Разработка технологии биологически активного препарата на основе защитного комплекса молока и куриного лизоцима

Современная пищевая технология оставляет человеку все меньше шансов на сохранение биологически активных компонентов в продуктах повседневного потребления, как правило, подвергающихся сложной многостадийной обработке.

Красноречивыми примерами являются сыроделие и производство творога, отправляющие в отходы ценнейшие биологически активные белки молока, среди которых особенно значимыми являются: иммуноглобулины, лактоферрин, лактопероксидаза, ангиогенин, пРНКаза, лизоцим. Следует отметить, что безвозвратная потеря этих компонентов происходит не только при выделении казеиновой фракции молока, но и при различных способах сушки или стерилизации молочных продуктов, широко применяемых в молочной промышленности.

Между тем, именно эти белки придают натуральному молоку ряд важнейших свойств, делая его не только продуктом питания, но и основным фактором, определяющим устойчивость организма к неблагоприятным условиям, будь то бактериальная или вирусная инфекция, радиация или ксенобиотики химической природы.

В связи с этим в последние годы в отечественной отраслевой науке особое место отводится технологиям безотходной переработки молока, предусматривающим не только наиболее полное извлечение из сырья основных макро, но и микрокомпонентов, являющихся биологически-активными факторами, роль которых в механизме поддержания гомеостаза организма весьма значима. На их основе могут быть получены принципиально новые продукты различного функционального назначения, в том числе продукты направленного лечебного действия [1−2].

В отечественной и зарубежной практике практическое применение получили два способа выделения сывороточных белков молока — с помощью методов мембранной технологии (ультрафильтрации) и кислотно-тепловой коагуляции. Такие способы обработки исключают возможность получения низкомолекулярных, термолабильных катионных биологически активных белков молока. В качестве перспективных способов получения катионных белков молока рассматриваются методы ионообменной хроматографии, позволяющие получать фракции белков высокой степени очистки.

Известно, что в молоке биологически активные белки существуют в комплексе, функционально взаимосвязаны и способны проявлять в организме ряд защитных функций. Особое место среди них занимает лизоцим, который оказывает влияние на активность катионных белков молока, участвует в механизмах противоинфекционной защиты организма, переваривании, цитотоксичности, макрофаговой активности. Однако в коровьем молоке, по сравнению с женским, лизоцима недостаточно. В связи с этим, в последние годы лизоцим активно используется в производстве продуктов детского и лечебно-профилактического питания. В промышленности практическое применение получил препарат куриного лизоцима, по своим свойствам гомологичный лизоциму человека. На сегодняшний день сочетание лизоцима с другими биологически значимыми ферментами животного происхождения применяется в основном в производстве косметических препаратов и БАД для специального питания узких групп населения. Технологии их производства, как правило, не учитывают взаимное влияние компонентов этих комплексов в готовом продукте.

В связи с этим актуальной является разработка технологии получения композиций биологически активных белков животного происхождения на основе катионных белков молока и лизоцима куриного яйца, учитывающая: природное соотношение компонентов композициивзаимное влияние биологически активных компонентов композициитехнологические характеристикибиологическую безопасностьтехнологичность — возможность дальнейшего использования в технологиях получения молочных продуктов лечебно-профилактической направленности, специального питания, а также БАД широкого спектра действиятехническую, социальную эффективность применения композиционного препарата.

Решению вышеуказанных проблем посвящена данная работа. Основной объем исследований выполнен в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006;2008 гг.)».

В соответствии с вышеизложенным, целью работы является разработка технологии биологически активного препарата на основе композиции защитного комплекса молока и куриного лизоцима для дальнейшего использования в качестве активного ингредиента многокомпонентных продуктов лечебно-профилактической направленности.

В соответствии с поставленной целью предусматривается решение следующих задач:

— Обосновать выбор белковой основы биологически активного препарата;

— Получить из коровьего молока и проанализировать белковую фракцию, входящую в состав защитного комплекса молока, изучить возможность ее совместного использования с куриным лизоцимом;

— Обосновать параметры технологии получения и рациональные режимы хранения биологически активного препарата на основе сывороточных катионных белков защитного комплекса молока и куриного лизоцима в жидкой и сухой формах;

— Исследовать органолептические, физико-химические, микробиологические, технологические свойства и биологическую ценность препарата;

— Определить токсичность и физиологическую активность препарата в эксперименте на животных;

— Провести апробацию препарата в технологии производства молочных продуктов в лабораторных и промышленных условиях, изучить показатели качества и безопасности обогащенных им продуктов;

— Разработать проект нормативной документации на производство биологически активного препарата на основе защитного комплекса молока и куриного лизоцима.

Основными структурными элементами диссертационной работы являются: введение, аналитический обзор отечественной, зарубежной научно-технической литературы и патентной информации, 6 глав основной части, выводов, библиографического списка и приложений.

выводы.

1. Разработан новый биологически активный композиционный препарат (БАП «МОБЕЛИЗ») на основе катионных сывороточных белков коровьего молока и куриного лизоцима с более широким спектром физиологической активности, чем составляющие его компоненты в жидкой и сухой формах.

2. Из коровьего молока получена белковая фракция катионных сывороточных белков, включающая: лактопероксидазу, лактоферрин, пРНКазу, агиогенин, лизоцим. По содержанию этих белков ее состав (за исключением лизоцима) близок к формуле защитного белкового комплекса молока.

3. Экспериментально обоснована совместимость комплекса катионных сывороточных белков молока с выделенным из белка куриного яйца лизоцимом. Разработаны рациональные параметры технологии получения и хранения композиционного препарата. Наиболее благоприятными условиями для сохранности биологической активности всех компонентов препарата являются:

• использование в качестве биологически нейтральной среды для растворения физиологического раствора (рН 6,7);

• соотношение компонентов КСБМ: к-ЛЦ = 1:2.

4. Установлено, что компоненты композиционного препарата полностью сохраняют биологическую активность:

• в жидкой форме: без соблюдений правил асептики — при температуре плюс 4±-2°С — до 3 суток, при 20±-2°С — до 12 часовс соблюдением правил асептики — при температуре • плюс 4±-2°С — до 14 суток, при 20±-2°С — до 1 суток;

• в сухой форме: при температуре плюс 20±-2°С — до 6 месяцев, при плюс 4±-2°С — до 18 месяцев, при минус 25±-2°С — до 24 месяцев;

• в замороженном виде: до 6 месяцев.

5. Установлено взаимозащитное действие компонентов препарата, позволяющее увеличить период проявления ими биологической активности и сроки хранения препарата в жидкой форме.

6. При пероральном введении животным препарат нетоксичен и обладает целым радом свойств защитного характера: способствует повышению устойчивости к стрессовым воздействиям и выносливости к физическим нагрузкам.

7. Показана высокая биологическая ценность разработанного препарата: повышенное в сравнении с эталоном ФАО/ВОЗ содержание всех незаменимых аминокислот.

8. Выявлено антимикробное действие препарата в отношении грамположительной и грамотрицательной условно-патогенной микрофлоры.

9. Исследованиями влияния технологических факторов производства молочных продуктов на активность компонентов композиционного препарата показано, что:

• при нагревании до температур нормализации (40−45 °С) наблюдается эффект увеличения биологической активности белков;

• последующая температурная обработка режимами гомогенизации (60−65°С) приводит к снижению биологической активности компонентов препарата, однако до уровня превышающего значения до тепловой обработки;

• повышение температур до значений, соответствующих режимам пастеризации и стерилизации, а также закисление среды, имеющее место при производстве кисломолочных продуктов, приводят к значительной потере биологической активности белков композиционного препарата.

10.В результате проведения в условиях промышленного производства опытной выработки установлено, что в молочных продуктах, обогащенных композиционным препаратом «МОБЕЛИЗ», полностью сохраняется его биологическая активность и высокий уровень качества готовых продуктов.

заключение

от.