживанию [75].

Однако такой способ гемолиза предусматривает высокие энергетические за траты и длительность процесса. Устранить данный недостаток возможно путем разбавления эритроцитарной массы дистиллированной водой в соотношении 1:9, что обеспечивает 100% гемолиз эритроцитов [16, 18]. При этом стромальный компонент может быть легко удален центрифугированием при высоких скоро стях.

Стоит отметить, что очищенный раствор гемоглобина в клинических целях используется уже более 70 лет. Данный продукт нашел практическое применение не только в качестве основы для кровезаменителей, но также для производства контрольных растворов гемоглобина в гематологических анализах. Из всего вы шесказанного можно заключить о высокой ценности данного вида белка и акту альности его выделения для производства ряда пищевых и лекарственных про дуктов.

1.2 Способы выделения сухих веществ из продуктов и применение концентратов в пищевой промышленности В целях продления сроков годности и получения готовых консервированных продуктов, либо для выделения из них определенных компонентов на предприя тиях пищевой промышленности нередко применяется такая технологическая опе рация как концентрирование, сущность которого заключается в удаление части влаги из раствора с повышением концентрации сухих веществ. При этом удается замедлить нежелательные биохимические и микробиологические процессы, а также уменьшить объем жидкости для хранения, что позволяет снизить экономи ческие затраты на транспортировку и хранение.

Существующие в настоящее время способы удаления влаги из продукта можно условно разделить на 3 группы: выпаривание (сушка), мембранные методы разделения и концентрирование вымораживанием [67].

Первый способ является наиболее распространенным в пищевой промыш ленности, при котором влага из раствора удаляется в парообразном состоянии пу тем кипения. В процессе выпаривания в продукте происходят сложные физико химические изменения: гидролиз органических соединений, коагуляция белков, продукт становится более плотным и вязким. На качественные показатели кон центрата влияют многие факторы выпаривания: температура, продолжительность процесса, способ подвода теплоты, остаточное давление в камере, конечное вла госодержание и др. Правильно подобранные режимы обеспечивают достаточно высокую степень сохранности исходных свойств продукта [11, 22, 109].

Данный способ концентрирования осуществляется в специальных выпар ных аппаратах, где в большинстве случаев в качестве теплоносителя используется водяной пар высокого давления. Принципиальная схема однокорпусного выпар ного аппарата непрерывного действия для концентрирования жидких пищевых продуктов представлена на рисунке 1.2 [14].

Рисунок 1.2 - Конструкция однокорпусного выпарного аппарата:

1 – нагревательная камера;

2 – сепаратор;

3 – трубы для парожидкостной эмуль сии;

4 – трубы для раствора;

В нижней части аппарата расположена греющая камера 1, где исходный раствор подается в трубу 4, после чего, поднимаясь по трубам 3, выпариваемый продукт нагревается и кипит. Образующийся при этом влажный пар понимается в сепаратор 2, в котором он отделяется от жидкости, стекающей обратно в нагрева тельную камеру. Циркуляция жидкости в нагревательной камере реализуется за счет разности плотностей парожидкостной эмульсии в трубах 3 и раствора в трубе 4. Образующийся концентрат сливается через трубопровод, расположенный в днище аппарата. В данной установке в качестве теплоносителя используется во дяной пар, который подается в межтрубное пространство нагревательной камеры.

Выпаривание возможно осуществлять как при атмосферном давлении, так и в условиях вакуума. Во втором случае за счет пониженного давления температура кипения также снижается, что благоприятно сказывается на качестве получаемых концентратов. Кроме того вакуум-выпарные установки являются более эконо мичными, поскольку в них используется пар низкого давления. При этом удается снизить потери тепла в окружающую среду и увеличить разность между темпера турой выпариваемого продукта и греющего пара [31, 109].

Удаление влаги из раствора в парообразном состоянии также лежит в осно ве такого технологического процесса как сушка. В отличие от выпаривания сушка проводиться при более щадящих температурных режимах, что позволяет лучше сохранить биологически ценные вещества исходного продукта. Среди основных способов обезвоживания стоит отметить такие как кондуктивный, конвективный, микроволновый, инфракрасный, вакуумный, сублимационный и акустический способы сушки [5, 31].

При кондуктивном способе сушки тепло к продукту подводиться путем его непосредственного контакта с нагревательной поверхностью, при конвективном – с помощью сушильного агента, в качестве которого обычно выступает парогазо вая смесь. Принцип действия микроволнового и инфракрасного способов сушки основан на действии соответственно электромагнитного поля и инфракрасного излучения с определенной длиной волны. Акустическая сушка является относи тельно новым направлением, сущность которой заключается в воздействии на продукт ультразвукового излучения, в результате чего происходит экстрагирова ние влаги из продукта [1, 5, 98].

Вакуумная сушка представляет собой процесс обезвоживания в условиях пониженного давления, но выше тройной точки воды. Применение вакуума дает возможность снизить температуру нагрева продукта, вследствие чего уменьшает ся негативное действие температуры на витамины и белки [116].

Сублимационная сушка протекает при давлении ниже тройной точки воды (менее 611 Па), когда вода может присутствовать только в двух состояниях – твердом и парообразном. Сам процесс сублимационной сушки состоит из 3 эта пов: предварительная заморозка продукта, которая может осуществляться либо в отдельных скороморозильных аппаратах, либо непосредственно в самой сушиль ной камере путем самозамораживания;

сублимация основной части влаги в про дукте и ее удаление из камеры в парообразном состоянии;

досушивание продукта путем подвода теплоты извне [103].

Принципиальная схема сублимационной сушильной установки представле на на рисунке 1.3 [53].

Общая схема лиофильной установки включает в себя сушильную камеру, конденсатор (десублиматор) и вакуум-насосную систему. Поддоны с продуктами загружаются в сушильную камеру, где также расположен нагревательный элемент для подвода тепла к продукту. Обычно для этих целей применяют пар, горячую воду или инфракрасные лампы. Конденсатор, представляющий собой трубчатый теплообменник, охлаждаемый воздухом или проточной водой, необходим для удаления влаги из воздуха. В процессе сушки его поверхность покрывается льдом, который после сушки удаляется наружу. Вакуум-насосная система состоит из ротационного масляного насоса или многоступенчатой пароэжекторной уста новки, способной создавать давление 0,1-1,0 мм. рт. ст., что позволяет проводить сушку при температуре минус 15 С.

Рисунок 1.3 - Принципиальная схема сублимационной сушильной установки Стоит отметить, что продукт, высушенный сублимационным способом, ха рактеризуется самыми высокими качественными показателями при сравнении с остальными способами сушки, он может храниться и транспортироваться без применения низких температур достаточно длительное время. После регидрата ции такой продукт восстанавливает свои первоначальные свойства с полным со хранением цвета, формы, запаха и вкуса [90, 103, 104].

Несмотря на очевидные преимущества, концентрирование продуктов путем выпаривания и сушки характеризуются рядом недостатков. Такие методы концен трирования являются достаточно энергоемкими технологиями, так как большое количество энергии расходуется на подвод теплоты к продукту, а в случае с при менением вакуума – также и на работу вакуумных насосов. К тому же повышен ная температура все же сказывается на качественных показателях готового про дукта [125].

К мембранным методам концентрирования жидких пищевых продуктов от носят гиперфильтрацию и электродиализ [115]. Сущность гиперфильтрации за ключается в том, что жидкий продукт под давлением пропускается через специ альные полупроницаемые мембраны с диаметром пор, соизмеримых с молекула ми раствора компонентов. В зависимости от размера пор гиперфильтрацию делят на микрофильтрацию (диаметр пор – 0,05-1 мкм), ультрафильтрацию (диаметр пор – 0,001-0,5 мкм), нанофильтрацию (диаметр пор – 5-10 нм) и обратный осмос (диаметр пор – 1-5 нм). Последний метод является сравнительно новым направле нием переработки пищевых продуктов, принцип его действия представлен на ри сунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Принципиальная схема концентрирования обратным осмосом:

1 – фильтр, 2 – насос, 3 – мембрана, 4 – вода при атмосферном давлении Основным направлением гиперфильтрации в пищевой промышленности яв ляется обработка молока и молочных продуктов, например, сыворотки, а также различного рода соков [45, 84]. Основным недостатком гиперфильтрации являет ся сложность в очистке самих мембран. По мере повышения концентрации рас твора, пропускаемого через мембрану, увеличивается осмотическое давление и повышается вязкость раствора, что ограничивает пропускную способность мем браны [110]. Поэтому при концентрировании данными методами целесообразно проводить процесс до достижения содержания сухих веществ в продукте не более 25%. Для устранения этого недостатка разрабатываются аппараты с периодиче ской очисткой мембран от осадка [50, 105].

При концентрировании электродиализом ионы растворенного вещества проходят через мембрану под действием электрического поля. Движущей силой при этом служит градиент электрического потенциала. Преимуществами такого метода концентрирования по сравнению с гиперфильтрацией является отсутствие высокого давления, более простая конструкция аппарата, а также отсутствие за грязнения и образования осадка на мембранах [114].

В пищевой промышленности электродиализ применяется реже, чем гипер фильтрация, так как при этом удается удалить из раствора только ионы. Такой способ является эффективным лишь при деминерализации жидких продуктов, например, молочной сыворотки [55]. Электродиализ может также с успехом ис пользоваться для очистки сточных вод, а также для опреснения воды, идущей на производство напитков [43]. По сравнению с выпариванием и обратным осмосом, данный метод является экономически более эффективным.

Концентрирование вымораживанием (криоконцентрирование) является наиболее перспективным методом, который заключается в том, что в процессе замораживания вещества вода в нем кристаллизуется в виде чистого льда, при этом концентрация незамороженного раствора увеличивается. Сам процесс со стоит из двух этапов: кристаллизации влаги, осуществляемой в специальном обо рудовании (кристаллизаторах) и сепарирования – отделения льда от концентриро ванного раствора. По сравнению с остальными способами концентрирование при пониженных температурах имеет ряд преимуществ, к числу которых относятся более полное сохранение биологически ценных компонентов - витаминов, микро и макроэлементов, а также ароматических веществ и термолабильных жидкостей [124, 125]. При вымораживании степень биохимических изменений в продукте пренебрежимо мала, что обуславливает высокое качество получаемых концентра тов, а отделенная после криоконцентрирования чистая вода может использоваться в дальнейшем технологическом процессе.

Поскольку вымораживание протекает при отрицательных температурах, то процессы коррозии применяемого технологического оборудования проходят очень медленно, поэтому существует возможность использования более дешевого конструкционного материала [51]. Кроме того, невысокие энергетические затраты на криоконцентрирование делают этот способ экономически более эффективным по сравнению с другими способами сгущения.

В пищевой промышленности концентрирование вымораживанием применя ется для очистки и опреснения воды, получения натуральных пищевых красите лей, концентрированных фруктовых соков, алкогольных напитков, кофейных экс трактов, для сгущения молока и молочных продуктов, вторичного сырья мясной промышленности и т.д. [17, 64, 65, 67, 77, 92, 122] Разделительное выморажива ние успешно используется в фармакологии для сгущения лекарственных препара тов: сыворотки крови, ферментных препаратов, фармацевтических композиций и т.д. [64, 68, 79, 124]. Данная технология может с успехом применяться как пред варительный этап подготовки продукта к последующей сублимационной сушке [51].

Стоит отметить, что концентрирование жидких и пастообразных пищевых продуктов, осуществляемое рассмотренными выше способами, используется при производстве широкого ассортимента продуктов различных отраслей промыш ленности. В молочной промышленности концентрирование используется для по лучения кисломолочных продуктов, сгущнного молока, для выделения белка из молочного сырья и т.д. [65, 67, 107] В пивоваренной промышленности концен трирование применятся для получения ячменно-солодового экстракта, являю щимся сырьем при производстве пива, а также для концентрирования виномате риалов [86]. Сгущение является частью технологического процесса получения концентрированных соков, пищевых красителей, продуктов для детского и диети ческого питания, концентратов для получения функциональных напитков и т.д.

[48] Ассортимент пищевых концентратов не прекращает расширяться и по сей день исходя из конкретных потребностей в той или иной сфере. Особое значение имеют концентраты специального назначения, например, в космическом питании, когда предъявляются требования к ограниченному содержанию влаги в продуктах и длительным срокам хранения.

1.3 Применение низкотемпературных технологий для разделения пищевого сырья на компоненты В пищевой промышленности разделительное вымораживание проводят в кристаллизаторах прямого и косвенного охлаждения. В первом типе кристаллиза торов отвод теплоты от продукта осуществляется за счет испарения влаги в усло виях вакуума. Несмотря на энергоэффективность такой способ вымораживания характеризуется большими потерями чистой воды (порядка 15-20%) и ароматиче ских веществ. В кристаллизаторах косвенного охлаждения отвод теплоты осу ществляется через охлаждаемые стенки, либо путем введения извне рециркуляци онной жидкости. Такие типы кристаллизаторов нашли широкое внедрение в пи щевой промышленности.

Сепарирование, являющееся более сложным процессом по сравнению с кристаллизацией, проводится преимущественно двумя методами: основанными на механическом вытеснении концентрата из смеси и основанными на действии кон вективной или молекулярной диффузии. К первому типу относят поршневые се параторы, где концентрат выдавливается из смеси с помощью поршня, а ледяные кристаллы под действием давления спрессовывается в плотную массу, которая за тем удаляется из аппарата [69].

К сепараторам, основанным на молекулярной диффузии, относятся промы вочные колонны, в которых под действием внешнего давления происходит отде ление кристаллов льда с последующей промывкой образовавшегося ледяного слоя водой с целью удаления оставшегося концентрата. Каждый из способов обладает своими преимуществами и недостатками, однако, наиболее эффективного сепари рования можно достичь путем намораживания льда в криоконцентраторе емкост ного типа. В таких аппаратах по завершении процесса кристаллизации концентрат сливается из центральной части емкости, после чего намороженный лед плавится и удаляется из аппарата [96]. Это позволяет значительно упростить конструкцию аппарата и повысить эффективность разделительного вымораживания.

Долгое время основным препятствием на пути к широкому распростране нию разделительного вымораживания являлись высокие потери сухого вещества.

Современные технологии позволяют проводить криоконцентрирование с потеря ми сухого вещества менее 1% [112].

Эффективность данного процесса определяется рядом факторов: геометри ей самого кристаллизатора, температурой и продолжительностью замораживания, начальной концентрацией раствора, конечного объема концентрата, кратностью циклов и т.д. Оптимальная температура и скорость замораживания варьируется для разных видов продуктов. Так, например для сыворотки крови рекомендуется кристаллизация при скорости 0,10,5 С/ч до температуры -8 С [124]. В работах [107, 127] авторы отмечают возможность криоконцентрирования растительного масла и молочной сыворотки парами жидкого азота. Для студнеобразующих ве ществ процесс кристаллизации должен осуществляться при температуре -6-8 С [111].

Установлена целесообразность использования механического перемешива ния в кристаллизаторах в процессе вымораживания, что позволяет избежать пере охлаждения раствора с последующим быстрым замораживанием, вызывающим захват льдом растворенных компонентов [96]. Еще более эффективным является направленная кристаллизация. В частности, существует мнение о том, что отвод тепла из объема раствора обладает рядом преимуществ, поскольку при этом сухое вещество вытесняется не из поверхности, а из центра сосуда и его захват форми рующимся слоем льда происходит существенно меньше [118]. По поводу влияния других факторов на эффективность разделительного вымораживания, таких как ионная сила раствора и начальная концентрация продукта мнения расходятся [97].

Низкая температура процесса и высокая степень селективности раздели тельного вымораживания обуславливают эффективность данного способа концен трирования, позволяющего получать биологически качественные концентраты, почти полностью сохраняющие первоначальные органолептические показатели исходного продукта [69]. Теоретически наибольшая степень концентрации опре деляется эвтектической точкой раствора [122]. Значительные успехи в области холодильной техники делают целесообразным использование данного способа не только в пищевой промышленности, но и для обработки медицинских и химиче ских препаратов [13, 89, 124].

Принципиальная схема одноступенчатой вымораживающей установки не прерывного действия для криоконцентрирования пищевых продуктов представ лена на рисунке 1.5 [112].

Рисунок 1.5 - Принципиальная схема одноступенчатой вымораживающей уста новки: 1 – блок рекуперативных теплообменников, 2 – промсосуд, 3 – конденса тор высокой ступени, 4, 7 – компрессоры, 5 – плавитель, 6 – сепаратор льда и рас твора, 8 – кристаллизатор Исходный раствор, проходя через блок рекуперативных теплообменников охлаждается и поступает в кристаллизатор 8, где на поверхности испарителя двухступенчатой холодильной машины происходит частичная кристаллизация раствора. Образующаяся смесь раствора и льда подается в сепаратор 6, в котором происходит ее разделение на маточный раствор и лед за счет промывки пресной водой, подаваемой из плавителя 5. Из сепаратора лед направляется в плавитель, а маточный раствор поступает в кристаллизатор на рециркуляцию и блок теплооб менников, из которого готовый концентрат удаляется из аппарата. Плавление льда осуществляется путем контакта с поверхностью конденсатора нижней сту пени холодильной машины. Образующаяся при этом вода направляется на про мывку в сепаратор и в блок рекуперативных теплообменников.

В данной установке отсутствует непосредственный контакт между разделя емым раствором и хладагентом, связь технологических процессов, происходящих в обеих средах, выражается исключительно в теплопереносе, осуществляемом в кристаллизаторе и конденсаторе.

Существует несколько способов повышения эффективности выморажива ющих установок, одним из которых является использование многоступенчатых аппаратов криоконцентрирования (рисунок 1.6) [69].

Рисунок 1.6 - Схема многоступенчатого криоконцентрирования жидких пищевых продуктов В данной установке, предназначенной для сгущения соков, на каждой сту пени кристаллизация проходит в 2 этапа. В баке предварительной кристаллиза ции, охлаждаемым до температуры -10 С, образуются зародыши кристаллов льда.

Полученная суспензия направляется во второй бак, охлаждаемый до температуры -30-50 С, где происходит формирование крупных кристаллов льда. Сепарирова ние полученной суспензии производится в центрифуге непрерывного действия.

Отделенный концентрат направляется во второй приемный бак. Лед в центрифуге промывается холодной водой, полученной путем оттаивания льда в нагревателе, а разбавленный концентрат возвращается в приемный бак. Процесс повторяется раза на каждой из ступеней. Для предотвращения окисления сока на протяжении всего процесса концентрирования рабочий объем кристаллизаторов заполняется циркулирующим инертным газом.

Другой путь повышения эффективности концентрирования заключается в применении установок с рециркуляцией концентрата (рисунок 1.7) [125].

Рисунок 1.7 - Принципиальная схема с рециркуляцией концентрата для разделительного вымораживания соков: 1 – приемный бак для сока, 2 – емкость, 3 – кристаллизатор, 4 – поршневой сепаратор, 5 - центрифуга Установка, представленная на рисунке 1.7, используется в Нидерландах для концентрирования клубничного и малинового сока. Из приемного бака 1 через промежуточный сосуд 2 сок поступает в скребковой кристаллизатор 3. Образую щаяся после вымораживания суспензия направляется в поршневой сепаратор не прерывного действия 4. Часть отделенного концентрата возвращается в емкость для поддержания в ней постоянного уровня концентрации. Остальная часть кон центрата выводится из аппарата. Лед из сепаратора содержит порядка 4% сухих веществ, поэтому для снижения потерь продукта он поступает в центрифугу 5, где он отделяется от концентрата и промывается водой. После центрифуги лед со держит не более 1% сухих веществ, а отделенный концентрат из центрифуги поступает обратно в емкость 2. Производительность такой установки составляет 220 кг/час [69, 112].

Помимо вышесказанного, специфичность данной схемы обусловлена ис пользованием сепаратора поршневого типа. Несмотря на простоту конструкции, такой тип сепараторов показывает значительные потери сухого вещества. В предыдущей схеме криоконцентрирования для восполнения этого недостатка ис пользуется центрифуга, однако более распространенным методом является при менение промывной колонны.

На рисунке 1.8 изображена принципиальная конструкция вымораживающей установки фирмы SULZER, используемой для концентрирования широкого спек тра жидких пищевых продуктов: соков, натуральных красителей, молока и мо лочных продуктов, кофе, чая, вина и т.д. [29].

Рисунок 1.8 - Конструкция вымораживающей установки для пищевых продуктов фирмы SULZER Процесс вымораживания осуществляется в кристаллизаторе скребкового типа. Образующаяся суспензия направляется в резервуар роста, снабженного ме шалкой, который обеспечивает необходимое время созревания кристаллов льда.

После того как ледяные кристаллы достигнут нужного размера, суспензия посту пает в промывную колонну поршневого типа, где происходит отделение льда от концентрата.

При движении поршня вниз происходит заполнение промывной колонны суспензией из резервуара роста. Одновременно с этим вещество, находящееся под поршнем, вытесняется обратно в резервуар роста, либо удаляется из аппарата в качестве готового концентрата. Затем, когда поршень начинает двигаться вверх, жидкая фаза просачивается через фильтрующую сетку вниз, а кристаллическая фаза вытесняется наверх, оставаясь в промывочной колонне. Дальнейшее движе ние поршня оказывает давление на кристаллический слой, вследствие чего очи щенная жидкость из контура плавления движется вниз, промывая кристалличе ский слой. В конце цикла движения поршня активируется вращающийся диск с ножами, соскабливающие ледяную взвесь из верхней части колонны в контур плавления, после чего расплавленный лед удаляется из установки в виде чистой воды. Новый цикл начинается с введением в резервуар роста очередной порции исходного сырья.

Стоит отметить, что промывные колонны целесообразно применять в слу чае с крупными размерами кристаллов льда для наиболее эффективного разделе ния суспензии.

Ранее была отмечена эффективность использования кристаллизатора ем костного типа, что обусловлено простотой конструкции и эффективностью разде лительного вымораживания. Существует множество технических модификаций данного способа. В простейшем варианте процесс осуществляется путем помеще ния сосуда с раствором в морозильную камеру при температуре -12 С. С предот вращения разрушения сосуда от давления образующегося льда на ее стенки реко мендуется использовать конусообразные сосуды [52]. Авторы патента [73] пред лагают метод очистки воды путем ее замораживания до 70-90% от всего объема с последующим сливом концентрата и таянием льда.

На рисунке 1.9 представлен модифицированный вариант емкостного кри сталлизатора периодического действия и схема его применения для разделения жидких сред [131].

Кристаллизатор представляет собой цилиндрическую емкость с системой вертикально расположенных труб. Процесс разделительного вымораживания со стоит из 3 этапов. Вначале жидкий продукт, поступая через патрубок, располо женный вверху кристаллизатора, равномерно распределяется по всем трубам и начинает стекать пленкой вниз по их внутренней поверхности. В этот момент на наружную поверхность труб через распределитель подается теплопередающая среда, охлажденная до температуры кристаллизации, в результате чего происхо дит замораживание продукта, находящегося внутри труб.

а б Рисунок 1.9 - Кристаллизатор емкостного типа (а) и схема его применения для разделения сред (б) После того, как стекающий жидкий продукт достигнет заданного уровня, кристаллизация прекращается и начинается стадия частичного плавления. При этом в межтрубное пространство подается нагретая теплопередающая среда, в ре зультате чего происходит плавление концентрата, который выводится из кристал лизатора в накопительную емкость. После того, как уровень концентрата в нако пительной емкости достигнет определенного значения, он перекачивается насо сом в сосуд для хранения.

На третьем этапе происходит плавление оставшегося слоя очищенного про дукта и его сбор в накопительной емкости. По завершении данного процесса очищенный продукт перекачивается насосом в соответствующую емкость для хранения. В данной установке предусмотрена возможность многоступенчатой очистки продукта при необходимости.

В последнее время разрабатываются все более новые способы разделитель ного вымораживания жидких пищевых продуктов, одним из которых является криоконцентрирование с помощью двуокиси углерода. При данном способе в не прерывный поток жидкого продукта подается хладагент в виде двуокиси углерода в твердой или жидкой фазе, служащий для кристаллизации влаги.

Известны различные модификации этого способа. В потоке продукта может быть создан пленочный режим течения, а двуокись углерода может быть введена в жидком фазовом состоянии путем диспергирования, которая затем удаляется из раствора после намерзания на ней влаги [74, 76].

На рисунке 1.10 приведена конструкция струйного криоконцентратора пи щевых продуктов [119].

Жидкий продукт, проходя через теплообменники 11 и 12, охлаждается и по дается в струйный эжекционный аппарат 3. Одновременно с этим хладагент из емкости 4 через регенеративный теплообменник 5 также поступает в эжекцион ный аппарат, где происходит понижение температуры и давление, в результате чего его состояние изменяется на газообразное и жидкое или твердое. Жидкий или твердый хладагент, воспринимая теплоту от продукта кипит (сублимирует) и полностью переходит в газообразное состояние, а в жидком продукте происходит вымораживание влаги.

Рисунок 1.10 - Схема струйного криоконцентратора: 1 – емкость для исходного продукта, 2 - вентиль подачи продукта, 3 - струйный эжекционный аппарат, 4 емкость с жидким хладагентом, 5, 12 – теплообменники, 6, 7 – емкости для кон центрата, 8 - емкость для плавления льда, 9 – сепаратор, 10 – насос, 11 - змееви ковый теплообменник, 13 – центрифуга Далее смесь продукта и хладагента поступает в сепаратор 9, где происходит отделение концентрата от хладагента и кристаллов льда. Парообразный хлада гент, проходя через теплообменник 5, удаляется из установки для ожижения, а смесь кристаллов льда и раствора направляется в центрифугу 13 для отделения льда от концентрата. Ледяная смесь поступает в емкость для плавления льда 8.

Полученный концентрат из сепаратора и центрифуги направляется в емкость 6, после чего с помощью насоса 10 проходит через теплообменник 12, где он нагре вается и затем собирается в емкости 7.

Преимуществом данной схемы является относительно высокая производи тельность, поскольку процесс осуществляется в непрерывном режиме. Однако при этом нельзя не отметить сложность всей установки по сравнению с другими схемами разделительного вымораживания.

Таким образом, анализ вышеперечисленных схем криоконцентрирования позволяет установить, что с технико-экономической точки зрения наиболее пер спективным способом разделительного вымораживания является использование кристаллизаторов емкостного типа.

1.4 Свиная кровь как исходное сырье для получения гемоглобина С химической точки зрения кровь является коллоидным раствором, в кото ром помимо основной части – белков присутствует также ряд других элементов:

углеводов, минеральных солей, жировых веществ, витаминов, ферментов, гормо нов и других биологически активных веществ. Несмотря на относительное посто янство состава, кровь является все же достаточно лабильной системой, отражаю щей изменения, происходящие в организме в норме и при патологии [49, 106].

Анализ биохимических и морфологических свойств крови дали возмож ность сформировать существенные общебиологические выводы, одним из кото рых является полифункциональность клеток кровеносной системы [123]. Каждая функция определенной ткани в организме животных обусловлена совместной ра ботой нескольких типов клеток, а также их взаимодействием с плазмой крови, по этому изменение морфологических и биохимических параметров крови под дей ствием внешних факторов позволяет судить о степени их влияния на физиологи ческое состояние организма в целом [70]. По данным показателям можно судить об уровне общего обмена веществ и окислительно-восстановительных процессов, что непосредственным образом отражается на продуктивности животных [42, 54].

Исследованию показателей свиной крови различных пород в норме и под влиянием определенных факторов посвящено достаточно много работ [19, 33, 37, 47, 60, 91].

Л.С. Пожариская приводит следующий состав цельной свиной крови и ее компонентов (таблица 1.5) [88].

Таблица 1.5 - Содержание различных веществ в свиной крови и ее компо нентах, % Показатель Цельная кровь Плазма крови Эритроцитарная масса Вода 79,056 91,761 62, Сухой остаток: 20,944 8,239 37, в том числе: 6,741 51, белки 18, сахар 0,0686 0,1212 холестерин 0,0444 0,0409 0, лецитин 0,2309 0,1426 0, жир 0,1095 0,1956 жирные кислоты 0,0475 0,0794 0, фосфор в виде 0,0578 0,00128 0, нуклеина окись железа 0,0696 - 0, натрий 0,2406 0,4251 калий 0,2309 0,027 0, кальций 0,0068 0,0122 магний 0,00889 0,00412 0, хлор 0,269 0,3627 0, общий фосфор 0,1007 0,01972 0, в т.ч. неоргани- 0,074 0,00524 0, ческий фосфор Представленные данные свидетельствуют о том, что в цельной свиной кро ви содержится порядка 21% сухих веществ, из них большую часть составляют белки. Эритроцитарная масса характеризуется наименьшим влагосодержанием 62,561%, что обуславливает нецелесообразность ее криоконцентрирования.

Наибольшее содержание сахара и холестерина наблюдается в плазме крови, кото рое составило 0,1212 и 0,0409 % соответственно, в эритроцитарной массе данные вещества практически отсутствуют, что также относится к жиру, в то время как в цельной крови и плазме содержится соответственно 0,1095 и 0,1956 % жира. В свиной крови и ее компонентах присутствуют также такие макро- и микро элементы как натрий, калий, магний, фосфор, кальций и хлор, содержание кото рых варьирует в различных пределах.

В таблице 1.6 приведены гематологические показатели крови свиней [36].

По сравнению с крупнорогатым скотом, кровь свиней отличается повышенным содержанием лейкоцитов и характеризуется лимфоцитарным профилем.

Таблица 1.6 - Гематологические показатели крови свиней Показатель Значение Эритроциты, 1012/л 8,91±0, Лейкоциты, 109/л 17,48±1, Лейкограмма Абсолютное количество % Базофилы 0,4±1,24 0,06±0, Эозинофилы 0,8±0,37 0,11±0, Нейтрофилы Палочкоядерные 5,12±0,87 1,05±0, Сегментоядерные 24,8±2,03 5,37±0, Моноциты 2,2±0,63 0,35±0, Лимфоциты 67,8±2,39 11,56±0, Стоит отметить высокую лабильность содержания компонентов крови у по росят и свиней в зависимости от ряда факторов. У 5-суточных поросят содержа ние эритроцитов в крови составляет от 7,14±0,31 до 7,92±0,44 10 12/л при концен трации гемоглобина от 53,62±1,28 до 56,18±2,20 г/л, после перехода их на молоч ную форму питания количество эритроцитов повышается. Установлено, что в крови поросят, находившихся в комфортных условиях микроклимата, содержание эритроцитов наблюдается на 0,5-3,2 % выше, чем у поросят, выросших в менее комфортных условиях производственной зоны [58]. Исследование динамики из менения уровня общих липидов в сыворотке крови поросят от момента рождения до 6 месячного возраста позволило обнаружить повышение данного показателя на 44,1-61,4 % [20].

Содержание общего белка в крови свиней 4-месячного возраста держится на уровне 77,23±0,15 г/л, из них альбуминов – 34,81±0,08 г/л и глобулинов – 42,42±0,16 г/л. С возрастом эти показатели меняются незначительно. Добиться повышения содержания общего белка в крови свиней на 2,8-3,8 % можно путем использования в их рационе различных биологически активных препаратов [100].

При этом также увеличивается концентрация эритроцитов и гемоглобина в крови, что свидетельствует об интенсификации обмена веществ в организме.

Исследование белковых фракций свиной крови позволило установить со держание 1-, 2-, -и -глобулинов, средняя концентрация которых составила со ответственно 7,90±0,15, 22,15±0,53, 12,34±0,82 и 28,59±0,63 г/л. 1-глобулины представляют из себя комплекс с билирубином и липопротеинами высокой плот ности, фракции 2-глобулинов содержат в себе глобулин и неизвестный гликопро теин. В состав -глобулинов входят функциональные белки, в частности церуло плазмин, трансферрин и протромбин. -глобулины являются более гетерогенны ми, они относятся к гликопротеинам, выполняющих защитную функцию [21].

При этом наибольшей фенотипической вариабельностью (16,29 %) характе ризовался -глобулин, а наименьшей (4,68 %) - 1-глобулин. На фоне этих иссле дований были также выявлены корреляции между содержанием глобулинов и по казателями мясной продуктивности свиней, в частности, было обнаружено поло жительное влияние -глобулина на массу и длину туши животного [21, 26].

Ценность свиной крови как объекта криоконцентрирования обусловлена также наличием в ней всего спектра незаменимых аминокислот. В таблице 1. представлены данные по содержанию незаменимых аминокислот в белках свиной крови [88, 117].

Таблица 1.7 – Содержание незаменимых аминокислот в белках крови, % к их общему количеству Наименование в альбумине в глобулинах в фибрино- в гемоглобине аминокислоты гене Фенилаланин 6,2 3,8 7,0 5, Триптофан 0,6 2,3 3,5 1, Аргинин 6,2 5,2 6,7 2, Гистидин 3,8 3,5 2,3 2, Лизин 12,4 6,2 9,0 7, Метионин 1,3 1,0 2,6 1, Треонин 6,5 8,4 7,9 6, Лейцин 13,7 }18,7 14,3 16, Изолейцин 2,9 5,0 1, Валин 0,5 5,5 3,9 9, Каждая из аминокислот выполняет свою функцию. В медицинской практике фенилаланин используется при лечении многих заболеваний: ожирения, болезни Паркинсона, мигрени, артрита и т.д. В организме она способна переходить в тиро зин, принимающий участие в синтезе таких нейромедиаторов как допамин и норэпинефрин. Лизин участвует в синтезе ферментов, гормонов, антител и оказы вает противовирусное действие. Метионин способствует синтезу нуклеиновых кислот, дезинтоксикационным процессам. Данная аминокислота, инактивируя свободные радикалы, оказывает антиоксидантное действие, ее применяют для ле чения шизофрении, ревматоидного артрита и при дисфункциях печени [24, 113].

Из всех аминокислот наиболее всего выделяется лейцин, содержание кото рого в белках крови составляет от 13,7 до 16,6 % от общего количества аминокис лот. Лейцин является источником энергии и способствует выделению гормона ро ста, прием лейцина рекомендуется в послеоперационный период и после травм.

Изолейцин также является одной из важнейших незаменимых аминокислот, при нимающим участие в синтезе гемоглобина. Изолейцин в большей степени содер жится в фибриногене и глобулинах. Синтезу гемоглобина способствует также ги стидин, необходимый для образования эритроцитов и лейкоцитов [24, 66, 113, 130].

В свете вышесказанного можно сделать вывод о том, что основным факто ром сохранности биологической ценности крови в процессе разделительного вы мораживания является содержание белков. Таким образом, при определении тех нологических режимов криоконцентрирования помимо содержания сухих ве ществ в концентрате стоит обращать внимание на степень сохранности белка в полученном продукте.

1.5 Выводы по литературному обзору, цели и задачи исследований Проведенный обзор отечественной и зарубежной литературы позволяет сделать следующие выводы:

1. Кровь убойных животных является распространенным сырьем в пищевой промышленности и фармакологии. Высокая биологическая ценность крови, обу словленная содержанием в ней белковых веществ, незаменимых аминокислот, ферментов и гормонов, является причиной ее широкого распространения при производстве многих лекарственных препаратов, к числу которых можно отнести альбумин, протеин, гематоген в сухом и жидком виде, фибриноген, фибринные пленки, активированный уголь, гемостимулин, пептон, танальбин и т.д. В пище вой промышленности кровь убойных животных применяется главным образом при производстве различного рода колбасных изделий, мясных консервов, зель цев, паштетов и т.д. Особую ценность представляет собой раствор гемоглобина, нашедший широкое применение в пищевой промышленности и фармакологии.

2. Существующие способы концентрирования пищевых продуктов условно делятся на 3 группы: выпаривание, мембранные методы разделения и концентри рование вымораживанием. Последний метод является наиболее перспективным, поскольку позволяет получить концентраты высокого качества, сохраняющие первоначальные органолептические показатели с минимальными потерями вкуса, цвета и запаха продукта.

3. В пищевой промышленности криоконцентрирование является частью технологического процесса обработки многих видов продуктов молочной (для обработки молока, получения кисломолочных продуктов, выделению белка), пи воваренной (при производстве виноматериалов, шампанского и пива) и мясной (концентрирование крови для колбас с ограниченным влагосодержанием) про мышленностей. Кроме того, разделительное вымораживание используется для получения концентрированных соков, пищевых красителей, продуктов для дет ского и диетического питания, функциональных напитков и т.д.

4. Существует множество технических решений конструкций кристаллиза торов и сепараторов для разделительного вымораживания. Криоконцентратор ем костного типа, совмещающий в себе кристаллизатор и сепаратор, характеризуется простотой конструкции, высокой эффективностью процесса концентрирования и низкими энергозатратами, что делает его наиболее перспективным при концен трировании пищевых продуктов.

5. Свиная кровь является достаточной лабильной системой, ее морфологи ческий и биохимический состав может меняться под действием ряда внешних факторов. Пищевая ценность свиной крови обусловлена, прежде всего, белками, входящими в ее состав: альбумина, глобулинов, фибриногена и гемоглобина и со держащихся в них незаменимых аминокислот.

Таким образом, целью настоящей диссертационной работы является иссле дование и разработка низкотемпературной технологии выделения гемоглобина из крови убойных животных.

В рамках данной работы поставлены следующие задачи:

- определение физико-химических и органолептических показателей свиной крови;

- исследование процессов криоконцентрирования раствора гемоглобина в емкостном криоконцентраторе;

- определение режимов лиофилизации раствора гемоглобина;

- изучение физико-химических, органолептических, теплофизических и микробиологических показателей продуктов гемоглобина;

- разработка математической модели процесса криоконцентрирования рас твора гемоглобина;

- определение сроков и условий хранения продуктов гемоглобина;

- разработка технологической схемы выделения гемоглобина из крови убойных животных, определение экономических показателей.

ГЛАВА 2 ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Организация проведения экспериментальных исследований Диссертационная работа проводилась в ФГБОУ ВПО «Кемеровский техно логический институт пищевой промышленности» и состояла из нескольких взаи мосвязанных этапов, схема которых представлена на рисунке 2.1.

На первом этапе был произведен анализ современной и зарубежной литера туры по тематике исследований. Рассмотрены основные направления применения крови убойных животных в пищевой промышленности и фармакологии. Приве дены способы концентрирования пищевых продуктов, более подробно рассмот рен метод разделительного вымораживания, используемого для концентрирова ния пищевых продуктов. Рассмотрены характеристики свиной крови как исходно го сырья для получения раствора гемоглобина.

На втором этапе была исследована свиная кровь: определено содержание общего белка, проведен электрофорез с целью выявления фракций белков, пред ставлена органолептическая оценка, определены температуры замерзания крови – криоскопическая и эвтектические температуры, а также теплофизические харак теристики: удельная теплоемкость, коэффициенты температуро- и теплопровод ности.

Третий этап заключался в исследовании процессов криоконцентрирования раствора гемоглобина, полученного из свиной крови. В ходе исследований опре делялась степень вымораживания льда и содержание сухих веществ в концентра те. Задача данного этапа заключалась в определении требуемой температуры хла доносителя, продолжительности вымораживания, а также количества циклов кри сталлизации.

Разработка низкотемпературной технологии выделения гемоглобина из крови убойных животных Анализ отечественной и зарубежной литературы Органолептические показатели;

физико-химический состав;

Исследование свойств сви криоскопическая и эвтектические ной крови температуры, теплофизические характеристики;

Температура хладоносителя;

Исследование процессов продолжительность выморажи криоконцентрирования рас- вания;

количество циклов твора гемоглобина Температура сушки;

продолжи Определение режимов сушки тельность процесса;

толщина слоя Органолептическая характери стика;

теплофизические показа Анализ свойств продуктов ге- тели;

физико-химический состав;

моглобина криоскопическая температура;

активность воды;

микробиологи ческие показатели;

содержание токсичных элементов Определение сроков и усло Микробиологические показатели вий хранения продуктов гемо глобина Разработка технологической схе мы выделения гемоглобина;

рас Практическая реализация ре зультатов исследований чет экономический показателей Рисунок 2.1 - Схема организации диссертационной работы В задачу четвертого этапа входило установление наиболее эффективных режимов сублимационной сушки раствора гемоглобина, полученного в ходе криоконцентрирования, таких как продолжительность обезвоживания, толщина слоя продукта и температура сушки.

На пятом этапе был произведен анализ физико-химических и микробиоло гических показателей полученных продуктов: жидкого, концентрированного и сухого гемоглобина. Была проведена органолептическая оценка, определено со держание белка в продукте и его фракционный состав. Установлена криоскопиче ская температура и величина активности воды, микробиологические показатели и содержание токсичных элементов в продукте. Определены теплофизические по казатели полученных продуктов.

Шестой этап включал в себя установление сроков и условий хранения про дуктов гемоглобина.

На заключительном этапе исследований была разработана технологическая схема производства жидкого, сухого и концентрированного гемоглобина, произ веден расчет экономических показателей и установлена реальная себестоимость готовых продуктов.

2.2 Методы и объекты исследований В ходе экспериментальных исследований использовались следующие объ екты:

- Кровь свиная, собранная в соответствии с нормами СанПИН 2.3.2.1078- «Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования без опасности и пищевой ценности пищевых продуктов»;

- Вода дистиллированная, соответствующая ГОСТ 6709-72 «Вода дистилли рованная. Технические условия»;

- Хлорид натрия, соответствующий ГОСТ 4233-77 «Натрий хлористый.

Технические условия»;

- Триполифосфат натрия, соответствующий ГОСТ 13493-86 «Натрия трипо лифосфат. Технические условия».

- Другие вспомогательные материалы и реактивы, необходимые для анали зов.

При выполнении диссертационного исследования использовались как стан дартные, общепринятые, так и оригинальные методики определения физико химических, органолептических, микробиологических и других характеристик объекта исследований.

Степень вымораживания льда определяли путем взвешивания незамерзшего раствора на аналитических весах и вычитанием полученной массы от исходной массы раствора.

Концентрацию сухих веществ определяли арбитражным методом по ГОСТ Р51479-99 «Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли влаги».

Степень преломления устанавливали на портативном рефрактометре по шкале Брикс. Полученное значение переводили в стандартный показатель пре ломления.

Плотность определяли с помощью набора погружных ареометров, соответ ствующих ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие техниче ские условия».

При проведении органолептической оценки учитывались такие показатели как цвет продукта и его возможные отклонения;

консистенция, характеризующая общий внешний вид продукта (наличие сгустков и посторонних примесей, одно родность вещества, характер поверхности и т.д.);

запах, характеризующий состо яние продукта (наличие или отсутствие гнилостных и посторонних запахов).

Содержание общего белка определяли на анализаторе белкового азота «Rap id N Cube» по методу Дюма. Метод заключается в полном сжигании образца в ре акторе, при котором образуются элементарные продукты сгорания и происходит регистрация общего азота на детекторе теплопроводности. Содержание общего азота рассчитывалось умножением полученного значения на коэффициент для белка крови, составляющий 6,36.

Распределение фракций белков определяли с помощью электрофореза в по лиакриламидном геле методом Лемли. Сущность метода заключается в следую щем. Производили подготовку образца: в пробирки вносили 20 мкл белка, 10 мкл дистиллированной воды и 10 мкл буфера. Далее образец перемешивали и подвер гали кипячению в течение 5 мин. Резервуары камеры для электрофореза заполня ли электродным буферным раствором (0,066 М Трикс, 0,1% ДСН, 0,19 М глицин).

В каждую лунку полученного геля вносили подготовленный образец. После этого включали прибор и наблюдали за разделением образцов. Данную процедуру про водили при силе тока 50 и 75 мА.

После проведения электрофореза гель промывали и окрашивали 3 реакти вами: фиксирующим раствором, раствором для отмывки и окрашивающим рас твором. Каждая из данных процедур проводилась в течение 10 мин. при темпера туре 80°С. После чего проводили обесцвечивание геля в дистиллированной воде при температуре 25°С.

Далее гели фотографировали на УФ-трансиллюминаторе ТСР-20М при длине волны излучения 312 нм. Обработка полученных данных осуществлялась с помощью гель-документированной системы Vitran-Photo.

Содержание токсичных элементов определяли следующим образом: мышь яка по ГОСТ Р 51766-2001 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения мышьяка»;

свинца по ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пи щевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов», ГОСТ 26932-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения свинца», ГОСТ Р 51301-99 «Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка) и ГОСТ 30538-97 «Продукты пищевые. Методика определения токсичных элементов атомно-эмиссионным методом»;

кадмия по ГОСТ 26933-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения кадмия», ГОСТ Р 51301-99 «Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка)», ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые.

Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов»;



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.