Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Национальный университет пищевых технологий

Национальный университет пищевых технологий

Прибыльский Виталий ЛЕОНИДОВИЧ

УДК 663.8: 579.262

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ биологически активные ферментированных НАПИТКОВ

05.18.07 технология продуктов брожения

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Киев 2004

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена в Национальном университете пищевых технологий Министерства образования и науки Украины.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Домарецкий Виталий Афанасьевич

Национальный университет пищевых технологий, заведующий кафедрой биотехнологии продуктов брожения, экстрактов и напитков

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший научный сотрудник Олийничук Сергей Тимофеевич

Украинский научно-исследовательский институт спирта и биотехнологии продовольственных продуктов, директор

доктор технических наук, профессор

Левандовский Леонид Викторович

Национальный университет пищевых технологий, заведующий кафедрой биохимии и экологии пищевых производств

доктор технических наук, профессор

Литовченко Александр Михайлович,

Институт садоводства Украинской академии аграрных наук, заведующий лабораторией переработки плодов и ягод

Ведущая организация: Институт пищевой химии и технологии НАН., Г. Киев

Защита состоится "_09__" _червня ___ 2004 в _14_ часов на заседании диссертационного совета Д 26.058.04 Национального университета пищевых технологий по адресу 01033, г.. Киев-33, ул. Владимирская, 68, аудитория А-311.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального университета пищевых технологий по адресу: 01033, г.. Киев-33, ул. Владимирская, 68.

Автореферат разослан "_29__" апреля 2004

Ученый секретарь

ученого совета Кобылинская О.В.

В общемЬна характеристика работы

Актуальность темы. Научно-техническое развитие пищевой промышленности обусловлен уровнем технологий всех ее отраслей, в частности пиво-безалкогольной. По массовости производства и о объемами потребления напитки занимают ведущее место в рационе питания. Согласно многочисленным исследованиям в области физиологии питания, наиболее рациональной их формой является безалкогольные напитки, от биохимического и микробиологического состава которых в значительной степени зависит состояние здоровья я населения. Поэтому проблема создания и производства безалкогольных напитков общеоздоровительного назначения имеет исключительное влияние на развитие пищевой и перерабатывающей промышленности.

С точки зрения биохимического и микробиологического состава наиболее полноценными можно считать ферментированные напитки продукты культивирования моно- или ассоциированных культур микроорганизмов. Это обусловлено способностью микроорганизмов продуцировать необходимые для нормального функционирования организма человека биологически активные вещества. Основное отличие и преимущество таких напитков над обычными продуктами купажирования состоит в том, что биоактивные вещества не вносятся искусственно, а образуются естественным путем в процессе брожения. Кроме этого, широкий спектр их качественного состава позволяет пополнить организм человека дефицитными компонентами питания.

К сожалению, до сих пор должного внимания развитию этой отрасли не уделялось, и, как следствие, технологический и технический уровни их производства достаточно низкие. Недостаточен и ассортимент таких напитков, представленный исключительно хлебным квасом на основе ржаного солода. Вместе с тем, путем разработки и внедрения новейших технологий, целенаправленного подбора и выделения чистых культур микроорганизмов, подбор нетрадиционного растительного сырья можно значительно интенсифицировать развитие безалкогольной отрасли, получить полноценные, сбалансированные по биохимическим и микробиологическим составом в соответствии с потребностями организма человека напитки.

Вопрос подбора, выделения и исследованияя штаммов микроорганизмов для производства ферментированных напитков занимает ключевое место в создании новых биотехнологий. Так, на фоне недостаточного ассортимента таких напитков, на большинстве предприятий используют как закваску или прессованные хлебопекарные дрожжи, которые не адаптированы к технологии кваса, или комбинированную закваску из дрожжей Saccharomyces cerevisiae рас М, С-2 и молочнокислых бактерий рода Betabacterium 11 и 13. эти штаммы выделил и изучал Л.Чекан еще в 20-х годах прошлого столетия, и естественно, что за столь длительный срок культивирования они потеряли свои технологические качества: бродильную активность, способность синтезировать незаменимые аминокислоты и другие биологически активные и вещества, скорость размножения и тому подобное. Кроме того, возможность использования в производстве ферментированных напитков микроорганизмов, принадлежащих к другим таксономических групп, вообще не изучалась.

Исходя из этого, актуальной проблемой является проведение комплекса теоретических и экспериментальных исследований по созданию новых высокоэффективных технологий биологически активных ферментированных напитков лечебно-профилактического и оздоровительного назначения.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в соответствии с направлениями научной деятельности Национального университета пищевых технологий по заданию ДКНТП № 03.10.00 / 045-93 "Разработать технологию напитков брожения лечебно-профилактического действия" (№ государственной регистрации 0197U001033) по направлению "Технология производства детского, лечебного и профилактического питания "программы" Переработка и хранение сельскохозяйственной продукции ", а также по темам № 402/95" Разработка технологии биологически активных безалкогольных напитков "(№ государственной регистрации 0195U003117) и № 625/97 Разработка технологии новых алкогольных напитков лечебно-профилактического направления "(№ государственной регистрации 0198U003922).

Автором лично разработаны программы и методики лабораторных и промышленных исследований, проведен ряд промышленных испытаниань разработанных технологий, обработано и обобщены полученные результаты, осуществлялось руководство темами.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научном обосновании и разработке высокоэффективных технологий биологически активных ферментированных напитков на основе использования ассоциаций новых чистых культур микроорганизмов и различных видов растительного сырья.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- на основе разработки соответствующих критериев выделить, подобрать и исследовать перспективные штаммы микроорганизмов для их использования в качестве ассоциативных в технологиях ферментированных напитков;

- определить целесообразность использования в технологиях ферментированных напитков ассоциаций микроорганизмов с различным типом взаимоотношений;

- установить состав летучих метаболитов комбинированных заквасок с помощью хроматографического анализа;

- определить целесообразность использования различных углеводосодержащими сырья в технологиях ферментированных напитков;

- установить и научно обосновать оптимальное соотношение биологически активных веществ в ферментированных напитках;

- разработать эффективные физические и физико-химические способы интенсификации технологии ферментированных напитков;

- разработать концепцию перспективного развития технологий ферментированных напитков;

- разработать эффективные способы увеличения биологической устойчивости ферментированных напитков;

- провести медико-биологические исследования разработанных напитков;

- разработать эффективные технологии биологически активных ферментированных напитков и необходимую нормативно-техническую документацию;

- внедрить новые технологии ферментированных напитков в производство;

- определить социально-экономическую эффективность разработанных технологий.

Об Объектом исследования является ферментированные напитки, полученные путем сбраживания сусла из разных видов углеводосодержащими сырья ассоциациями чистых культур микроорганизмов.

Предметом исследования является разработка эффективных технологии биологически активных ферментированных напитков.

Методы исследования. Поставленные в диссертации задачи решали с использованием методов, общепринятых в пивобезалкогольной промышленности, в микробиологических исследованиях, а также модифицированных о специфике о объекта исследований.

Научная новизна полученных результатов. Предложено и научно обосновано перспективность использования в технологии ферментированных напитков ассоциаций микроорганизмов, принадлежащих к разным таксономическим группам как с симбиотическим, так и с метабиотичним типу взаимоотношений.

Теоретически обосновано перспективность направления разработки новых технологий ферментированных напитков на основе целенаправленного выделения и подбора чистых культур микроорганизмов и использования различных видов растительного сырья. Это позволяет получить напитки с оптимальным соотношением основных биологически активных веществ соответственно потребностям организма человека.

Разработаны основные критерии по выделению и подбору штаммов микроорганизмов для использования их в качестве ассоциативных культур в технологии биологически активных ферментированных напитков, в частности ускорение технологического процесса, обеспечения отличных органолептических показателей напитков, способность продуцировать адекватные организма человека биологически активные вещества из различного растительного сырья, высокий уровень симбиоза или метабиоза, предоставление напитки оздоровительных свойств.

Идентифицированы специфический состав летучих метаболитов, определяют характерные органолептические показатели ферментированных напитков.

Разработана концепция создания технологий новых ферментированных напитков на основе использования ассоциаций культур микроорганизмов и различных видов растительного сырья, которая позволяет получить напитки с заранее прогнозируемыми оздоровительными свойствами. Она обеспечивает производство ферментированных напитков общеоздоровительного назначения, в том числе с удлиненным сроком хранения, а также напитков лечебно-профилактического назначения, в частности с содержанием живых культаг. микроорганизмов и обогащенных биологически активными веществами.

Научную новизну подтверждено одиннадцатью патентами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Научные положения, выводы, рекомендации, сформулированные в диссертации, в достаточной мере достоверные, научно обоснованные благодаря использованию современных методов исследований, приборов и статистических методов обработки экспериментальных данных и подтверждаются адекватностью результатов исследований в лабораторных и производственных условиях.

Достоверность результатов математического моделирования подтверждается высокой степенью адекватности математических моделей, построенных по экспериментальным данным, реальным процессам.

Научное значение работы. Проведенные комплексные теоретические и экспериментальные исследования решают актуальную проблему перспективного развития пивобезалкогольной отрасли пищевой промышленности. Разработана концепция создания эффективных технологий биологически активных ферментированных напитков позволяет получить напитки с заранее определенными лечебно-профилактическими и оздоровительными свойствами. Полученные научные положения и результаты углубили теоретическую базу технологии напитков и является основой для дальнейшего расширения ассортимента ферментированных напитков, повышение их конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках.

Практическое значение полученных результатов. На основе разработанных критериев выделено и подобрано новые штаммы дрожжей видов Saccharomyces cerevisiae и Zygosaccharomyces fermentatи, молочнокислых бактерий видов Enterococcus faecium, Lactobacillus plantarum, Streptococcus diacetilactis и уксуснокислых бактерий вида Acetobacter xylinum. Предложено их использования в качестве ассоциативных в технологиях биологически активных ферментированных напитков. Разработаны технологии ферментированных напитков на основе использования ассоциаций микроорганизмов как с симбиотическим, так и с метабиотичним типу взаимоотношений и различного растительного сырья. доказано целесообразныашковським; применение физических способов с к.ф.-м.н. В.Е.Носенко; медико-биологические исследования с д.м.н. Ю.Г.Григоровим (НИИ геронтологии АМН Украины). В совместных работах автору принадлежит научная аргументация выбора и подготовка об объектов исследований, участие в их проведении и аналитическая обработка полученных результатов. Ряд исследований выполнен в процессе управления научной работой аспиранта О.П.Витряк. Обсуждение, анализ и обобщение результатов исследований проведено с научным консультантом д.т.н. В.А.Домарецьким, д.т.н. В.А.Маринченко и д.т.н. А.Е.Мелетьевим.

В научных работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат проведения теоретических исследований, обработка и анализ экспериментальных данных.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы изложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции "Разработка и внедрение новых технологий и оборудования в пищевую и перерабатывающую промышленность" (г.. Киев, 1993 г.) Международной научно-практической конференции "Развитие массового питания, гостиничного хозяйства и туризма в условиях рыночных отношений" (г.. Киев, 1994 г.) Всеукраинской научно-технической конференции "Разработка и внедрение прогрессивных технологий и оборудования в пищевую и перерабатывающую промышленность" (г.. Киев, 1995 г.) Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (г.. Могилев, Беларусь, 1995 г.) научно-практическом семинаре "Электротехнология в пищевой промышленности" (г.. Киев, 1995 г.) IIIrd Congress of the International Association of Gerontology, European Region (Thessaloniki, Greece, 1996); Международной научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов в пищевой промышленности и АПК" (г.. Оренбург, Россия, 1996г.); Международной научно-практической конференции "Энергосберегающие технологии переработки с / х сырья" (г.. Минск, 1996г.), Международной конференции "Совершенствование процессов и аппаратовхимических, пищевых и нефтехимических производств "(г.. Одесса, 1996 г.) Международной научно-технической конференции "Разработка и внедрение прогрессивных ресурсосберегающих технологий и оборудования в пищевую и перерабатывающую промышленность" (г.. Киев, 1997г.); Международной научно-технической конференции "Техника и технология пищевых производств» (г.. Могилев, Беларусь, 1998г.); Международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы создания и внедрения новых ресурсо- и энергосберегающих технологий, оборудования в отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности" (г.. Киев, 1999 г.) Международной научно-технической конференции "Микробиология и биотехнология на рубеже ХХ века" (г.. Минск, Беларусь, 2000 г.) Международной научно-технической конференции "Техника и технология пищевых производств» (г.. Могилев, Беларусь, 2000 г.), Международной научно-технической конференции "Приоритетные направления внедрения в пищевую промышленность современных технологий, оборудования и новых видов продуктов оздоровительного и специального назначения" (г.. Киев, 2001.) 61, 62, 65, 66, шестьдесят седьмой научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УДУХТ (г.. Киев, 1995, 1996, 1999, 2000, 2001), Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г.. Киев, 2002 г.) и др.

На международном конкурсе-дегустации в г.. Суздаль (Россия) в 1999, 2000 и 2001 годах напитки серии "Виталон" и "Квас Украинский" награжден золотой, серебряной, бронзовой медалями и дипломами I и II степеней. Образцы разработанных напитков демонстрировались на выставках "Российские напитки 98," Российские напитки 99, "Российские напитки 2000," Российские напитки 2001 "(г.. Суздаль, Россия), Национальной выставке" 2002: год Украины в Российской Федерации "( ВВЦ, Москва, Россия), Экспоцентре Украины (г.. Киев), НИИ геронтологии АМН Украины (г.. Киев) и др.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 60 научных работах, из них 18 статей в профессиональных изданиях, получено 11 патентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников, который содержит 315 наименований, и приложений. Работа изложена на 319 страницах, содержит 32 рисунки и 87 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении с выяснено состояние проблемы, обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана н Связь работы с научными программами, указано цель и задачи исследований, охарактеризованы научная новизна и научное значение работы, ее практическую ценность.

В первом разделе "ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ферментированных НАПИТКОВ" проанализировано современное научно-технический уровень безалкогольной отрасли пищевой промышленности в Украине и за рубежом. Изложены проблемы создания и использования продуктов лечебно-профилактического назначения. Указано, что обеспечение адекватного питания человека является одним из основных требований на современном этапе развития человечества. Непременным при этом является соблюдение условия безвредности пищевых продуктов. С этим вопросом тесно связана проблема обеспечения оптимального содержания и соотношения в них биологически активных веществ.

Научно обосновано, что с точки зрения адекватности потребностям организма человека и обеспечения безвредности есть все основания утверждать о потенциальной возможности ферментированных напитков выполнять роль заместительной терапии в профилактике нарушений деятельности его систем и функций. Это обусловлено как использованием исключительно натурального растительного сырья, так и возможностью целенаправленного выделения и подбора культур микроорганизмов, способных синтезировать необходимые человеку биологически активные вещества.

Анализ мирового производства напитков общеоздоровительного действия свидетельствует об интенсивной работе в этом направлении, в частности в области ферментированных напитков. Доказано, что Украина, имея развитую индустрию производства хлебного кваса, в условиях проведения комплекса научно-исследовательских, маркетинговых работ и соответствующих реконструкций квасных цеховвполне может выйти на мировой рынок как ведущий производитель ферментированных напитков.

При разработке новых технологий ферментированных напитков особое внимание следует уделять медико-биологическим аспектам. Доказано, что господствующая практика использования на стадии брожения прессованных хлебопекарных дрожжей (или применения в некоторых странах мира способа "самозброджування") не только имеет технологические недостатки, но и не обеспечивает высокие органолептические и стабильные физико-химические показатели готовым напиткам. Главным недостатком при этом является присутствие в готовом продукте неконтролируемой микрофлоры, даже патогенных и условно-патогенных форм. Поэтому в производстве ферментированных напитков несомненным является требование использования исключительно чистых культур микроорганизмов независимо от того, используется монокультура, или ассоциация культур микроорганизмов. Причем подбор и выделение новых штаммов, имеющих антагонистические свойства по сопутствующей микрофлоры, позволит добавить напиткам антибиотических и бактериостатических свойств.

Анализ особенностей биохимических превращений при сбраживании сусла культурами микроорганизмов, принадлежащих к различным таксономическим группам и различных типов взаимоотношений, позволяет предположить целесообразность их ассоциативного культивирования с целью получения полноценных по составу продуктов и обеспечить их новое качество.

Уровень современного использования в производстве ферментированных напитков монокультур микроорганизмов и их ассоциаций еще недостаточен. Проведенные исследования, как правило, имеют поисковый характер и не позволяют сформировать единую обобщенную концепцию подбора и оптимального использования микроорганизмов в технологиях ферментированных напитков.

При анализе современного состояния и проблем технологии ферментированных напитков установлено, что большинство разработок касается технологии хлебного кваса на основе ржаного солода с использованием прессованных хлебопекарных дрожжей как возбудителей брожения. Для интенсификации технологии ферментированных напитков и увелиния их устойчивости перспективными можно считать использование некоторых физико-химических способов (термическое, электрохимическое, сверхвысокочастотное, ультразвуковое и магнитное обработки), осветителей, знеплиднюювального фильтрации.

Таким образом, приведенный в данном разделе аналитический обзор показывает, что исследования в области производства ферментированных напитков ведутся преимущественно в плоскости интенсификации технологии хлебного кваса. При этом следует выделить аппаратурно-технологические усовершенствования, позволяющие улучшить качественные показатели и санитарно-гигиенические условия производства. Вопрос увеличения биологической ценности кваса за счет использования биологически активных веществ растительного происхождения, поиска нетрадиционного сырья изучено недостаточно. Мало внимания уделяется также выделению и поиску новых штаммов дрожжей и

Загрузка...

Страницы: 1 2 3 4 5






Ещё Рефераты по вашей теме

ПРОФИЛАКТИКА перинатальной патологии У ЖЕНЩИН С АНЕМИЕЙ И цитомегаловирусной инфекции - Автореферат
Алелопатично ДЕЙСТВИЕ экзометаболиты культурных злаков В агрофитоценозов - Автореферат
ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ фетоплацентарной недостаточности у беременных с преэклампсией и АНЕМИЕЙ - Автореферат
Регионарная внутриартериальная комбинированная пролон-Гован терапия при ком - комплексных лечении больных с нейро-патично-инфицированным и смешанной форм-мы синдрома сто-пы диабетика - Автореферат
Конституционное ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПОЛИТИЧЕСКИХ ПАРТИЙ В УКРАИНЕ - Автореферат
Уголовная ответственность за нарушение законодательства о труде, НЕ связанные с посягательством на жизнь и здоровье - Автореферат
Особенности построения тренировочного процесса футболистов-ветеранов - Автореферат