АТО 00 00 000 ПЗ - Кафедра «Бионанотехнология
реклама
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский технологическ�•й институт пищевой промышленности (университет)» Дб 03.00-44 КЕмТИПП Факультет Экономический Кафедра Бионанотехнология Направление (специальность) 4 2 0902 Бионанотехнология ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТ А на соискание квалификации инженер _ О_О__ .0 _ ._ 0_ ОО _ _____________ _О _ Обозначение документа _А_�О Тема «Исследование и разработка технологии получения гидролизата белков крови убойных сельскохозяйственных животных» Специальная часть «Разработка патента на способ получения гидролизата белков крови убойных сельскохозяйственных животных Студент Данилова Анастасия Евгеньевна У.tlt: -1',Г � О.В.Крuгер Руководитель квалификационной работы Консультанты по разделам: Глава 1 Литературный обзор .9. tl6� /о О.В.Кригер Глава 2 Экспериментальная часть .J. С7 t:. ./:5- О.В.Кригер Глава 3 Инженерный раздел .9. Clь·. -1'У- О.В.Кригер Глава4 Экономическая часть . Е . Е Румянцева Глава 5 Безопасность в производственных ycлoвuяx/t?ltf.4;#E.A. Рас�цепкина Доп ть к защите Заведующий кафедрой \ �� &ю Просеков Кемерово, 2015 г. Дб 03.00-43 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» КЕмТИПП Кафедра Бионанотехнология УТВЕРЖДА Ю: осе ков ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы Студенту группы ПБ-01 Данилова Анастасия Евгеньевна 1. Тема «Исследование и разработка технологии получения гидролизата белков крови убойных сельскохозяйственных животных» Специальная часть «Разработка патента на способ получения гидролизата белков из крови убойных сельскохозяйственных животных» утверждена приказом по институту № __9_8___ от 11.02.2015 г. 2.Срок представления работы к защите _11_ _.0_6_.2_01_ _ 5_г.___________ 3 .Исходные данные к выполнению работы: литературные данные и ранее полученные результаты экспериментальных исследований по получению гидролизатов белка 4.Содержани_е .те1<стового документа: Введение отразить актуальность и новизну темы 4.1. Литературный обзор: изучить свойства вторичного сырья и рассмотреть способы убоя, сбор крови 4.2. Экспериментальная часть: рассмотреть объекты и методы исследования для проведения экспериментов, разработать способ получения гидролизата белка и исследовать полученные гидролизаты белка 4.3. Инженерный раздел: предложить технологическую схему производства гидролизата белка из плазмы свиной крови 4.5. Экономическая часть: рассчитать себестоимость полученных гидролизаmо6 белка 4.6. Безопасность в производственных условиях: выявить вредные и опасные факторы при работе на производстве 5. Перечень графического материала с точным указанием чертежей: 5.1 Общая схема исследований 5.2 Теплофизические и физико-химические свойства плазмы и крови . ' 5.3 Влагопоглощающая способность плазмы и крови 5.4 Параметры гидролиза 5.5 Свойства гидролизатов белка 5.6 Процессуал.ьная схема производства гидролизата белков 5.7 Экономическое обоснование 5.8 Технологическая схема производства гидролизатов белка 5.9 5.10 ------------------------------� 6. Консультанты по разделам: Глава 1 Литератх ный обзо J. tl6'. /j Глава 2 Экспериментальная часть J. (J ь. ,f S- Глава 3 Инжене ная часть Глава 4 Экономическая часть .d-a. с:?..1'. ,,г_ _Е.Е. Румянцев, Глава 5 Безопасность в производственных условиях/'!.11/Гг�I# Е.А. Расщепкит r 7. Руководитель выпускной квалификационной работы _________ #4.02.2015 г. О.В. Кригер 8. Дата выдачи задания --------------------�24.02.2015 г. 24.О2.2О15 г. А.В.Данилова Задание принял к исполнению: СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….……. 7 ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР………………….………….……… 9 1.1 Характеристика вторичного сырья……………………………..……. 9 1.2 Технология первичной переработки сырья…………………….…… 21 1.2.1 Подготовка скота к убою……………………………………….…... 21 1.2.2 Убой скота……….…………………………………………………... 22 1.2.3 Сбор крови……..…………………………………………………….. 25 1.2.4 Обработка туш…..……………………………………………….…… 28 1.3 Использование пищевой крови………..………………………….….. 32 1.4 Выделение белков из крови убойных сельскохозяйственных животных………………………………………………………………..…. 39 1.5 Заключение по обзору литературы………………….……….………… 44 ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………….…….……… 46 2.1 Организация проведения экспериментальных исследований…….… 47 2.2 Объекты исследований………………………………………………… 48 2.3 Методы исследований………………………………………………….. 48 2.4 Результаты собственных исследований………………………………. 54 2.4.1 Изучение химического состава и свойств крови и плазмы убойных сельскохозяйственных животных…….………………………..…… 55 2.4.2 Исследование параметров гидролиза плазмы крови сельскохозяйственных животных………………….……………………..……. 59 2.4.3 Исследование функционально-технологических свойств гидролитов белков из плазмы крови………………………………………… Изм. Лист Разработ. Провер. Н.Контр. Утверд. № докум. .Данилова А.Е Кригер О.В Сухих С.А. Просеков А.Ю Подпись Дата 62 АТО 00 00 000 ПЗ Исследование и разработка получения гидролизата белка крови убойных Лит. Лист Листов КемТИПП гр ПБ- ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНЫЙ РАЗДЕЛ…………………………..……………… 67 3.1 Процессуальная схема производства гидролизатов…………………… 67 3.2 Технологическая линия получения гидролизата белка..………………. 71 ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ............................................................ 73 4.1 Расчет себестоимости гидролизата белка……………………….……… 73 4.2 Экономическое обоснование использования готового продукта…..… 76 ГЛАВА 5 БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.… 78 5.1 Условия труда……………..……………………………………...………. 78 5.1.1 Санитарные требования для мясной промышленности ………...…. 78 5.1.2 Производственная санитария…………………………………..……… 80 5.2 Электробезопасность….………………………………………….……… 82 5.3 Пожарная безопасность…………………………………………..……… 83 5.4 Оказание первой медицинской помощи…………………………..……. 84 5.5 Безопасность работы с аппаратурой и оборудованием………...……… 86 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………..…... 89 ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………. Изм. Лист Разработ. Провер. Н.Контр. Утверд. № докум. .Данилова А.Е Кригер О.В Сухих С.А. Просеков А.Ю Подпись Дата 98 АТО 00 00 000 ПЗ Исследование и разработка получения гидролизата белка крови убойных Лит. Лист Листов КемТИПП гр ПБ- ВВЕДЕНИЕ Кровь убойных животных является ценным источником животного белка и других необходимых человеку компонентов: жиров, углеводов, ферментов, витаминов и минеральных веществ. Богатство химического состава крови можно подтвердить и тем, что из нее молочные железы получают всё, что требуется для выработки молока. Кровь усваивается организмом почти полностью (на 94–96 %), воды содержит лишь на 5–10 % больше чем мясо, а по содержанию полноценного белка 1 кг плазмы крови соответствует 0,56 кг свинины или 0,4 кг говядины. Приведенные характеристики позволяют называть кровь «жидким мясом» и свидетельствуют о целесообразности расширения ее использования в качестве сырья для производства пищевой продукции. В связи с этим, в настоящее время расширяется применение крови убойных животных для производства таких продуктов питания, как колбасные изделия, мясные полуфабрикаты, хлебопекарные и кондитерские изделия, а также майонезы. В колбасном производстве используют широкий ассортимент крови и ее компонентов. К ним относятся кровь цельная, дефибринированная или стабилизированная, сыворотка крови, плазма крови, форменные элементы крови. Все эти 6 продукты могут быть по степени свежести свежие, по термическому состоянию – охлажденные, подмороженные, замороженные или консервированные, например, поваренной солью. Кроме того, в технологии производства пищевых продуктов, применяют осветленную кровь и черный пищевой альбумин высшего или первого сорта, полученный высушиванием дефибринированной или стабилизированной крови или форменных элементов [87]. Для повышения продуктивности скота и птицы расширяется использование кормовых добавок, в состав которых входит кровь. Например, применение кровяной муки как компонента в рационе сельскохозяйственных животных позволяет интенсифицировать процесс их роста и развития, влиять на воспроизводство поголовья. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 7 Кровь как сырьё используется также для производства натуральных лечебных препаратов (например, белковый кровезаменитель БК-8, гидролизин Л-103, аминопептид-2, фибриновые пленки, гемостатическая губка) и питательных сред для бактериологических исследований. По показателям состава крови в организме животных в ветеринарии регистрируются те или иные болезни. В судебной ветеринарно-медицинской экспертизе широко используются методы вещественных доказательств по остаткам крови, оставленных на вещах, предметах и др. Кровь является питательной средой для микроорганизмов. Поэтому при ее переработке и хранении необходимо соблюдать комплекс ветеринарно- санитарных требований, обеспечивающих стерильность сырья и получение качественной и безопасной продукции. Наличие в продуктах убоя животных кровоизлияний, гематом, травм и т.п. снижает качество продукции и определяет соответствующую санитарную оценку. Настоящая дипломной работы посвящается исследованию и разработке получения гидролизата белка из крови убойных сельскохозяйственных животных. Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследований: – провести анализ отечественных и зарубежных литературных данных по изучаемой проблеме, сформулировать задачи собственных исследований; – подобрать объекты и методы исследования; – изучить состав и свойства крови убойных сельскохозяйственных животных; – выбрать способ гидролиза; – исследовать параметры гидролиза плазмы убойных сельскохозяйственных животных; – изучить свойства полученных гидролизатов белка. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 8 ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР В аналитическом обзоре приводятся данные литературных источников отечественных и зарубежных авторов, а также интернет-ресурсов. 1.1 Характеристика вторичного сырья Введения в мясное производство вторичного сырья служит поддержкой для реализации и решения возможных экологических задач, увеличению ассортимента продуктов питания и повысить их качества. Низко содержащие сорта, в том числе коллагенсодержащее сырье содержит в существенных количествах ценный белок [5, 31]. На мясокомбинатах и убойных пунктах животноводческих ферм в существенных количествах могут накапливаться ресурсы свиных шкур или их отходов. Установлено, что свиная шкура имеет 9–13 % мяса на костях [3]. Отходы переработки свиных шкур (лоскут и обрезки шкур) считай не находят применения для пищевых целей [23]. Однако имеются возможности применения этого некондиционного коллагенсодержащего сырья, например, для получения препаратов, обладающих высокими функционально-технологическими свойствами [51]. В производстве мясных продуктов уже находят применение субпродукты (шкурка свиных голов, гортань с трахеей, печень, легкие). Способы переработки субпродуктов основаны на максимальной реализации функционально- технологических свойств входящих в их состав компонентов [20, 68]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 9 Коллаген превосходно гидролизуется при высокой степени измельчения; набухает в слабых растворах электролитов; обладает жиропоглощающей способностью, образует глютин после термообработки и желатозы с высокой студнеобразующей и влагосвязывающей способностями [5]. С использованием данных свойств свиной шкурки были разработаны технологии новых мясных изделий: ветчины вареной ливерной, закусочных продуктов типа чипсов и др. Также представляют интерес методы получения универсальных продуктов из коллагенсодержащего сырья, которые могут найти применение в производстве пищевой, фармацевтической и медицинской продукции. Так, с использованием способа получения коллагеновых дисперсий, основанного на щелочной и последующей кислотной обработке, вырабатывают съедобные оболочки и покрытия для продуктов. Вдобавок он обеспечивает получение полифункциональных препаратов независимо от вида сырья (шкуры, сухожилия, хрящи), которые могут служить как гелеобразующими добавками, так и стабилизаторами эмульсий [14, 18, 27, 82]. Способ получения белковой эмульсии из свиной шкуры для мясных рубленых продуктов включает измельчение сырья, выдерживание в реакторе при постоянном перемешивании и температуре 45–50 °С в 3–5 %-ном растворе поваренной соли [54]. После отстаивания эмульсию отделяют. Эмульсия характеризуется высокой конверсией белков коллагеновой и эластиновой фракций. Способ технологичен, имеет низкую себестоимость [88, 92]. Разработан эффективный механический способ получения кормового препарата из коллагенсодержащего сырья (шкур и их обрезков) с помощью экструдера, оснащенного двойным винтовым шнеком со множеством зон нагрева и сменными фильерами. Этот способ предусматривает возможность введения различных добавок (ароматизаторов) в готовый препарат [17]. Теория сбалансированного питания предполагает поступление в организм человека с пищей всех жизненно необходимых нутриентов в оптимальном соотношении. Отметим важность исследований, направленных на использование в про- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 10 изводстве продуктов питания сырья, являющегося источником балластных белковых веществ животного происхождения [67]. Известно, что соединительнотканные компоненты обогащают продукты волокнами, аналогичными по физиологическому действию растительным, улучшают работу пищеварительной системы человека, а также могут сорбировать нежелательные вещества. Поэтому интенсивно развиваются биотехнологические способы комплексной переработки коллагенсодержащего сырья для получения экологически безопасной продукции направленного действия с заданными качественными показателями [28]. Изучены особенности их строения и свойства для обоснования возможности модификации гидролизом (щелочным или ферментативным) с целью последующего использования в технологии мясных продуктов [57]. Одним из основных структурообразующих компонентов межклеточного вещества изучаемого сырья является коллаген прироный полимер сложного строения. Известно, что в состав соединительных тканей шкуры, кости, сухожилий, стромы внутренних органов входит коллаген I типа, характеризующийся волокнами высокой прочности, а также обширной сетью межмолекулярных поперечных связей [19]. При определении структурно-механических свойств были установлены их значения только для рубца. Величины этих показателей для свиной шкуры крупного рогатого скота превосходили максимальный предел диапазона измерений. Неполная изученность морфологических свойств снижает эффективность разработки технологий рационального использования сырья [23]. Особенности свойств свиных шкур обусловлены наличием различных структур, включающих высокомолекулярные соединения и коллаген, эластин, кератин, а также гликопротеины и протеогликаны. Известно, что пищеварительные системы животных организмов неспособны к деполимеризации кератинов, поэтому необходимо удалять щетину и волосяные фолликулы в процессе предварительной обработки коллагенсодержащего сырья [29]. Изучение микроструктуры коллагенсодержащего сырья позволило установить, что структурные элементы дермы (пучки коллагеновых волокон) свиных Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 11 шкур плотно скомпонованы, образуют сложные переплетения, ориентированы в разных направлениях, что обусловливает их высокую прочность. Отмечена значительная разветвленность вторичных коллагеновых волокон, что обнаруживается в глубоких слоях дермы [27, 64]. Результаты исследований представлены в таблице 1.1.1. Показатели химического состава свидетельствуют о том, что такое сырье обладает высокими функционально-технологическими свойствами [35, 53]. Таблица 1.1.1 – Химический состав вторичного сырья Рубец КРС Губы КРС Белок, % 16,54 23,78 Обрезки свиных шкур 27,8 Влага, % 79,61 67,27 62,0 Жир, % 2,82 8,43 10,10 Минеральные вещества, % 0,54 0,52 0,58 Температура сваривания, °С 66,00 – 60,40 Влагосвязывающая способность, % 54,00 93,3 76,10 Показатель Микроструктура рубца крупного рогатого скота представлена всеми основными видами тканей. Наличие соединительной ткани отмечали во всех его оболочках. Преобладали мышечная и соединительная ткани, создающие своеобразный сложный «каркас» [15, 31]. Прочностные свойства рубца обусловлены слоем слизистой оболочки (значительное количество коллагеновых и эластиновых волокон) и подслизистой соединительнотканной основы, в которые включены плотно агрегированные пучки, идущие в основном диагонально под большим углом. Губы крупного рогатого скота включают слой разнонаправленных пучков волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры с прослойками рыхлой соединительной ткани и элементов желез. Внешняя сторона губ покрыта кожей с волосами, потовыми и сальными железами, со стороны ротовой полости также располагаются слизистые и серозные железы [27]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 12 Основную часть губ составляют мышечные волокна, характеризующиеся развитой системой толстых прослоек перимизия. Они включают большое количество коллагеновых волокон и соединительнотканных клеток, обусловливающих высокий уровень физико-механических свойств. Мышечная оболочка рубца включает два мощных слоя, разделенных прослойками рыхлой соединительной ткани. Серозная оболочка сформирована соединительнотканными элементами; снаружи эта оболочка покрыта слоем мезотелиальных клеток [7, 15]. Губы крупного рогатого скота включают слой разнонаправленных пучков волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры с прослойками рыхлой соединительной ткани и элементов желез. Внешняя сторона губ покрыта кожей с волосами, потовыми и сальными железами, со стороны ротовой полости также располагаются слизистые и серозные железы. Основную часть губ составляют мышечные волокна, характеризующиеся развитой системой толстых прослоек перимизия. Они включают большое количество коллагеновых волокон и соединительнотканных клеток, обусловливающих высокий уровень физико-механических свойств [23, 72]. Кровь убойных животных уникальный источник питательных и биологических активных веществ, в том числе высокоценного белка и органического железа. Фракции белков крови способны усваиваться, минуя пищеварительный тракт. Это создает условия для создания продуктов для питания и откорма в разнообразных технологических формах, включая профилактические и корректирующие воздействия [27, 54]. Она состоит из белков 16–19 %, воды 79–82 %, минеральных солей, ферментов, сахара, лецитина и других веществ. Кровь обладает способностью к пенообразованию и образованию эмульсий. Коэффициент переваримости крови составляет 94–96 %, т.е. она почти полностью усваивается организмом. Научно доказана целесообразность раздельной переработки фракций крови в виде плазмы и форменных элементов [26]. Плазма крови перерабатываемых сельскохозяйственных животных является ценным сырьем для производства пищевой, лечебной, кормовой и технической продукции. Это обусловлено ее химическим составом и, прежде всего свойствами Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 13 белков [15]. В мясной промышленности кровь и ее фракции традиционно применялись в составе рецептур при производстве кровяных колбас, зельцев, консервов. В настоящее время направления их использования широки и многочисленны. Рациональный и перспективный путь использования в кормопроизводстве является получение разнообразных эмульсий в совокупности с водой, жиром и белковыми изолятами [19]. Постановка производства высокоценных кормопродуктов позволит развить широкомасштабную индустрию и рынок отечественных кормов для животных с учетом физиологических потребностей [13, 22]. Переработка крови – это получения вторичного сырья для пищевых, технических и медицинских целей [69]. Существует классификация крови в зависимости от технологии переработки крови: – цельная – дословно, кровь целиком: жидкая часть с находящимися в ней белками (плазма) клетки крови (лейкоциты, эритроциты и др.); – осветленная – представляет собой однородную вязку жидкость светложелтого цвет, обесцвеченная химическими реагентами; – дефибрированная – освобождённая кровь in vitro от белка фибрина; – стабилизированная – обработанная пищевая кровь с целью предотвращения ее свертывания, на дальнейшую переработку; – плазма – это только жидкая часть крови, без клеток, которые отделяются специальным способом перед определением уровня глюкозы; – сыворотка – плазма крови, лишенная фибриногена; – форменные элементы представляют собой те составные части, из которых состоит кровь, основные ее тельца, тромбоциты, эритроциты и лейкоциты; – фибрин – высокомолекулярный, неглобулярный белок, образующийся из фибриногена плазмы крови под действием фермента тромбина; – в зависимости от назначения и продуктов ее переработки: – пищевые (светлый пищевой альбумин); – технические (темный альбумин); – специального назначения (гематоген). Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 14 Одним из направлений использования форменных элементов является применение их в качестве сырья для производства белковых гидролизатов, выпускаемых в виде коагулята или в высушенном виде [17]. Использование плазмы крови положительно влияет на цвет и консистенцию колбас, повышает биологическую ценность продукции. Наибольшее распространение получили плазма и сыворотка пищевой крови для производства различных видов продуктов питания. По содержанию белка 1 кг говядины соответствует 2,5 кг плазмы, а 1 кг свинины соответствует 1,8 кг плазмы. Исходя из содержания белка, 10 кг плазмы могут заменить 4 кг говядины и 5,6 кг свинины. Неорганические вещества крови находятся в виде минеральных соединений и органически связанной форме с белками. В таблице 1.1.2 приведен минеральный состав крови свиней. Однако количество сырья, которое может быть заменено плазмой крови, определяют не только на основании содержания в ней белка, но и сухих веществ. Для обеспечения баланса сухих веществ и белка при выработке вареных колбас I и II сортов используют 10 кг плазмы с уменьшением количества добавляемой воды соответственно на 8 и 7 кг [84]. Таблица 1.1.2 – Минеральный состав крови свиней Макроэлементы, Количество минераль- Макроэлементы, Количество минераль- г/100 г ных веществ в крови г/100 г ных веществ в крови Железо 290,0 Медь 0,1 Йод 1,0 Марганец 32,0 Фосфор 188,0 Натрий 26,0 Калий 3,55 Кальций 0,1 Широкое применение и использование альбумина в рецептурах различных мясопродуктов способствует более полному рациональному использованию мясного сырья, в том числе жиро-сырья и жирной свинины, а также позволяет достичь следующие цели [16, 38]: Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 15 – снижение калорийности; – улучшение функционально-технологических свойств мясного сырья (повышения значения рН, увеличения доли растворимого белка, влагосвязывающей, гелеобразующей способностей); – уменьшения термических потерь; – увеличения выхода готовой продукции. Ценность крови, получаемой при убое животных, обусловлена наличием в ней большого количества витаминов, гормонов и особенно белковых веществ, содержание которых в крови сопоставимо с таковым у мяса, что дает возможность использовать данное сырье в мясной промышленности при производстве кровяных колбас, паштетов. Количество ее может незначительно повыситься при принятии богатой белками пищи или при значительной потере воды организмом, когда концентрация ее в плазме увеличивается [26, 38]. В состав органических небелковых веществ крови входят азотистые и безазотистые экстрактивные вещества различного химического состава. Около 75 % общего количества небелковых органических веществ приходится на долю липидов при довольно высоком содержании лецитина [22]. В Таблице 1.1.3 представлен аминокислотный состав свиной крови [51]. Таблица 1.1.3 – Аминокислотный состав свиной крови свиней Аминокислотный Количество аминокис- Аминокислотный Количество аминокислот состав крови лот в крови, г/100 г состав крови в крови, г/100 г Лизин 0,74 Валин 0,21 Глицин 1,70 Триптофан 1,25 Гистидин 0,76 Треонин 0,87 Аргинин 1,09 Метионин 0,04 Аланин 1,40 Серин 0,66 Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 16 Продолжение таблицы 1.1.3 Аминокислотный Количество амино- Аминокислотный Количество аминокислот состав крови кислот в крови, г/100 г состав крови в крови, г/100 г Цистин 0,09 Пролин 1,25 Оксипролин 0,98 Изолейцин 0,09 Лейцин 0,93 Тирозин 0,29 На долю сухого вещества плазмы приходится 8–10 %. Из них 6,5–8,2 % составляют белки. В значительно меньшем количестве в крови содержатся небелковые азотистые соединения: полипептиды, аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, билирубин, индикан. Основная масса сухого остатка состоит из белков, содержание которых в плазме достигает 7–8 %. Выделение белков плазмы представляет собой довольно сложную задачу ввиду их высокой фракционности [36, 61]. Белки плазмы подразделяются на пять основных фракций: фибриноген, альбумин, α-глобулин, β-глобулин и γ-глобулин, отличающихся по своим физикохимическим свойствам и аминокислотному составу [60, 62]. Особенности свойств плазмы крови сельскохозяйственных животных обусловлены в первую очередь различным соотношением входящих в ее состав белков, среднее содержание которых приведено в таблице 1.1.4 [16]. Таблица 1.1.4 – Содержание белков в плазме свиней Белок Содержание в плазме, % Фибриноген 8,51 Альбумин 30,58 Глобулины 60,91 Помимо азотистых веществ в плазме крови имеется еще целых ряд безазотистых органических соединений: глюкоза, жиры, холестерин, и др., а также различные мине- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 17 ральные вещества, на долю которых приходится 1 % от сухого вещества плазмы. В плазме содержатся катионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+и анионы HPO4-, H2PO4- [24]. Биологическая ценность плазмы крови обусловлена тем, что белки, содержащиеся 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 способностью к гелеобразованию. Вышеупомянутые свойства белков плазмы крови с успехом используются в пищевой промышленности для получения структурированных белковых и желейных продуктов, мясных эмульсий, котлет, пельменей [38]. Установлено, что вкусовые характеристики продуктов с добавлением плазмы крови нисколько не уступают таковым, изготовленным по традиционной рецептуре. Плазма крови может выступать в качестве регулятора функциональных свойств низкосортного сырья, ингибитора окисления жиров, либо как заменитель 12 основного сырья [88, 96]. При высушивании плазмы крови получают светлый пищевой альбумин, который в кондитерской промышленности способен с успехом заменять яичный белок. Плазма крови убойных животных лежит в основе производства белковых лечебнопрофилактических 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 производить функциональные продукты питания, аналогичные по свойствам кисло-молочным и обладающие высокой биологической ценностью, безопасностью и хорошими качественными показателями [63]. Разработанная технология изготовления сухих фитоэкстрактов из плазмы крови животных применяется для получения функциональных напитков и при производстве сахаристых взбитых кондитерских изделий [101]. Многие ферменты локализуются внутри клеток, и в плазме крови их активность низка или вообще отсутствует. Именно поэтому, анализируя внеклеточные жидкости Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 18 (плазма, сыворотка) по активности определенных ферментов можно выявить изменения, происходящие внутри клеток различных органов и тканей организма. Другие ферменты постоянно содержатся в крови в известных количествах и имеют определенную функцию [46, 91]. В плазме крови содержатся различные ферменты. Одни из них необходимы в процессе свертывания крови. Другие расщепляют питательные вещества. Например, плазма содержит амилазу, действующую на углеводы, и липазу, расщепляющую жиры [26, 58]. Аминокислотный состав белков плазмы крови представлен в таблице 1.1.5 [21, 35]. Таблица 1.1.5 – Аминокислотный состав белков плазмы крови Аминокислота Фибриноген Альбумин Глобулин Валин 3,9 2,5 5,5 Лейцин 14,3 13,7 18,7 Изолейцин 5,0 2,9 1,0 Метионин 2,6 1,3 1,0 Триптофан 3,5 0,6 2,3 Треонин 7,9 6,5 8,4 Фенилаланин 7,0 6,2 3,8 Лизин 9,0 12,4 6,2 Концентрация любого фермента в тканях организма очень низкая, ее невозможно объективно определить существующими сегодня методами биохимического анализа, а поэтому в практике определяют не количество этого белка, а его активность, т.е. способность в определенное время выполнить катализ определенного количества субстрата [36, 38]. Таким образом, при анализе белкового состава крови убойных животных следует отметить, что кровь является ценным биологическим продуктом с уникальными полифункциональными свойствами и занимает особое место среди источников полноценного белка [91, 97]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 19 Основные белки плазмы крови – это сывороточные альбумины, глобулины, фибриноген являются полноценными, так как содержат весь комплекс незаменимых аминокислот. По данным показателям можно судить об уровне общего обмена веществ и окислительно-восстановительных процессов, что непосредственным образом отражается на продуктивности животных [42]. Исследованию показателей свиной крови различных пород в норме и под влиянием определенных факторов посвящено достаточно много работ [19, 33]. Л.С. Пожарская приводит следующий состав цельной свиной крови и ее компонентов (таблица 1.1.6) [88]. Таблица 1.1.6 – Содержание веществ в свиной крови и ее компонентах, % Показатель Эритроцитарная Цельная кровь Плазма крови Вода 79,056 91,761 62,561 Сухой остаток: 20,944 8,239 37,438 сахар 0,068 0,121 – холестерин 0,044 0,040 0,048 лецитин 0,230 0,142 0,345 жир 0,109 0,195 – Жирные кислоты 0,057 0,002 0,014 масса Анализ биохимических и морфологических свойств крови дали возможность сформировать существенные общебиологические выводы, одним из которых является полифункциональность клеток кровеносной системы [123]. Каждая функция определенной ткани в организме животных обусловлена совместной работой нескольких типов клеток, взаимодействием с плазмой крови, поэтому изменение морфологических и биохимических параметров крови под действием внешних факторов позволяет судить о степени их влияния на физиологическое состояние организма в целом [70]. С химической точки зрения кровь является коллоидным раствором, в котором помимо основной части белков присутствует также ряд других элементов: Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 20 углеводов, минеральных солей, жировых веществ, витаминов, ферментов, гормонов и других биологически активных веществ. Несмотря на относительное постоянство состава, кровь является все же достаточно лабильной системой, отражающей изменения, происходящие в организме в норме и при патологии [49, 106]. Технология первичной переработки сырья 1.2 Под технологией первичной переработки сырья понимается подготовка скота к убою, убой скота, сбор крови, обработка туш 1.2.1 Подготовка скота к убою Туша животного состоит из различных по морфологическому и химическому составу, пищевой ценности и направлению промышленного использования частей и органов [19]. Подготовка скота к убою на мясокомбинате начинается уже в процессе его приемки. Изменение окружающей обстановки, неадектватной той, в которой скот содержался в хозяйствах при откормке, приводит его в стрессовое состояние. Это в значительной степени изменяет физико-химические свойства мышечной ткани и величину pH, снижает водосвязывающую способность мяса. Из–за стрессового состояния животных, нельзя пользоваться электропогонялками или бить скот [15]. Угол наклона помостов или прогонов, по которым скот продвигается на убой, не должен превышать определенных значений, свет желательно направлять в сторону движения животных [7]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 21 На этапе предубойной выдержки скота, животных можно содержать в специальных стойлах, которые располагают непосредственно перед зоной убоя. Их площадь должна соответствовать примерно часовой производительности завода или цеха первичной переработки скота. Чтобы исключить перебои в поставке скота из откормочных предприятий, рекомендуется иметь цех предубойного содержания, мощность которого должна соответствовать мощности цеха первичной переработки [28, 49]. Животные на заводе первичной переработки скота должны быть под постоянным ветеринарным контролем, стойла перед каждой новой партией вычищают и дезинфицируют. Каждый бокс оснащается автоматическими поилками, которые значительно снижают расход воды [18, 24]. Первичная переработка животных включает убой животных и разделку туш. Она проводится в убойно-разделочном цехе боенского предприятия. Наряду с первичной переработкой проводится ветеринарно-санитарная экспертиза туш и других продуктов убоя [39]. 1.2.2 Убой скота Убой является первой технологической операцией первичной переработки животных, от тщательности выполнения которой зависят качество и стойкость мяса при хранении и дальнейшее использования [9, 53]. Различают два способа убоя животных на мясо: убой без оглушения и убой с предварительным оглушением [19]. Лучшим способом убоя принято считать такой способ убоя, который обеспечивает быстроту процесса, хорошее обескровливание туши и безопасность бойца. Убой не должен вызывать мучений животного [35, 77]. Убой без оглушения может быть ритуальным. Его проводят для мелкого рогатого скота в частных хозяйствах в восточных странах. Иногда в развитых странах используют бифштексный способ убоя [12]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 22 Он заключается в том, что животному в кровеносный сосуд вставляют канюлю и нагнетают воздух. Таким образом, мышцы и внутренние органы наполняются и пропитываются кровью. Для любителей такого мяса из него затем готовят натуральные бифштексы. Убой с предварительным оглушением имеет своей целью обезопасить рабочих, выполняющих убой, и вызвать у животного бессознательное состояние [60]. Убой крупных животных (крупный рогатый скот, свиньи, верблюды, яки и др.) включает две последовательные технологические операции: оглушение и обескровливание. Животных других видов убивают без оглушения. Оглушение крупных животных проводят в специально оборудованных боксах. Бокс установлен при входе в убойно-разделочный цех и представляет собой металлическую коробку, вмещающую одно или несколько животных. Длина бокса 240 см, ширина 65–90 см. Задняя и одна из боковых стенок бокса подъемные. При подъеме боковой стенки пол бокса принимает наклонное положение, благодаря чему упавшее при оглушении на пол бокса животное вываливается напол цеха. С помощью цепи, которую накладывают на задние конечности, животное поднимают на конвейер. Затем боковую стенку опускают вниз, пол бокса принимает горизонтальное положение и бокс снова готов для приема следующего животного [9, 30, 68]. На небольших бойнях и скотоубойных пунктах для фиксирования крупных животных при оглушении пользуются кольцом, укрепленным в полу убойного отделения. К кольцу привязывают животное за рога, чтобы в момент оглушения оно не отскочило назад. Для оглушения животных предложено несколько способов. Оглушение стилетом. Для оглушения этим способом зафиксированному животному наносят укол обоюдоострым ножом (стилетом) в отверстие между затылочной костью и атлантом. При этом нож (стилет) касается продолговатого мозга. От такого укола животное падает и теряет сознание. Этим способом оглушения не достигается хорошее обескровливание туши вследствие повреждения продолговатого мозга и быстрого наступления смерти животного. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 23 Оглушение молотом. Для оглушения пользуются деревянным молотом массой 2,5 кг, длина рукоятки которого 1 м. Зафиксированному животному наносят удар в лобную кость. При таком ударе наступает обездвиживание животного, сократительная способность мускулатуры [9, 30, 54]. Электрооглушение достигается пропусканием тока через организм животного, находящегося в замкнутой цепи. Сопровождается электронаркозом животного продолжительностью 3–5 мин [69]. Для электрооглушения крупного рогатого скота и лошадей применяют ток напряжением 120 В при силе тока 1,5 А или 200 В при силе тока 1 А. Продолжительность действия тока колеблется в пределах 7–30 с в зависимости от возраста, роста и физиологического состояния животного [89, 90]. Животных можно оглушать электротоком напряжением 220–240 В, подведенным к пластинкам пола бокса. Продолжительность оглушения для взрослого скота 10–15 с, молодняка 8–10 с. Оглушение проводят путем однократного наложения электростека на затылочную часть головы с прокалыванием шкуры на глубину не более 5 мм. Животное, находящееся в боксе, стоит передними конечностями на металлической пластинке, а задними – на резине [37]. В этом случае одним полюсом является металлическая пластинка бокса, а вторым – электростек. При этом животное попадает в замкнутую цепь. Электроток проходит через головной мозг, шею и передние конечности, в результате чего наступает электронаркоз и животное падает на пол бокса [36, 49]. Свиней оглушают электротоком повышенной частоты при помощи аппарата ФЭОС-У4 путем однократного наложения двухполюсного стека в области заушных ямок или висков. Напряжение тока 200–250 В, продолжительность воздействия 8–10 с., частота 2400 Гц. Электроток, проходя через головной мозг животного, вызывает электрооглушение. Свиней можно оглушать электротоком при помощи однорожкового стека путем однократного его наложения на затылочную часть головы. Вторым контактом служит пол, на котором животное находится [18, 27]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 24 Для обработки туши на разной высоте рекомендуется устанавливать пневматические подъемные платформы. В зависимости от мощности линии первичной переработки скота, параллельно основному конвейеру устанавливают конвейеры для обработки и ветсанэкспертизы голов и субпродуктов. Для удобства ветеринарного контроля, скорость движения этих конвейеров должна быть синхронной. Заканчивается зона нутровки рабочими местами для проведения сухой и мокрой зачистки, клеймения, взвешивания и транспортировки полутуш в холодильник [19, 34, 71]. 1.2.3 Сбор крови При сборе крови на технические цели рабочий вводит нож в месте соединения шеи с туловищем и поперечным поворотом ножа перерезает сплетение крупных кровеносных сосудов в области шеи [9, 37]. Кровь на пищевые и медицинские цели собирают с помощью полого ножа из нержавеющей стали. Полый нож вводят в шею животного с правой стороны трахеи и ведут его по направлению снизу вверх, пока он не войдет в правое предсердие. Кровь по шлангу стекает в сосуд, предназначенный для сбора крови. Когда обильное вытекание крови прекратится, полый нож извлекают из туши и дополнительно перерезают шейные кровеносные сосуды, чтобы вытекли остатки крови, используемой на технические цели [4, 19]. При сборе крови на пищевые и медицинские цели оборудование, инструменты и емкости должны быть всегда чистыми. Их необходимо мыть после каждого использования до полного удаления остатков крови, а затем дезинфицировать раствором антисептиков. После дезинфекции инвентарь следует ополоснуть горячей водой. В качестве антисептиков рекомендовано использовать раствор хлорной извести или хлорамина [21, 86]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 25 При горизонтальном обескровливании оглушенное животное укладывают на правый бок. Рабочий ножом делает продольный разрез кожи на шее по средней линии, начиная от грудной кости до нижней челюсти. Далее через разрез вводит нож в месте соединения шеи с туловищем по направлению к грудной кости и перерезает шейные вены и артерии. Вытекающую из раны кровь можно собирать в тазики. Обескровливание продолжается 8–10 мин. [21, 88]. На пищевые цели кровь собирают открытым и закрытым способами. В первом случае кровь, вытекающую из кровеносных сосудов, направляют в открытые резервуары (бидоны). Открытый способ отличается простотой, однако приводит к потерям и микробиальному загрязнению крови, что сокращает срок хранения [8]. Для сбора крови для пищевых целей закрытым способом используют установки В2-ФБУ-5 и В2-ФБУ-100, в которых процесс протекает под разрежением. Установки работают следующим образом: Рабочий извлекает из держателя полый нож, подключенный к первому сборнику крови. В нож поступает раствор стабилизатора крови [27]. Рабочий вводит нож в шею животного в место соединения её с туловищем, строго посередине в направлении снизу вверх, а затем поворачивает его параллельно линии спины, и кровь через полый нож и гибкий шланг поступает в первый кровесборник крови [34]. Через 25–30 с рабочий извлекает нож и вводит его в кровяное русло следующего животного. На конвейере установлен световой датчик, после сбора крови от десятой туши подается звуковой сигнал и на табло пульта загорается надпись «Сменить ножи». Рабочий устанавливает первый нож в держатель и извлекает из него второй. Через 3–4 с после установки первого ножа в держатель начинает поступать воздух, под его давлением кровь через систему трубопроводов и клапанов стекает в первый резервуар блока выдержки. После этого нож и кровесборник моются и дезинфицируются, а в это время кровь собирается от следующих десяти животных во второй кровесборник. Собранная кровь находится в резервуарах, и после поступления сигнала о пригодности на пищевые цели направляется на дальнейшую переработку. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 26 Освободившиеся резервуары блока выдержки моют. После изъятия пищевую кровь направляют на последующие стадии технологической обработки. Техническая кровь по желобу, установленному под линией обескровливания, поступает в емкости, а затем направляется на производство животных кормов или технической продукции [26, 54, 59]. Обескровливание проводится при движении туши на конвейере. Операцию обескровливания осуществляет рабочий, стоящий на площадке, которая расположена возле железобетонного поддона оборудованным двойным трапом для спуска технической крови и воды [74]. В случае сбора крови на пищевые цели рабочий вводит полый нож в аорту. Кровь через полую трубку ножа по шлангу поступает в приемник. На пищевые цели кровь собирают в течение 25–30 с [17]. После сбора крови на пищевые цели для полного обескровливания ножом перерезают крупные сосуды в шейной области, и кровь стекает в железобетонный поддон в течение 8–10 мин. При горизонтальном обескровливании оглушенное животное укладывают на правый бок, перевязывание пищевода необязательно [17, 35, 74]. После обескровливания отделяют путовые суставы, снимают шкуру с головы, предварительно отрезав уши у самого основания, и отделяют голову. Отделенную голову вешают за трахею рогами вперед на конвейер инспекции голов. С обеих сторон языка надрезают мышечную ткань, отделяют язык и выворачивают его наружу для ветеринарного осмотра. Более полное обескровливание способствует получению мяса высокого качества. При плохом обескровливании оставшаяся в кровеносной системе кровь способствует распространению микроорганизмов по всей массе мяса [6, 36]. Кровь является источником полноценных белковых веществ, макро и микроэлементов, что предопределяет целесообразность ее максимального использования для производства пищевых продуктов назначения, высокоценных кормов. Благодаря наличию растворимых белков кровь используют при производстве черного и светлого альбуминов, которые применяют в пищевой, текстильной промышленности [53, 71]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 27 Контроль за соблюдением условий и режимных параметров сбора и переработки крови проводят на всех этапах технологического процесса с соблюдением ветеринарно-санитарных правил [31]. Пищевую кровь собирают в течение 10–30 с. от КРС и 8–20 с. от свиней в закрытые системы с использованием специальных установок или с помощью полых ножей со шлангами в емкости [14]. При сборе крови, ее стабилизации следят за тем, чтобы в емкости не попадала вода, так как может произойти гемолиз крови который приводит к окрашиванию сыворотки или плазмы в красный цвет [37]. Допускается стабилизация крови с одновременным консервированием поваренной солью в количестве 2,5–3 %. При отсутствии стабилизаторов кровь дефибринирует. Фибрин по мере накопления передают на выработку пищевых или кормовых продуктов [26, 28]. Интервал времени между сбором крови и ее последующей обработкой должен быть максимально сокращен. Стабилизированную кровь и ее фракции перерабатывают по мере получения, но не позднее чем через 2 ч после сбора и хранения при 150 ᵒС [15]. Для получения плазмы или сыворотки и форменных элементов стабилизированную или дефибринированную кровь передают на сепарирование. Несоблюдение условий сепарирования может привести к гемолизу крови и как следствие к интенсивной окраске плазмы или сыворотки [17]. 1.2.4 Обработка туш Съемка шкуры процесс трудоемкий и составляет 30–40 % времени, затрачиваемого на переработку животных. Операции по съемке шкуры ведут очень тщательно и осторожно. От того, насколько хорошо снята шкура, зависит товарный Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 28 вид туши. При съемке шкуры нельзя касаться грязными руками поверхности туши, так как это ведет к быстрой порче мяса. При небрежной съемке образуются выхваты и прирези жира и мяса, что ухудшает товарный вид туши. Подрезы в шкуре снижают ее ценность как кожевенного сырья. Съемка шкур с туши включает забеловку и окончательную съемку, осуществляемую в основном с помощью механических средств [64, 91]. Площадь забеловки у крупного рогатого скота составляет 20–25 %, у свиней 35–40 % всей поверхности туши. Качество забеловки оказывает большое влияние на дальнейшую съемку шкуры. Забеловку туш крупного рогатого скота при вертикальном положении производят в следующей последовательности: отделяют уши, снимают шкуру, начиная с лобной части головы, затем со щеки, шеи, нижней челюсти, другой щеки и затылка. Голову отделяют и подвешивают на крючья. Снимают шкуру с задних конечностей и отделяют их, перерезав сухожилия и связки сустава за добавочными копытцами. Снимают шкуру с вымени (мошонки), паха и хвоста. Извлекают прямую кишку, разрезав ткани на глубину 10–2 см вокруг анального отверстия. Для съемки шкуры с живота и груди делают продольный разрез по белой линии туши до шеи, начиная от хвоста. Шкуру отделяют по всей длине разреза по обе стороны на 10–15 см с таким расчетом, чтобы нижние края боковой, лопаточно–плечевой и веерообразной мышц были обнажены на 4–6 см [36, 62]. Забеловку задних конечностей заканчивают съемкой шкуры на бедре и голяшках после предварительного ее разреза от анального отверстия до паха. Забеловку передней части туши начинают с передних конечностей и их отделения. Шкуру снимают с плече-лопаточной области на 5–7 см, боковой части груди и одной трети ширины шеи. Окончательную съемку шкуры осуществляют с помощью механических установок. При механической съемке шкур тушу фиксируют за передние конечности. Снятые шкуры направляют в шкуропосолочное отделение [19, 36, 57]. Для забеловки и снятия шкуры с туши свиньи делают подрез за ушами через затылочную кость и до основания нижней челюсти. Снимают шкуру с задних конечностей от скакательного сустава до лонного сращения. Затем вырезают прямую кишку и делают разрез шкуры вдоль лонного сращения и по белой линии Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 29 живота (у самок на 5 см от сосков с каждой стороны) до челушки грудной кости, после чего отделяют межсосковую часть. Затем производят забеловку голяшек, пахов, живота, частично груди и боков. При механической съемке шкуры тушу фиксируют за нижнюю челюсть [5, 51]. Шкуру, снятую с передних конечностей и шеи, захватывают петлей из цепи, второй конец которой присоединяют к крюку лебедки или механической установки. Во время съемки шкуры необходимо следить, чтобы не было выхватов шпика. При их образовании надо ножом тщательно отделить шпик от шкуры и затем продолжить съемку, прижимая шкуру к туше в месте образования срыва. Крупные прирези шпика снимают со шкуры вручную, а остальной жир с помощью мездровальных машин [69, 84]. Обработка свиных туш в шкуре. После обескровливания туши свиней подвергают шпарке при температуре 63–65 °С в течение 3–5 мин. Для этого туши опускают в чан, наполненный горячей водой. За температурой воды ведут строгий контроль. При шпарке верхний слой шкуры размягчается, после чего щетина легко выпадает из волосяной сумки [67, 82]. Шпарка считается законченной, если щетина с хребта и головы выдергивается без усилий. Щетину удаляют с помощью скребковой машины или вручную скребками. Для полного удаления щетины тушу опаливают газовыми горелками или паяльной лампой. Опалка придает туше хороший товарный вид и дезинфицирует ее. Поверхность опаленной туши должна иметь равномерный коричневый цвет. После опалки тушу обильно смачивают водой и дополнительно очищают тупыми скребками от сажи и остатков эпидермиса [32, 67]. Наиболее ценными для кожевенного производства являются спинная и частично боковая части шкуры свиньи. С этой целью практикуется переработка свиней со снятием крупона. Свиную тушу укладывают брюшной частью в чан с горячей водой (63–64 °С) на глубину 15–20 см на 3–5 мин, то есть до момента, когда щетина легко выдергивается рукой. После окончания шпарки щетину удаляют скребмашиной или вручную. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 30 Перед съемкой крупона на туше ножом разрезают шкуру по границе между ошпаренной и неошпаренной частями. После этого делают забеловку шейной части туши так, чтобы шкуру можно было захватить петлей из цепи и произвести ее съемку с помощью лебедки [15, 21, 54]. Извлечение внутренних органов. Внутренние органы необходимо удалить не позднее чем через 45 мин после обескровливания туши, так как кишечник животного содержит огромное количество разнообразной микрофлоры, быстро распространяющейся в окружающие ткани. Несвоевременное извлечение внутренних органов ведет к распаду тканей и накоплению ядовитых продуктов. Перед извлечением внутренних органов из туш крупного рогатого скота производят разрубку грудной кости по средней линии, не допуская повреждения желудочно-кишечного тракта. Затем разрубают лонное сращение тазовых костей, производят отделение прямой кишки от окружающей ткани, у самок отделяют вымя, у самцов - половые органы. Для извлечения внутренних органов разрезают брюшную стенку по белой линии живота, не допуская порезов и повреждений желудка и кишечника. Вначале удаляют сальник (жировые отложения) с желудка, извлекают желудок, кишечник, а затем, подрезав диафрагму, вынимают печень, сердце, легкие, пищевод, трахею и диафрагму, которые помещают на предварительно подготовленную чистую тару (тазы, противень и др.) [5, 36, 78]. У свиных туш головы отделяют в месте соединения затылочной кости с первым шейным позвонком так. Затем разрезают грудную кость ножом. У самцов отделяют половые органы, затем разрезают мышцы по белой линии до разреза грудной кости и извлекают желудок и кишечник. Надрезав края диафрагмы, извлекают внутренние органы из грудной полости [39]. Разделение туш на полтуши. После нутровки туши крупного рогатого скота и свиней делят на продольные полутуши. Туши разделяют вдоль позвоночника, слегка отступив в сторону от линии верхних остистых отростков. Туши свиней после разделения на полутуши оставляют естественно соединенными в шейной области. Зачистка туш ответственная операция, и правильность ее проведения оказывает определенное влияние на качество и выход мяса. В тушах крупного рога- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 31 того скота отделяют почки и окружающий их жир, срезают бахрому, очищают зарез от сгустков крови, обрезают диафрагму и отделяют хвост между 2–3 хвостовыми позвонками. После зачистки туши (полутуши) промывают чистой теплой водой (25–35 °С) с внутренней стороны, удаляют загрязнения кровью и содержимым желудочнокишечного тракта. С наружной стороны туши моют только при их загрязнении. В таких случаях тушу следует осушить, удалив воду, проведя тупой стороной ножа сверху вниз или чистым полотенцем. После зачистки и мойки туши (полутуши) подвергают товарной оценке, ветеринарно-санитарной экспертизе и клеймению. Клеймение мяса. На каждую тушу, полутушу или четвертину ставят клейма установленной формы, которые удостоверяют пригодность мяса в пищу и обозначают категорию упитанности. Для клеймения туш всех видов животных (кроме кроликов и птицы) используют клейма трех форм: круглой, квадратной и треугольной, а для свинины, кроме того, овальной и ромбовидной формы. Кроме клейм, для маркировки мяса животных различных видов применяют штампы, на которых буква М обозначает мясо молодняка крупного рогатого скота и мясо поросят [56, 73, 97]. 1.3 Использование пищевой крови Кровь и ее компоненты нашли широкое внедрение при производстве различного рода мясопродуктов. При этом в зависимости от фракционного состава сырья используется цельная кровь, плазма, сыворотка и эритроцитарная масса [27, 57]. Пищевая кровь (свиная) собранная только от здоровых животных при строгом соблюдении санитарно-гигиенических условий и признанная ветеринарным надзором пригодной используется для изготовления пищевых продуктов, медицинских препаратов, а так же на корм пушным зверям [13, 28]. Пищевую кровь (цельная, дефибрированная или стабилизированная), а также продукты ее переработки (сыворотка, плазма, форменные элементы, фибрин, Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 32 альбумин пищевой черный и альбумин пищевой светлый) выпускают в свежем, охлажденном, замороженном состоянии, альбумин в сухом виде. Допускается охлаждение или замораживание крови и ее фракций, предварительно консервированных поваренной солью [19]. Основной проблемой широкого применения цельной крови в пищевой промышленности является ее специфичный вкус и цвет, влияющие на органолептические показатели готового продукта [23]. В связи с этим целесообразно использовать эмульсии, в состав которых в различных соотношениях входят цельная кровь, жир, белковый препарат, обезжиренное молоко и вода. Объем таких эмульсий в мясопродуктах может составлять порядка 20– 40 % к массе основного сырья, что позволяет добиться повышения качественных показателей и структурно-механических свойств готового продукта [93]. При органолептической оценке крови и ее фракций применяют во внимание цвет, консистенцию, отсутствие постороннего или гнилостного запаха. По органолептическим показателям пищевая кровь и ее фракции должны соответствовать требованиям [13]. Массовая доля сухого остатка цельной, стабилизированной и дефибринированной крови должна быть не менее 15 %, для сыворотки фибрина и форменных элементов соответственно 7, 21 и 37 %. При консервировании крови, форменных элементов и сыворотки поваренной солью массовая доля сухих веществ увеличивается на 3 % [3,56]. Направления рациональной переработки и использования пищевой крови для производства мясопродуктов достаточно широки. Цельную кровь применяют при выработке кровяных колбас, зельцев, консервов и других мясопродуктов. В качестве сырья для производства кровяных колбас в основном используют низкосортное мясное сырье, кровь вареную или сырую в количестве 25–50 %, мясо свиных голов 25–30 %, субпродукты II категории, свиную шкурку, жилки (соединительную ткань), полученные при жиловке мяса в количестве 25–30%, крупу перловую, гречневую и другие 20–25 %, муку пшеничную или крахмал картофельный, бульон от варки коллагенсодержащего сырья и др. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 33 Цельную кровь или форменные элементы целесообразно использовать для улучшения окраски колбасных изделий и других мясопродуктов. Из форменных элементов готовят препарат гемоглобина разведением водой. В результате гемолиза препарат приобретает яркую окраску. Количество добавляемого препарата или цельной крови колеблется в пределах 0,3–1 % и зависит от других видов сырья, входящих в рецептуру. При использовании значительного количества говядины в рецептуре количество добавляемой крови или препарата уменьшают. Цельную кровь или форменные элементы используют для выработки консервов «Зельц красный», «Кровянка по-винницки», «Колбаса бронзовая» и др. Плазму крови используют для выработки паштетных консервов [19, 42, 56]. Кровь и форменные элементы используют для стабилизации цвета мясных изделий, изготовленных с белковыми добавками. Установлено, что для достижения приемлемой окраски оптимальное количество добавленной посоленной крови при производстве мясных консервов составляет 0,4 % массы продукта, а для мясных консервов, выработанных с использованием казеин. Из крови вырабатывают пищевые, технические, кормовые продукты и лечебные препараты. Из пищевых продуктов следует отметить пищевой альбумин светлый и темный; пищевую сыворотку и плазму. Плазма ввиду отсутствия вышеперечисленных недостатков цельной крови является более распространенным сырьем пищевой промышленности, содержащим такие фракции белков как альбумины, глобулины и фибриноген. Однако ввиду отсутствия гемоглобина в плазме крови содержится всего 6–9 % белка. Светлый пищевой альбумин можно применять для тех же целей, что сыворотку и плазму; темный используют для производства детского гематогена [87]. Из крови убойных животных вырабатывают сравнительно широкий ассортимент препаратов, используемых в медицинской практике: аминопептид, гидролизин Л-103, БК-8, гематоген жидкий, гематоген детский, кровь сухую, нормальную нативную сыворотку [17, 31]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 34 Установлено, что вкусовые характеристики продуктов с добавлением плазмы крови нисколько не уступают таковым, изготовленным по традиционной рецептуре. Плазма крови может выступать в качестве регулятора функциональных свойств низкосортного сырья, ингибитора окисления жиров, либо как заменитель 12 основного сырья. При высушивании плазмы крови получают светлый пищевой альбумин, который в кондитерской промышленности способен с успехом заменять яичный белок. Плазма крови убойных животных лежит в основе производства белковых лечебнопрофилактических продуктов питания, технология производства 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 производить функциональные продукты питания, аналогичные по свойствам кисло-молочным и обладающие высокой биологической ценностью, безопасностью и хорошими качественными показателями [63]. Технология изготовления сухих фитоэкстрактов из плазмы крови животных применяется для получения функциональных напитков и при производстве сахаристых взбитых кондитерских изделий [101]. Черный технический альбумин используют для приготовления клея в фанерной и мебельной промышленности. Преимуществом клея из альбумина является его высокая водоупорноть. Наиболее ценным кормовым продуктом является кровяная мука, поскольку она содержит наибольшее количество полноценных белков с невысоким коэффициентом переваримости. Использование крови для производства пищевых продуктов ограничено тем, что она придает продуктам темный цвет при добавлении в небольших количествах. В связи с этим кровь обесцвечивают. Обесцвечивание крови проводят несколькими методами. Биологические методы основаны на удалении гема из молекулы гемоглобина. Один из них предусматривает отделение гема в кислой среде в присутствии ацетона, причем выделяемый гемоглобин обладает эмульгирующей способностью. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 35 Однако реализация этого способа связана с определенными трудностями и требует значительных затрат. К химическим методам обесцвечивания цельной крови относятся также пероксидно-каталазный способ, при котором цвет изменятся от красного до желтого. Гемолиз эритроцитов происходит при добавлении воды и нагревании смеси до 70 °С в присутствии пероксида водорода. На заключительном этапе реакции для разрушения пероксида водорода вводят фермент [21, 43, 78]. Осветленные кровь и форменные элементы в сухом, жидком и замороженном виде применяют совместно с соевым белком или казеинатом натрия. При этом 1 часть соевого изолированного белка или казеината натрия, 1 часть сухих осветленных крови и форменных элементов и 8 частей воды заменяют 10 частей жилованного говяжьего, бараньего, свиного и конского мяса, а 7 частей жидких или замороженных осветленных крови и форменных элементов, 1 часть соевого изолированного белка или казеината натрия и 2 части воды используют взамен 10 частей жилованного говяжьего, бараньего, свиного и конского мяса [14, 43]. Из методов осветления крови без использования химических реагентов заслуживает внимания тонкое эмульгирование крови в белково-жировой среде в присутствии молочных или растительных белков с помощью звуковых гидродинамических преобразователей. В процессе обработки компоненты эмульсии и перераспределяются, в результате чего образуется прочный липопротеиновый комплекс, окруженный оболочкой, блокирующей цвет крови. Цвет получаемой эмульсии зависит от дисперсности системы и соотношения компонентов: чем больше дисперсность системы, тем светлее кровь. Наибольшее распространение получили плазма и сыворотка пищевой крови для производства различных видов продуктов питания. По содержанию белка 1 кг говядины соответствует 2,5 кг плазмы, а 1 кг свинины 1,8 кг плазмы. Исходя из содержания белка, 10 кг плазмы могут заменить 4 кг говядины и 5,6 кг свинины. Однако количество сырья, которое может быть заменено плазмой крови, определяют не только на основании содержания в ней белка, но и сухих веществ. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 36 Для обеспечения баланса сухих веществ и белка при выработке вареных колбас I и II сортов используют 10 кг плазмы с уменьшением количества добавляемой воды соответственно на 8 и 7 кг. При указанных соотношениях плазмы и заменяемой воды в колбасе обеспечивается содержание сухих веществ эквивалентно его содержанию в колбасных изделиях без замены сырья [19, 53]. Использование плазмы крови положительно влияет на цвет и консистенцию колбас, повышает биологическую ценность продукции. Сыворотка, так же как и плазма крови применяется при производстве большего вида вышеперечисленных продуктов (добавка в вареные колбасы, рубленые полуфабрикаты, диетические продукты и ливерные колбасы вместо мясного сырья), однако она характеризуется меньшей биологической ценностью, что обусловлено отсутствием в ней фибриногена, являющимся белком с наиболее благоприятным соотношением аминокислот [88]. Кровь убойных животных легла в основу производства многих видов лекарственных препаратов: альбумин, протеин, гематоген, выпускаемый в сухом и жидком виде, фибриноген, фибринные пленки, активированный уголь, пептон [27, 88]. В фармакологии может быть использована как цельная кровь, так и ее компоненты. Эритроцитарная масса может быть получена путем центрифугирования или отстаивания в течение 48 часов с последующим обезвоживанием. После регидратации она может быть использована для внутривенного введения при анемических состояниях. Тромбоциты, выделенные из крови центрифугированием, в высушенном состоянии могут храниться несколько лет, при том, что в замороженном 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]. Альбумин также используется при производстве танальбина обладающего Изм. Лист вяжущими № докум. свойствами Подпись Дата и применяемого при АТО 00 00 000 ПЗ препарата, заболеваниях Лист 37 желудочно-кишечного тракта. Для этого в концентрированный раствор танина вносится светлый альбумин, либо сыворотка, образующийся раствор автоклавируют, фильтруют и обезвоживают при температуре 100 °С. Полученный препарат в отличие от чистого танина не обладает побочными действиями. Кроме того на основе альбумина производят железистый альбуминат, применяемый при анемии, хлорозе, в период выздоровления [51, 84, 95]. Кровь животных может применяться для производства активированного угля, являющегося крайне распространенным лекарственным препаратом. Активированный уголь обладает высокой адсорбционной способностью, в медицинской 16 практике данный продукт широко применяется при различного рода интоксикациях, отравлениях, ожоговых ранах и т.д. Процесс получения активированного угля является достаточной сложной последовательностью технологических операций [43]. Кровь убойных животных нашла применение в производстве ряда препаратов для парентерального питания, к числу которых относится гидролизин и фибриносол. В основу производства первого продукта лежит кислотный гидролиз белков форменных элементов крови крупного рогатого скота. Фибриносол получают 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]. При производстве пищевых и лекарственных продуктов на основе форменных элементов крови неотъемлемой технологической операцией является разрушение клеточных оболочек эритроцитов с выделением из них гемоглобина в окружающую среду. Это является важным процессом с биологической точки зрения, поскольку клеточные оболочки эритроцитов плохо поддаются воздействию со стороны пищеварительных ферментов, что снижает пищевую ценность производимого продукта. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 38 1.4 Выделение белков из крови убойных животных С химической точки зрения кровь является жидкостью, богатой белками, причем белки находятся не только в растворенном виде в кровяной сыворотке, но и в виде гемоглобина, сложного белкового вещества, составляющего основную массу эритроцитов. В этом-то и заключается ценность крови, как сырья для целого ряда пищевых и технических целей [18, 19, 26]. Кровь убойных селтскохозяйственных животных состоит из белков 16–19 %, воды 79–82 %, минеральных солей, ферментов, сахара, лецитина и других веществ. Кровь обладает способностью к пенообразованию и образованию эмульсий. Она почти полностью усваивается организмом. Научно и экспериментально доказана целесообразность раздельной переработки фракций крови в виде плазмы и форменных элементов [29, 30]. Плазма крови перерабатываемых сельскохозяйственных животных ценное сырье для производства пищевой, лечебной, кормовой и технической продукции. Это обусловлено ее химическим составом и, прежде всего свойствами белков. В мясной промышленности кровь и ее фракции традиционно применялись в составе рецептур при производстве кровяных колбас, зельцев, консервов. В настоящее многочисленны. время направления Рациональный и их использования перспективный путь широки и использования в кормопроизводстве получение разнообразных эмульсий в совокупности с водой, жиром и белковыми изолятами. Постановка производства высокоценных кормопродуктов позволит развить широкомасштабную индустрию и рынок отечественных кормов для животных с учетом физиологических потребностей [7]. Пластинчатые теплообменники относятся к мясной промышленности и технологии утилизации отходов скотобоен, а именно к технологии переработки крови сельскохозяйственных животных и получению из нее железосодержащих и белковых основ. Изобретение может найти применение при получении пищевых Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 39 и лечебно-профилактических продуктов и препаратов из крови сельскохозяйственных животных на предприятиях, занимающихся комплексной переработкой крови убойных животных, а также на скотобойнях и мясоперерабатывающих предприятиях. Кровь сельскохозяйственных животных является скоропортящимся сырьем, которое требует своевременной переработки. Собранную кровь перерабатывают для различных целей: получают кровяные порошки для кормовой промышленности, плазму и пищевые красители используют в производстве колбасных изделий, получают лечебно-профилактические препараты на основе гемового железа и белковые препараты для обогащения ими различных продуктов [14, 19, 35]. В основе получения всех продуктов из крови сельскохозяйственных животных лежат одни и те же процессы, качество проведения которых зависит от аппаратурного оформления технологий переработки крови. Существующие потребности в функциональных продуктах питания и лечебно-профилактических препаратах позволяют создавать производственные предприятия, ориентированные на комплексную переработку крови сельскохозяйственных животных. Такие предприятия готовы производить ценные продукты из крови для кормовых, пищевых и медицинских целей. Однако производители сталкиваются с рядом трудностей, главная из которых отсутствие недорогих и нетрудоемких способов и устройств, позволяющих быстро производить первичную комплексную переработку крови сельскохозяйственных животных. При этом из крови при первичной обработке можно получать стабилизированную кровь, фибриноген, сыворотку, плазму и гемоглобинсодержащую массу. Известен способ комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных для получения биологически активного вещества с противоанемическими свойствами на основе гемоглобина, включающий большое количество сложных и трудоемких операций. Способ позволяет перерабатывать кровь, исходное состояние которой может быть как жидким, так и в виде сгустков крови. Конечный готовый продукт Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 40 является гемоглобин высокой степени чистоты. Данный способ имеет сложное аппаратурное оформление и позволяет получать только гемоглобин, поэтому этот способ не выгоден для предприятий, занимающихся комплексной переработкой крови [7]. При производстве биологически активных веществ из белоксодержащего сырья наиболее важным является его глубокая переработка, предусматривающая расщепление белковых молекул до составляющих мономеров. Перспективным в этом отношении является гидролиз белкового сырья с целью производства белковых гидролизатов продуктов, содержащих ценные биологически активные соединения: полипептиды и свободные аминокислоты. В качестве сырья для производства белковых гидролизатов могут быть использованы любые полноценные по аминокислотному составу природные белки, источниками которых являются кровь и ее составные компоненты; ткани и органы животных и растений; отходы молочной и пищевой промышленности; ветеринарные конфискаты; пищевые и малоценные в пищевом отношении продукты, получаемые при переработке различных видов животных, птицы, рыбы; отходы производства мясокомбинатов и клеевых заводов и др. При получении белковых гидролизатов для медицинских и ветеринарных целей служат, в основном, белки животного происхождения: крови, мышечной ткани и внутренних органов, белковые оболочки, а также белки молочной сыворотки. Проблема гидролиза белков и ее практическая реализация с давних пор привлекают внимание исследователей. На основе гидролиза белков получают различные препараты, широко применяемые в практике: как кровезаменители и для парентерального питания в медицине; для компенсации белкового дефицита, повышения резистентности и улучшения развития молодняка животных в ветеринарии; как источник аминокислот и пептидов для бактериальных и культуральных питательных сред в биотехнологии; в пищевой промышленности, парфюмерии. Качество и свойства белковых гидролизатов, предназначенных для различного применения, обусловлены исходным сырьем, способом гидролиза и последующей обработкой полученного продукта [8, 19]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 41 Варьирование способов получения белковых гидролизатов позволяет получать продукты с заданными свойствами. В зависимости от содержания аминокислот и наличия полипептидов в диапазоне соответствующей молекулярной массы может быть определена область наиболее эффективного использования гидролизатов. К белковым гидролизатам, получаемым для различных целей, предъявляются разные требования, зависящие в первую очередь от состава гидролизата. Так, в медицине желательно применение гидролизатов, содержащих 15 % свободных аминокислот; в ветеринарной практике для повышения естественной резистентности молодняка преимущественным является содержание в гидролизатах пептидов (80 %); для пищевых целей важными являются органолептические свойства получаемых продуктов. Но основным требованием при использовании белковых гидролизатов в различных областях является сбалансированность по аминокислотному составу [9, 15]. Гидролиз белка можно осуществить тремя путями: действием щелочей, кислот и протеолитических ферментов. При щелочном гидролизе белков образуются остатки лантионина и лизиноаланина, которые являются токсичными для организма человека и животных. При таком гидролизе разрушаются аргинин, лизин и цистин, поэтому для получения гидролизатов его практически не используют. Кислотный гидролиз белка является широко распространенным способом. Чаще всего белок гидролизуют серной или соляной кислотой. При кислотном гидролизе достигается большая глубина расщепления белка и исключается возможность бактериального загрязнения гидролизата. Это особенно важно в медицине, где гидролизаты применяются, в основном, парентерально и необходимо исключить анафилактогенность, пирогенность и другие нежелательные применяются кислотные последствия. гидролизаты: В медицинской аминокровин, практике широко гидролизин Л-103, ЦОЛИПК, инфузамин, геммос и другие [17, 36]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 42 Недостатком кислотного гидролиза является полное разрушение триптофана, частичное оксиаминокислот (серина и треонина), дезаминирование амидных связей аспарагина и глутамина с образованием аммиачного азота, разрушение витаминов, а также образование гуминовых веществ, отделение которых затруднительно. Во избежание разрушения лабильных аминокислот в процессе получения кислотных гидролизатов, некоторые исследователи использовали мягкие режимы гидролиза в атмосфере инертного газа, а также добавляли к реакционной смеси антиоксиданты, тиоспирты или производные индола. Кислотный и щелочной гидролиз имеют, кроме указанных, еще существенные ограничения, связанные с реактивностью среды, что приводит к быстрой коррозии оборудования и вызывает необходимость соблюдения жестких требований техники безопасности для операторов. Таким образом, технология кислотного гидролиза достаточно трудоемка и требует использования сложной аппаратуры и дополнительных этапов очистки получаемых препаратов [32, 33]. Проведены исследования по разработке электрохимической ферментативной технологии получения гидролизатов. Использование этой технологии позволяет исключить из процесса применение кислот и щелочей, рН среды обеспечивается в результате электролиза обрабатываемой среды, содержащей незначительное количество соли. Это, в свою очередь, позволяет автоматизировать процесс и обеспечить более тонкий и оперативный контроль технологических параметров. Как известно, в организме белок под действием пищеварительных ферментов расщепляется до пептидов и аминокислот. Аналогичное расщепление можно провести и вне организма. Для этого к белковому веществу (субстрату) добавляют ткань поджелудочной железы, слизистую оболочку желудка или кишечника, чистые ферменты Изм. Лист (пепсин, № докум. трипсин, Подпись Дата химотрипсин) или ферментные АТО 00 00 000 ПЗ препараты Лист 43 микробного синтеза. Такой способ расщепления белка называется ферментативным, а полученный гидролизат ферментативным гидролизатом. Ферментативный способ гидролиза является более предпочтительным, по сравнению с химическими методами, т. к. проводится в "мягких" условиях (при температуре 30–50 ᵒС и атмосферном давлении). Преимуществом ферментативного гидролиза является то обстоятельство, что во время его проведения аминокислоты практически не разрушаются и не вступают в дополнительные реакции (рацемизация и другие). При этом образуется сложная смесь продуктов распада белков с различной молекулярной массой, соотношение которых зависит от свойств применяемого фермента, используемого сырья и условий проведения процесса. Полученные гидролизаты содержат 10–15 % общего азота и 2,0–4,0 % аминного азота. Технология его проведения относительно проста. Таким образом, по сравнению с химическими технологиями ферментативный способ получения гидролизатов обладает существенными достоинствами, главными из которых являются: доступность и простота проведения.[10] 1.5 Заключение по обзору литературы Проведенный обзор литературных данных позволяет сделать вывод о том, что в мире стоит проблема использования вторичного сырья сельскохозяйственных предприятий, в частности переработка крови. Основными продуктами переработки крови, используемых для технических целей, являются черный и светлый альбумин, сухой фибрин. Использование говяжьей и свиной крови в пищевых целях позволяет значительно обогатить изготавливаемые на предприятиях продукты питания незаменимыми аминокислотами и снизить ее себестоимость, а также способствует усвоению человеком и животными других питательных веществ Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 44 Плазма крови легко структурируется и богата полноценными белками. Сочетание перечисленных свойств позволяет использовать плазму крови для изготовления сокосодержащих белковых напитков, функциональных коктейлей и сброженных продуктов. Регулярное употребление таких функциональных напитков предотвращает развитие белкового дефицита, что способствует поддержанию и укреплению здоровья. В связи с этим в России и многих других странах мира отмечается рост производства напитков, содержащих плазму крови. В этой связи разработка новых технических решений для получения из плазмы свиной крови гидролизата белка является актуальной и важной научнотехнической задачей. Проанализировав литературные данные, можно судить, что известные многочисленные исследования носят, в основном, прикладной характер и очень разрознены. На сегодняшний день практически отсутствуют систематизирующие и обобщающие исследования по разработке гидролизатов белка плазмы крови в России,что делает актуальной задачу разработки экспертного метода оценки эффективности различных гидролизатов белка на основе плазмы крови для переработки вторичного сырья. Целью дипломной работы являлось исследование и разработка получения гидролизата белка из крови убойных сельскохозяйственных животных. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 45 ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ В настоящей главе рассмотрены вопросы, касающиеся организации выполнения работы, объектов и методов исследования. Представлены результаты собственных исследований и их обсуждение. 2.1 Организация проведения экспериментальных исследований Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедре «Бионанотехнология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)». Общая схема исследований представлена на рисунке 2.1. Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов. На первом этапе для формулировки цели и задач собственных исследований проводили анализ доступной отечественной и зарубежной литературы. На втором этапе изучили состав и свойства цельной крови и плазмы крови убойных сельскохозяйственных животных (свиньи). На третьем этапе исследовали и подобрали оптимальные параметры гидролиза плазмы крови сельскохозяйственных животных, на примере, плазмы крови свиньи. Провели исследования цельной крови, плазмы, по показателям: степень гидролиза, массовой доли белка, общего азота, аминного азота при проведении ферментативного гидролиза. На четвертом этапе провели исследования полученных белковых гидролизатов плазмы крови свиньи. Определили пенообразующую способность, массовая доля белка. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 46 Исследование и разработка технологии получения гидролизата белков крови убойных сельскохозяйственных животных Анализ отечественных и зарубежных литературных данных, формулировка цели и задач собственных исследований Изучение химического состава и свойств крови и плазмы сельскохозяйственных животных -органолептический показатели -теплофизический свойства -физико-химические свойства -функциональнотехнологические свойства Исследование параметров гидролиза плазмы крови сельскохозяйственных животных Исследование свойств гид- - температура - продолжительность - соотношения фермент:субстрат - степень гидролиза - массовая доля аминного азот -массовая доля белка ролизата белков плазмы -пенообразующая способность свиной крови -фракционный состав гидролизатов белков плазмы Практическая реализация результатов исследований Рисунок 2.1 – Общая схема исследований Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 47 На заключительном этапе разрабатывали технологию получения белковых гидролизатов из плазмы крови убойных сельскохозяйственных животных. 2.2 Объекты исследований – цельная кровь свиней, полученная в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01; – натрий лимоннокислый трехзамещенный 5,5-водный пищевой (цитрат натрия) по ГОСТ 31227-2004; – вода питьевая по ГОСТ 2874-82; – вспомогательное сырье и материалы, отвечающие требованиям действующей документации или получаемые по импорту и разрешенные к применению в пищевой промышленности. 2.3 Методы исследований При выполнении дипломной работы использовали стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований, к которым можно отнести физико-химические, биохимические, органолептические и другие [81, 82]. Органолептические свойства исследуемых образцов определяли в следующей последовательности: – внешний вид: охарактеризовали впечатление с помощью зрения (наличие сгустков и посторонних примесей, однородность вещества, характер поверхности; – цвет; – запах: наличие или отсутствие гнилостных и посторонних запахов; – консистенция: наличие твердых частиц, однородность, вязкость. Теплофизические свойства свиной крови находили расчетным путем. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 48 Удельная теплоемкость свиной крови определялась по правилу аддитивности в соответствие со следующей формулой 2.3.1: ∑nk=1 ( Ck ·Xk ) (2.3.1) Сk – теплоемкость компонента, кДж/(кг∙К), где Хk – массовая доля компонента. Удельная теплоемкость компонентов: для воды – 4,19 кДж/(кг∙К), для белка – 1,256 кДж/(кг∙К), для жира – 2,512 кДж/(кг∙К) [15]. Удельную теплоемкость прочих компонентов приняли равной 1,12 кДж/(кг∙К). Поскольку свиная кровь является изотропной, а коэффициенты теплопроводности отдельных компонентов являются величинами одного порядка, то для расчета коэффициента теплопроводности всего продукта был также применен метод аддитивности. Данную характеристику рассчитывали по формуле 2.3.2 Лихтнекера [21]: λэф V= ∑nk=1 λk Vk , (2.3.2) λэф – эффективный коэффициент теплопроводности продукта, Вт/(м∙К), где λk – коэффициент теплопроводности компонента: 0,597 Вт/(м∙К) – для воды; 0,042 Вт/(м∙К) – для белка, 0,17 Вт/(м∙К) – для жира [15], 0,035 Вт/(м∙К). Vk – объем, занимаемый компонентом, V – полный объем продукта. Коэффициент температуропроводности определяли по общеизвестной формуле 2.3.3: α= где Изм. Лист λ , (2.3.3) ср р λ – коэффициент теплопроводности продукта, Вт/(м⋅К), № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 49 Ср – изобарная удельная теплоемкость, кДж/(кг⋅К), ρ – плотность продукта, кг/м3 . Физико-химические свойства Активную кислотность определяли по активности ионов водорода с помощью потенциометрического анализатора. Для этого в химический стакан с анализируемым образцом опускали электрод. При этом электроды анализатора не касались стенок и дна стакана. Через 10 с. снимали показания по шкале прибора. Удельный вес определяли с помощью набора погружных ареометров, соответствующих ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия». Содержание белка определяли на анализаторе общего азота «RAPID N ELEMENTAR», работающего по методу Дюма сжигания пробы с регистрацией общего азота на детекторе теплопроводности. Метод Дюма – это метод определения азота в органических соединениях. Навеску анализируемого вещества сжигают в кварцевой трубке в атмосфере СО2 в присутвии СuО и металлической меди. Объем выделившегося азота измеряют в азотометре (градуировочном сосуде), после чего рассчитывают содержание азота в анализируемом образце. Образую- щиеся наряду с азотом СО, СО2 , О2 Н2 О, оксиды азота и др. связываются в трубке (медью или ее оксидом) или поглощаются водным раствором щелочи, которым заполнен азотометр. Разработаны различные модификации этого метода. Например, анализируемое вещество сжигают в вакууме, продукты поступают в слой твердого (MgClO4 ) , затем в раствор щелочи и измерительный сосуд (эвдиометр) для уста2 новления объема выделившегося N2 . Иногда к навеске вещества добавляют раз- личные окислители которые способствуют более полному и быстрому разложе- нию вещества. Для определения объема N2 . применяют инструментальные мето- ды, в том числе газовую хроматографию. Существуют полуавтоматические приборы-анализаторы, позволяющие определять содержание азота одновременно с содержанием углерода и водорода. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 50 За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Содержание общего белка рассчитывали умножением общего азота на пересчетный коэффициент для белков, составляющий 6,25. Для определения функционально-технологических свойств отбираются пробы цельной крови после распылительной сушки и плазмы крови после сублимационной сушки для определения водородного показателя рН, водопоглощающей способности. Влагу определяют высушиванием навески 2–3 г при 100–150 °С до постоянного показателя высушенной массы. По снижению массы при высушивании определяют содержание влаги. Полученный результат округляют, показатели до 0,5 не учитывают, а более 0,5 повышают до единицы. Вязкость крови. Определяется по отношению к вязкости воды. Определение молекулярно-массового распределения методом электрофореза в полиакриламидном геле. Электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ) – метод молекулярной биологии и биохимии, используемый для разделения белков и нуклеиновых кислот, основанный на движении заряженных биологических макромолекул в постоянном электрическом поле. Разделение в полиакриламидном геле происходит за счет различий заряда разделяемых молекул и отличий молекулярных масс, а также конфигурации молекул. Разделяют неденатурирующий, или нативный, ПААГ–электрофорез (при котором разделяемые биологические макромолекулы в процессе электрофореза остаются в нативном состоянии) и денатурирующий ПААГ – электрофорез. Молекулярно-массовое распределение белков и пептидов в крови оценивали электрофоретическим способом в полиакриламидном геле (ПААГ) методом Лэмли [23]. Для этого подготавливали пластинки для полимеризации ПААГ, а резервуары камеры для электрофореза заполняли электродным буферным раствором (0,066 M Трис, 0,19 M глицин, 0,1 % ДСН). В каждую лунку образовавшегося геля вносили анализируемый, предварительно подготовленный образец. Подготовка проб заключалась в следующем. В пробирки типа эпиндорф вносили 4 мкл белка, 12 мкл буфера для образцов. После чего образец перемешивали на вортоксе и Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 51 кипятили 5 мин. Затем включали прибор и наблюдали за разделением белков. Электрофорез проводили при силе тока 50±0,1 мА и 75±0,2 мА. После проведения электрофоретического исследования гель промывали и окрашивали тремя реагентами: фиксирующим раствором (10 мин при 80±2 °С), раствором для «отмывки» (10 мин при 80±2 °С) и окрашивающим раствором (10 мин при 80±2 °С). На последней стадии проводили обесцвечивание. Далее фотографировали и обрабатывали полученные результаты. Определение аминного азота формольным титрованием по упрощенному методу Зеренсена-Гаврилова. Основан на блокировании формальдегидом при рН=7,0 свободных аминогрупп и титровании щелочью эквивалентного количества карбоксильных групп. Начало и конец титрования определяют потенциометрически. Степень гидролиза определяли как отношения количества амминого азота к количеству общего азота. Проводили подбор оптимальных параметров для ферментативный гидролиз Сырье (кровь и плазму разбавляли дистиллированной водой в соотношении 1:10), затем проводили гидролиз, который проходил в два этапа. На первом добавляли цитрат натрия, этиловый спирт в количестве 1–0,5 % каждого от массы сырья, при температуре 30 ºС в течение 2 часов. На второй стадии добавляли протеолетический фермент-панкреатин. Панкреатин является одним из самых сильных препаратов, содержащих пищеварительные ферменты. Активность 1 мг сухого панкреатина колеблется в пределах 15–45 ед. Ферментативный гидролиз проводили варьируя фермент:субстратном соотношением. Проводили, варьируя температурой в течение 2, 4, 6 ч. Преимуществом ферментативного гидролиза является то обстоятельство, что во время его проведения аминокислоты практически не разрушаются и не вступают в дополнительные реакции. При этом образуется сложная смесь продуктов распада белков с различной молекулярной массой, соотношение которых зависит от свойств применяемо- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 52 го фермента, используемого сырья и условий проведения процесса. Технология его проведения относительно проста. Таким образом, по сравнению с химическими технологиями ферментативный способ получения гидролизатов обладает существенными достоинствами, главными из которых являются: доступность и простота проведения. Пенообразующую способность определяют методом взбивания. Охлажденную до 0–4 °С плазму крови убойных животных взбивают миксером при скорости вращения рабочего органа 12000 об/мин в течение 300 с. В полученных образцах исследовали кратность пены, устойчивость во времени, дисперсность. Кратность пены определяли отношением объема пены к объему раствора; таким образом, эта характеристика показывает, сколько объемов пены можно получить из одного объема жидкости. При проведении собственно сублимационной сушки для получения высококачественного продукта необходимо удалить 75–90 % влаги при отрицательной температуре в центральной зоне продукта. Оставшаяся часть наиболее прочно связанной влаги удаляется при положительных температурах. Допустимый уровень температуры продукта в период сублимации и удаления остаточной влаги определяется его свойствами и продолжительностью процесса сушки. Температура продуктов животного происхождения в период сублимации влаги не должна быть выше 15−20 °С. Длительность этого периода сушки составляет 50–60 % полного времени сушки, а количество удаляемой влаги 40–50 %. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 53 2.4 Результаты собственных исследований В данном разделе представлены результаты изучения свойств плазмы и свиной крови, а также получения гидролизатов белка плазмы. 2.4.1 Изучение химического состава и свойств крови и плазмы убойных сельскохозяйственных животных Свиная кровь отбиралась в соответствии с нормами СанПИН 2.3.2.1078-01 «Продовольственное сырье и пищевые продукты Органолептические показатели свиной крови и плазмы крови представлены в таблице 2.4.1.1 Таблица 2.4.1.1 - Органолептические характеристики свиной крови Объект Цвет Консистенция Жидкая, однородная, Кровь Темно-красный без сгустков, слегка вспенивается при взбалтывании Плазма Соломенно-желтый Вязкая, однородная, без сгустков Запах Ярко-выраженный специфический, без постороннего или гнилостного запаха Нейтральный, свойственный продуктам переработки пищевой плазмы крови В результате исследования органолептических показателей крови и плазмы выявили значительные отличия, которые дают преимущества для дальнейшего получения гидролизатов и определения его свойств. Значительным отличием крови и плазмы является цвет. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 54 Кровь имеет темно-красный цвет благодаря наличию в ней гемоглобина из эритроцитов. Плазма же имеет соломенно-желтоватый оттенок. Использование крови для производства пищевых продуктов ограничено тем, что она придает продуктам темный цвет при добавлении в небольших количествах. Теплофизические свойства представляют собой комплекс физических величин, определяющих характер и скорость протекания процессов охлаждения и нагревания в продукте. К данным свойствам относят теплоемкость, теплопроводность, температуру плавления и замерзания. В таблице 2.4.1.2 приведены результаты определения некоторых теплофизических характеристик свиной крови. Таблица 2.4.1.2– Теплофизические свойства свиной крови Объект Удельная теплоекость, Коэффициент тепло- Коэффициент темпера- исследования кДж/(кг·град) проводности, Вт/(м·К) Кровь 3,80±3,61 0,68±0,03 туропроводности, м𝟐𝟐 /с Плазма 3,77±3,74 0,89±0,04 0,87±0,04 0,84±0,04 Результаты исследований теплофизических характеристик крови сельскохозяйственных животных достоверно соотносятся с ее составом, т. е. подтверждают высокое содержание влаги. Также можно отметить систематические отличия в значениях теплофизических характеристик кровии плазмы. Теплофизические свойства определялись расчетным путем. Для крови свиньи удельная теплоемкость (3,801±3,6 кДж/(кг·град) показала наиболее высокий показатель, чем у плазмы крови свиньи. Коэффициент теплопроводности у плазмы свиной крови (0,89±0,04 Вт/(м·К) превышает значения полученные у крови. Коэффициент температуропроводности у плазмы (0,87±0,04 м𝟐𝟐 /с) выше, но не значительно. Физико-химические свойства свиной крови и плазмы свиной крови пред- ставлены в таблице 2.4.1.3. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 55 Таблица 2.4.1.3 – Физико-химические показатели свиной крови и плазмы Показатель Исследуемый объект кровь плазма Активная кислотность 7,65±0,03 6,47±0,03 Вязкость по отношению к вязкости воды 0,15±0,01 0,18±0,01 Активность воды 0,99±0,01 0,99±0,01 Общий белок, % 13,38±0,67 7,76±0,034 Плотность, г/см𝟐𝟐 1,06±0,02 1,03±0,02 Диаграммы детекции теплопроводности при определении общего белка в крови и в плазме крови представлены на рисунке 2.4.1.1–2.4.1.2: Рисунок 3.1.1 – Содержание белка в плазме свиной крови Значения активной кислотности у крови свиней значительно больше и находится в слабо щелочной среде, в то время как плазма свиной крови имеет более низкую кислотность и находится в кислой среде. Значения активности воды для крови и плазмы Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 56 находятся на довольно высоком уровне, что подтверждает высокую склонность к порче без применения дополнительного консервирования. Такую же картину видно и по другим физико-химическим показателем. Рисунок 2.4.1.2 – Содержание белка в крови свиньи Таким образом, по результатам исследований теплофизических и физикохимических показателей крови рассматриваемых сельскохозяйственных животных можно констатировать факты и закономерности, которые необходимо учитывать при получение гидролизатов белков крови убойных сельскохозяйственных животных. На следующем этапе исследований были проведены исследования на аминокислотный состав и определения общего количества азота белков крови и плазмы крови свиньи (таблица 2.4.1.4) Таблица 2.4.1.4 – Содержание аминного и общего азота Исследуемый объект Количество аминного азота, % Количество общего азота, % Кровь 2,82±0,01 4,69±0,027 Плазма 1,54±0,007 3,14±0,015 Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 57 Под свободным аминным азотом (аминазот) понимают азот свободных аминокислот сыворотки (плазмы крови). Общий аминный азот крови включает кроме азота свободных аминокислот азот сложных полипептидов и белков. Содержания аминного и общего азота в крови содержится значительно больше, чем в плазме. Основными источниками аминного азота являются белковые гидролизаты. Влагопоглощающая способность крови и плазмы – одна из главных проблем в технологии колбасных изделий, имеющая научное, практическое и экономическое значения. Удержание воды в сухой крови и плазме имеет большое значение для получения высокого выхода, а также сочности и хорошей консистенции готовой продукции. Влагопоглощающая способность крови и плазмы в 10 %-м водном растворе представлена на рисунке 2.4.1.3. Рисунок 2.4.1.3 – Влагопоглощающая способность в водном растворе Из полученных результатов: рН плазмы крови в 1 %-м и 10 %-м водном растворе составил 8,20, в то время как крови – 7,94. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 58 Рисунок 2.4.1. 4 –Влагопоглощающая способность крови и плазмы в растворах солей Показатель рН плазмы крови в растворах поваренной соли с увеличением концентрации увеличивается от 8,25 до 9,30, также в крови увеличивается от 7,62 до 8,17. Высокое значение рН должно положительно сказаться на функциональных характеристиках мясного сырья. В ходе эксперимента установили, что влагопоглощающая способность: в водном растворе выше у крови и составляет 132,4 %, в то время как у плазмы – 123,06 %. В растворах солей влагопоглощающая способность относительно водной среды выше у крови в среднем на 6 % , а плазмы крови – в среднем на 12,7 %. 2.4.2 Исследование параметров гидролиза плазмы крови сельскохозяйственных животных Для более полного гидролиза плазмы крови следующий этап исследований направлен на подбор оптимальных параметров для проведения ферментативного гидролиза с целью полного высвобождения аминокислот в более мягких услови- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 59 ях. Изучено влияние температуры для получения гидролизатов из плазмы свиной крови. Данные приведены в таблице 2.4.2.1 Таблица 2.4.2.1 – Содержание аминного азота в процессе гидролиза Температура, ᵒС Количество аминного азота, % Плазма Кровь 23±2 1,54±0,06 3,14±0,09 40±2 1,83±0,06 3,17±0,09 50±2 2,24±0,09 4,02±0,15 60±2 2,39±0,09 4,09±0,15 По результатам полученных значений количества аминного азота от температуры можно определить оптимальную температуру для дальнейшего получения гидролизатов. При температуре 40±2 ᵒС количество аминного азота не значительно увеличилась по отношению к температуре (23±2 ᵒС), следовательно, рационально, увеличить температуру для увеличения выхода аминного азота. При температуре 50±2 ᵒС количество аминного азота достигает наибольшего значения по отношению к более низким температурам. Количество аминного азота при температуре 60±2 ᵒС не приводит к значительным изменениям, дальнейшее увеличения температуры не приведет к положительному результату. По данным таблицы 2.4.2.1 оптимальной температурой для получения гидролизатов с наиболее подходящим количеством аминного азота является температура 50±2 ᵒС. Учитывая, что на первом этапе при выборе оптимальной температуры степень гидролиза достигла 41,8, дальнейшие исследования направлены на изучения степени гидролиза при различном фермент:субстратном соотношении 1:50, 1:100, 1:150. Результаты исследований представлены в таблице 2.4.2.2 и на рисунке 2.4.2.1 Так как содержания аминного азота увеличивается в гидролизатах, чем в стабилизированной плазме. Дальнейшие Изм. Лист № докум. Подпись Дата исследования были направлены на АТО 00 00 000 ПЗ Лист 60 определения содержания аминного азота в полученных гидролизатах после 4±0,05 часов гидролиза при температуре 50±2 ᵒС. Таблица 2.4.2.2 – Количество аминного азота при максимальном значении степени гидролиза Фермент:субстратное соотношение Показатель Количество аминного азота, % 1:50 1:100 1:150 3,08±0,15 2,97±0,14 2,27±0,11 В полученных гидролизатах количество аминного азота больше, чем у плазмы, следовательно, влияния на плазму ферментативных гидролизом, сказывается положительно для дальнейшего использования этих гидролизатов в пищевую промышленность. Рисунок 2.4.2.1 – Степень гидролиза при обработке плазмы крови ферментативным комплексом при фермент:субстратном соотношении 1 – 1:50; 2 – 1:100; 3 – 1:150 При увеличение продолжительности гидролиза до 2±0,05 ч. степень гидролиза значительно увеличилась во всех образцах. При увеличении продолжительности процесса до 4±0,05 ч. степень гидролиза достигла максимальных значений Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 61 при фермент:субстратном соотношении 1:50 и 1:100 и составила 75±3,7 и 81±4,1 %. Дальнейшее увеличение времени не приводит к положительному результату, степень гидролиза не увеливичается, а, следовательно, продолжать увеличивать время нет потребности. 2.4.3 Исследование функционально-технологических свойств гидролитов белков из плазмы крови С целью глубокого изучения гидролиза плазмы свиной крови протеолитическим ферментом определили молекулярно-массовое распределение в зависимости от фермент:субстратного соотношения при продолжительности ферментации 4±0,05 ч. электрофоретическим методом в полиакриламидном геле. Это позволит дать общую оценку гидролизатам белка плазмы свиной крови как белоксодержащему сырью. В результате этих исследований получили общую картину фракционного состава всех белков в полученных гидролизатах с различным фер- мент:субстратным соотношением. На рисунке 2.4.3.1 представлены результаты электрофореза в полиакриламидном геле. Исследование проводили в четырех ячейках, одна из них является маркером. Следы полос, оставляемые белком маркера, необходимы для определения молекулярных масс. В трех других представлена гидролизаты белка с разным фермент:субстратном соотношением. Обработка полученного рисунка представлена в таблице 2.4.3.1, где для каждой полученной полосы белка определена его молярная масса, и содержание общего белка в процентах. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 62 Рисунок 3.3.1 – Электрофорез в полиакриламидном геле (12 % разделяющий и 4 % фокусирующий): М – маркер; 1– 1:150; 2 – 1:100; 3 –1:50 Таблица 2.4.3.1 – Фактические значения молекулярного веса для всех фракций белка гидролизатов свиной плазмы крови Номер полосы Обшее содержание белка, % Молекулярный вес, кДа 1:150 1:100 1:50 В1 412÷443 2,3±0,1 1,6±0,1 21,0±0,1 В2 149÷156 28,8±0,1 1,6±0,1 1,3±0,1 В3 95÷103 7,4±0,1 1,8±0,1 0,8±0,1 В4 91÷115 23,7±0,1 1,5±0,1 18,3±0,1 В5 83÷88 7,4±0,1 2,2±0,1 28,3±0,1 В6 76÷80 23,7±0,1 19,3±0,1 21,7±0,1 В7 68÷71 1,7±0,1 19,4±0,1 1,7±0,1 В8 55÷58 0,9±0,1 28,1±0,1 3,1±0,1 В9 49÷52 1,1±0,1 22,8±0,1 2,4±0,1 Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 63 Продолжение таблицы 2.4.3.1 Номер полосы Обшее содержание белка, % Молекулярный вес, кДа 1:150 1:100 1:50 В10 40÷43 0,9±0,1 0,8±0,1 2,1±0,1 В11 32÷34 2,1±0,1 0,9±0,1 0,7±0,1 Данные электрофореза говорят о наличии в гидролизатах плазмы свиной крови достаточно большого разнообразия белков с различными молекулярными массами от 8 до 612 кДа. При этом наибольшая концентрация белков сосредоточена в полосах В2, В4, В6 в образце с фермент:субстратном соотношением 1:150.В образце с фермент:субстратном соотношением 1:100 наибольшая концентрация белков (28,1 %) в полосе В8. Образец с фермент:субстратном соотношением 1:50 показал наибольшую концентрацию белка в полосе В5. В диапазоне соответствующему альбумину 50–60 кДа показал гидролизат с фермент:субстратным соотношением 1:100 с полосой В9 с наибольшей концентрацией среду других образцов, в образце с фермент:субстратным соотношением 1:150 присутствует альбумин в полосе В8, но с наименьшей концентрацией. В образце с фермент:субстратном соотношением 1:50 не наблюдается. В зоне, соответствующей белку фибриногена 300–350 кДа, имеет образец 1:100 полоса белка, которого соответствует белок с молекулярной массой 313,46±12,67 кДа. Глобулины имеют четыре модификации: α1- глобулин, α2-глобулин, βглобулин и γ-глобулин. Для этих фракций характерны различные концентрации и различные молекулярные массы от 20 до 200 кДа. Количество модификаций естественных плазматических белков не должно превышать 7, а по данным электрофореза их 11, следовательно, имеется также незначительная доля других белковых соединений. По результатам видно, что белки содержащиеся в плазме расщипились на более мелкие фракции. Образец с фермент:субстратном соотношением 1:50, показал наилучший результат, в нем произошло расщепление почти всех белков. Так же и образец 1:100 показал не плохие результаты. В образце с фер- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 64 мент:субстратном соотношением 1:150 наблюдается большое скопление белков, с наибольшей молекулярной массой. Гидролизат белков с фермент:субстратном соотношении 1:50 наиболее подходящий для дальнейшего использования его в пищевой промышленности, а также в ветеренарии. Плазма крови легко структурируется и богата полноценными белками. Сочетание перечисленных свойств позволяет использовать плазму крови для изготовления сокосодержащих белковых напитков, функциональных коктейлей и сброженных продуктов. Регулярное употребление таких функциональных напитков предотвращает развитие белкового дефицита, что способствует поддержанию и укреплению здоровья. Как известно, из литературных источников плазма имеет хорошую пенообразующую способность. В связи с этим дальнейшие исследования направлены на изучение пенообразующих характеристик гидролизатов плазмы свиной крови с разным фермент субстратным соотношением. Результаты исследований представлены в таблице 2.4.3.2 Таблица 2.4.3.2 – Влияние температуры взбивания на устойчивость пен Устойчивость пены, мин., при фермент: субстратном соотношении Температура, ᵒС 1:50 1:100 1:150 4,00±1 123±6,1 115±5,7 103±5,1 12,00±1 108±5,4 97±4,8 83±4,1 20,00±1 94±4,7 75±3,,7 71±3,5 28,00±1 52±2,6 41±2,1 36±1,8 Наименьшей устойчивостью, 36±1,8 мин., обладали пены, полученные в результате взбивания образцов смеси с фермент:субстратном соотношении 1: 150 при температуре 28,00±1 ᵒС, с преобладанием крупных, в которых со временем Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 65 происходило самопроизвольное утончение пленок, что в конечном итоге приводило их к разрыву. На основе проведенных исследований можно сделать вывод о том, что при фермент:субстратном соотношении 1:50 гидролизата плазмы свиной крови для получения мелкодисперсной консистенции с относительно раномерно распределенной по поверхности мелкоячеистыми пузырьками газа. Низкие температуры положительно влияют на устойчивость пены. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 66 ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНЫЙ РАЗДЕЛ В данном разделе описаны основные этапы производства гидролизатов белков из плазмы свиной крови. 3.1 Процессуальная схема производства гидролизатов При производстве биологически активных веществ из белоксодержащего сырья наиболее важным является его глубокая переработка, предусматривающая расщепление белковых молекул до составляющих мономеров. Перспективным в этом отношении является гидролиз белкового сырья с целью производства белковых гидролизатов продуктов, содержащих ценные биологически активные соединения: полипептиды и свободные аминокислоты. В качестве сырья для производства белковых гидролизатов могут быть использованы любые полноценные по аминокислотному составу природные белки, источниками которых являются кровь и ее составные компоненты; ткани и органы животных и растений; отходы молочной и пищевой промышленности; ветеринарные конфискаты; пищевые и малоценные в пищевом отношении продукты, получаемые при переработке различных видов животных, птицы, рыбы; отходы производства мясокомбинатов и клеевых заводов и др. При получении белковых гидролизатов для медицинских и ветеринарных целей служат, в основном, белки животного происхождения: крови, мышечной. Процессуальная схема производства гидролизатов представлена на рисунке 3.1 Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 67 Убой животных и сбор крови Стабилизация крови 0,75%-ный раствор Na3PO4 и 4%-ный раствор Na3C6H5O7, либо 0,75%-ный раствор Na3PO4 и 4%-ный раствор Na3C6H5O7Соотношение стабилизатор: кровь - 1:10 Разделение на плазму и эритроцитарную массу Параметры: Fr = 2000; τ= 6 мин ±1 мин Плазма Эритроцитарная масса Хранение t=4–6 ᵒC Ферментативный гидролиз Фермент:субстратное соотношение 1:50; 1:100 τ ±4 ч.; t=50 ᵒС Фильтрация Сублимационная сушка Р=500±50 Па; τ= 160 мин. Упаковка Материал упаковки – полимерный пакет, Хранение Температура не более t=20±2 °С, относительная влажность воздуха–75 %. Реализация непосредственному потребителю Рисунок 3.1 – Процессуальная схема производства гидролизатов Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 68 Обязательным этапом технологии является этап подготовки животных к убою. Убойные животные, подвергнутые ветеринарному осмотру и оказавшиеся здоровыми, поступают в цех предубойной подготовки, где они находятся до подачи их на убой. При убое животных кровь непрерывно откачивается. При этом соблюдается обязательное условие отсутствия контакта с воздухом атмосферы, поэтому сбор крови осуществляется бесконтактно во избежание активации процесса свертывания крови. Процесс осуществляется при помощи полых ножей. Откачиваемая кровь поступает в емкости для стабилизации, где перемешивается со стабилизатором. В качестве стабилизатора используется один из двух вариантов реактивов, либо смесь двух растворов в соотношении 1:1: 0,75 %-ный раствор Na3PO4 и 4 %-ный раствор Na3C6H5O7, либо смесь двух растворов в соотношении 2:3: 0,75 %-ный раствор Na3PO4 и 4 %-ный раствор Na3C6H5O7. Выбор того или иного реактива не влияет на конечный результат. При этом, доза внесения (стабилизатор:кровь) должна составлять 1:10. После стабилизации кровь происходит разбавление крови на плазму и эритроцитарную массу. Осуществляется при стандартных общепринятых условиях. С помощью центрифуги при факторе разделения не превышающим Fr=2000. После разделения плазма собирается в специальных емкостях (сборочный резервуар), откуда направляется по системе трубопроводов в цех, где производится ферментативный гидролиз. Плазма крови или цельная кровь подвергают ферментативному гидролизу с фермент:субстратным соотношением 1:50 или 1:100, в течение 4±0,05 ᵒС ч. при температуре не выше 50±2 ᵒС. После проведения гидролиза, полученные гидролизаты направляются на фильтрацию. Отфильтрованный осадок либо отправляют в сушильную камеру, либо направляется в цех для упаковки. Сушка проводится сублимационным способом на холодильно-сушильном агрегате. При этом важным является контроль значения температуры, которое должно быть на уровне 40 ±2 ᵒС. Общая продолжительность процесса 240 мин. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 69 Упаковка готового продукта является заключительным этапом. Осуществляется в отдельном цехе, с обязательным условием соблюдения стерильности процесса. Материалом упаковки является полимерный материал (пакеты). Затем упакованный продукт поступает на склад хранения, в котором поддерживаются следующие параметры хранения: температура не более 20±2 °С, относительная влажность воздуха не более 75 %. Со склада хранения готовая продукция поступает на реализацию. 3.2 Технологическая линия получения гидролизата белка Технологическая линия получения гидролизата белка плазмы свиной крови представлена на рисунке 3.2.1 Перед подачей сырья в бункер 1 кровь стабилизуют 0,75 %-ный раствор Na3PO4 и 4 %-ный раствор Na3C6H5O7, в соотношение 1:1 . Затем сырье выводится из бункера 1 насосом 2, проходя через фильтр, попадает в центрифугу, где происходит разделение крови на плазму и эритроцитарную массу. Эритроцитарная масса попадает в сборник 5. Плазма свиной крови смешивается в мешалке с механическим перемешиванием 6 с водой. После получения суспензии насосом 7, попадает в бункер 8, где в него помимо разбавленной плазмы попадает цитрат натрия и этиловый спирт в количестве 2 % от массы сырья. Затем полученная суспензия попадает в теплообменник 13, где нагревается до 50±2 ˚С и направляется в реактор 14, где происходит ферментативный гидролиз. Ферменты добавляются с помощью мерника 15. Преимущества использования ферментативного комплекса – панкреатин. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 70 Рисунок 3.2.1 – Технологическая схема производства гидролизата белка 1, 5,8 – бункер; 2, 7, 17 – осевой насос; 3, 18 –фильтр однокамерный; 4 – центрифуга; 5 – сборник для эритроцитарной массы; 6– мешалка с механическим перемешиванием; 8 – технологический насос; 9,10 – весы 11,12 – бак; 13 –теплообменник; 14 – реактор; Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 71 15 – мерник; 16 – испаритель; 17 – сушилка. Затем полученный гидролизат проходит через фильтр 18. Полученный таким образом гидролизат можно просушить в сушилке 19. Сушка проводится сублимационным способом на холодильно-сушильном агрегате. При этом важным является контроль значения температуры, которое должно быть на уровне 40±2 ᵒС. Общая продолжительность процесса 240 мин., или использовать в полученном виде или в жидкой форме. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 72 ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Задачей экономической части является расчет себестоимости гидролизата белка плазмы свиной крови и экономическое обоснование использование готового гидролизата белка. 4.1 Расчет себестоимости гидролизата белка Расчет себестоимости биопрепарата осуществляется укрупнено калькуляционными методами по следующим статьям калькуляции: 1. Сырье и основные материалы. 2. Транспортные расходы. 3. Вспомогательные материалы. 4. Топливо и энергия на технологические цели 5. Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих. 6. Отчисления на социальные нужды. 7. Цеховые расходы. 8. Общезаводские расходы. 9. Внепроизводственные расходы. 1. Стоимость сырья и основных материалов определяется по нормам расхода всех видов сырья и материалов на единицу готовой продукции, приведенных в рецептуре. Расчет потребности и стоимости сырья и основных материалов представлен в таблице 4.1.1. 2. Транспортные расходы включают затраты на доставку сырья и материалов. Их величина рассчитывается укрупнено 5–10 % от стоимости сырья. Транспортные расходы составляют 255,71 руб. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 73 Таблица 4.1.1 – Расчет потребностей и стоимости сырья и основных материалов на 100 кг гидролизата белка Наименование продук- Расход сырья на 100 Оптовая цена ции и видов сырья кг. продукции, кг ед. сырья, руб. Вода дистиллированная 53,2 27,0 1436,4 Плазма 18,6 17,0 316,2 Панкреатин 25,4 68,1 1727,2 Цитрат натрия 2,1 315 270,0 Этиловый спирт 1,8 43,0 77,4 Стоимость сырья, руб Итого: 3827,2 3. Расход на вспомогательные материалы включает стоимость химикатов, текстильных материалов, смазочных материалов, тары, моющих средств, инвентаря, упаковочных материалов, которые необходимы для выпуска единицы продукции. Их стоимость рассчитывается укрупнено в размере 4–10 % от стоимости сырья и основных материалов и составляет 153,08 руб. 4. Затраты топлива и энергии на технологические цели (электроэнергия, вода и др.) рассчитываются укрупнено в размере 5–10 % от стоимости сырья и основных материалов и составляют 191,36 руб. 5. Размер основной заработной платы производственных рабочих на единицу продукции рассчитывается укрупнено в размере 8–15 % от сырья и составляет 306,17 руб. 6. Отчисления на социальные нужды включают в себя: – единый социальный налог (ЕСН), равный 30 % от фонда оплаты труда производственных рабочих и предназначенный для формирования пенсионного фонда, медицинского страхования и фонда социального страхования; – страхование от несчастных случаев в размере 0,2 % от фонда оплаты труда производственных рабочих. Отчисления на социальные нужды составляют 76,54 руб. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 74 7. Цеховые расходы включают затраты на амортизацию, содержание и текущий ремонт производственных зданий, расходы на управление и обслуживание цеха в целом: основная и дополнительная заработная плата цехового персонала, расходы на охрану труда и технику безопасности. Эти затраты принимаются в размере 40–50 % от фонда оплаты труда производственных рабочих и составляет 122,46 руб. 8. Общезаводские расходы включают затраты на управление и организацию производства по предприятию в целом (заработная плата управленческого персонала, командировочные и др.). Эти расходы принимаются в размере 150–200 % от фонда оплаты труда производственных рабочих и составляют 459,25 руб. Производственная себестоимость единицы продукции определяется как сумма всех выше перечисленных статей и составляет 5391,77 руб. 9. Внепроизводственные расходы включают в себя затраты по сбыту готовой продукции и принимаются укрупнено в размере 0,1–0,5 % от производственной себестоимости и составляет 53,91 руб. Полная себестоимость включает в себя производственную себестоимость и внепроизводственные расходы и составляет 5445,68 руб. Рассчитав полную себестоимость и установив уровень рентабельности можно рассчитать прибыль и оптовую цену продукции. Среднеотраслевой уровень рентабельности предприятий пищевой промышленности укрупнено составляет 15–25 %. Таким образом, предполагаемая прибыль (П) рассчитывается по формуле 4.1.1. П= где Р·С 100 , (4.1.1) С – полная себестоимость продукции, руб, Р – среднеотраслевой уровень рентабельности, %. Оптовая цена единицы продукции определяется по формуле 4.1.2. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 75 Цопт = С+П, где (4.1.2) П – предполагаемая прибыль, руб, С – полная себестоимость продукции, руб. Затраты по статьям калькуляции при расчете себестоимости жидкого гидро- лизата белка представлены в таблице 4.1.2. Таблица 4.1.2 – Расчет себестоимости производства Затраты на 1 кг, руб 38,27 Затраты на 100 кг, руб 3827,2 Транспортные расходы 2,55 255,71 Вспомогательные материалы 1,53 153,08 Топливо и энергия на технологические цели 1,91 191,36 Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих 3,06 306,17 Отчисления на социальные нужды 0,76 76,54 Цеховые расходы 1,22 122,46 Общезаводские расходы 4,59 459,25 Производственная себестоимость 53,91 5391,77 Внепроизводственные расходы 0,53 53,91 Полная себестоимость 54,45 5445,68 Прибыль 8,16 816,85 Оптовая цена единицы продукции 62,62 6262,53 Статьи калькуляции Сырье и основные материалы 4.2 Экономическое обоснование использования готового продукта Для обоснования экономической эффективности проанализирован рынок гидролизатов белка животного происхождения. Данные представлены в таблице 4.2.1. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 76 Таблица 4.2.1 – Обзор рынка существующих продуктов Ассортимент Производитель Фасовка, кг Цена за 1 кг, руб Китай 1 121,24 Украина 0,125 312,92 США 0,795 349,0 SAMINCHEM гидролизат коллагенового белка Раполин гидролизат на основе мяса моллюска рапаны Platinum Hydrowhey Гидролизат сывороточного протеина На основании сравнительного обзора рынка существующих гидролизатов белка животного происхождения можно сделать вывод, что в настоящее время полученный продукт востребован и его целесообразно внедрять на рынок, так как он экономически выгоден. Цена полученного продукта в среднем дешевлев 5 раз, чем представленные на рынке. Основная масса представленных на рынке продуктов произведена в различных странах мира, что отражается на их стоимости. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 77 ГЛАВА 5 БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 5.1 Условия труда Условия труда должны соответствовать санитарным требованиям, кроме этого на предприятие должны соблюдаться гигиена труда и производственная санитария. 5.1.1 Санитарные правила для предприятий мясной промышленности Территорию предприятия, огражденную забором высотой согласно указаниям СН-441-72, подразделяют на три основные зоны: – хозяйственную со зданиями вспомогательного назначения и сооружениями для хранения топлива, строительных и подсобных материалов; – базу предубойного содержания скота с карантинным отделением (загоном), изолятором и санитарной бойней; – производственную, где расположены здания основного производства. Предприятия мясной промышленности должны быть в достаточном количестве обеспечены горячей и холодной водой, отвечающей требованиям ГОСТа на питьевую воду. Предприятие обязано подвергать воду химико- бактериологическим анализам в сроки, установленные территориальными учреждениями санитарно-эпидемиологической службы, но не реже 1 раза в квартал при использовании воды городского водопровода и 1 раза в месяц при наличии собственного источника водоснабжения. При использовании воды из открытых Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 78 водоемов и колодцев бактериологический анализ воды следует проводить не реже 1 раза в декаду. Водопроводный ввод должен находиться в изолированном закрывающемся помещении и содержаться в надлежащем санитарном и техническом состоянии, иметь манометры, краны для отбора проб воды, трапы для стока, обратные клапаны, допускающие движение воды только в одном направлении. Освещение производственных помещений должно соответствовать Санитарным и ветеринарным требованиям к проектированию предприятий мясной промышленности. Светильники с люминесцентными лампами должны иметь защитную решетку (сетку), рассеиватель или специальные ламповые патроны, исключающие возможность выпадения ламп из светильников; светильники с лампами накаливания - сплошное защитное стекло. В производственных цехах с постоянным пребыванием людей должно быть обеспечено естественное освещение. Без естественного освещения или с недостаточным естественным освещением допускаются помещения, в которых работающие пребывают не более 50 % времени в течение рабочего дня или если это требуется по условиям технологии. Световые проемы запрещается загромождать тарой, оборудованием и т.п. как внутри, так и вне здания, не допускается замена стекол в них непрозрачными материалами. В цехах с открытым технологическим процессом должна быть предусмотрена очистка подаваемого наружного воздуха от пыли в системах механической приточной вентиляции. Забор приточного воздуха для производственных помещений должен производиться в зоне наименьшего загрязнения. В помещениях, где происходит выделение паров и значительного количества тепла, оборудуют приточно-вытяжную вентиляцию с устройством, в необходимых случаях местных отсосов; кроме того, каждое помещение должно иметь естественное проветривание, если это допускается технологическим процессом. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 79 Вентиляционные каналы, воздухоотводы от технологического оборудования необходимо периодически (но не реже 1 раза в год) прочищать. Производственные и вспомогательные помещения должны быть обеспечены отоплением. 5.1.2 Производственная санитария Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды данных помещений, который определяется совместно действующими на организм человека температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей (ГОСТ 12.1.005 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"). Требования этого государственного стандарта установлены для рабочих зон пространств высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного и временного пребывания работающих. Постоянным считают рабочее место, на котором человек находится более 50 % рабочего времени. Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона. Факторы, влияющие на микроклимат, можно разделить на две группы: нерегулируемые (комплекс климатообразующих факторов данной местности) и регулируемые (особенности и качество строительства зданий и сооружений, интенсивность теплового излучения от нагревательных приборов, кратность воздухообмена, количество людей и животных в помещении и др.). Для поддержания параметров воздушной среды рабочих зон в пределах гигиенических норм решающее значение принадлежит факторам второй группы. ГОСТ 12.1.005-88 установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Допустимые микроклиматические условия при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряже- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 80 ние механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не нарушается состояние здоровья, но возможны дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности. Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на самочувствие человека и его работоспособность. Они выбираются исходя из категории тяжести выполняемых работ. Параметры микроклимата в производственном помещении соответствуют нормам СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» и ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Температура окружающей среды в помещении лаборатории составляет 23±2 оС, относительная влажность воздуха 55 % . В соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» оптимальные параметры микроклимата для работ категории I б (работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей) приведены в таблице 5.1.1. Скорость движе- духа, ᵒС верхностей, ᵒС влажность, % ния воздуха, м/с Оптимальная Допустимая Оптимальная Оптимальная 20–24 18–25 Холодный период Теплый период Изм. Лист 21–23 Iб 22–24 № докум. 23,1–24,0/ 19,0–20,9 24,1–28/ 20–21,9 Подпись Дата 0,2/0,1 40–60 21–25 Допустимая Относительная Допустимая Температура по- Допустимая Температура воз- Оптимальная Категория работы Период года Таблица 5.1.1 – Параметры метеорологических условий 15–75 0,1 19–29 АТО 00 00 000 ПЗ 0,3/0,1 Лист 81 Оптимальные параметры микроклимата распространяются на всю рабочую зону производственных помещений без разделения рабочих мест на постоянные и непостоянные. Если по технологическим требованиям, технически и экономически обоснованным причинам оптимальные параметры микроклимата не могут быть обеспечены, то устанавливают пределы их допустимых значений.Определяя характеристику помещения по категории выполняемых работ (уровню энергозатрат), ориентируются на те из них, которые выполняются 50 % (и более) работающими. Нагрев кожи человека до 45 °С вызывает ее повреждение и болевые ощущения, а при температуре 52 °С происходит необратимое свертывание белков тканей. Поэтому в целях профилактики тепловых травм температура нагретых поверхностей машин, оборудования или ограждающих их конструкций должна быть не выше 45 °С. Допустимые перепады температуры воздуха по высоте рабочей зоны не должны превышать 3 °С для работ всех категорий, а по горизонтали 4 °С для легких работ, 5 °С для работ средней тяжести и 6 °С для тяжелых работ. 5.2 Электробезопасность При работе с электрооборудованием и электроприборами возможны случаи поражения людей электрическим током, а также возникновение пожара. Причинами этого являются: работа на неисправном оборудовании, которые вследствие нарушения изоляции могут находиться под напряжением; нарушение правил использования электроприборов, установок, аппаратов (центрифуга, камера для горизонтального электрофореза, трансиллюминатор и др.). Эти приборы по способу защиты человека от поражения электрическим током относятся к классу I согласно ГОСТ 12.1.019-2009 «Электробезопасность». К классу I должны относиться изделия, имеющие рабочую изоляцию и элемент для заземления. Для защиты работающих от поражения электрическим током применяют следующие меры: все Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 82 токоведущие части покрывают слоем диэлектрика – изоляции, все электротехнические приборы заземляют, на электрощите устанавливают дополнительные рубильники для обесточивания сети. 5.3 Пожарная безопасность Опасность пожара в лаборатории возникает при нагревании, высушивании и других работах, могут произойти от неисправности нагревательных и электрических приборов, а так же несоблюдения мер предосторожности. Все помещения лаборатории должны соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. В целях предотвращения пожарных ситуаций предусмотрена система пожарной сигнализации в виде дымовых адресных извещателей, сигнал от которых поступает на пост охраны приемного контроля. При возникновении пожара в лаборатории нужно немедленно использовать все имеющиеся под рукой средства тушения: песок (сухой и рассыпчатый), одеяло, вода. Запрещается тушить водой горящие не растворимые в воде вещества, особенно жидкости, водой так же нельзя тушить подключенные электроприборы. Для профилактики пожаров необходимо обеспечить соблюдение установленного противопожарного режима; электрическая проводка всегда должна содержаться в надлежащем состоянии, а нагревательные приборы, газовые краны и газопровод должны быть исправны; все электроустановки должны быть защищены от токов короткого замыкания; нагревательные приборы нельзя оставлять без присмотра. Согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» влаборатории следует размещать порошковый огнетушитель ОП-5 и углекислотный огнетушитель ОУ-5, песок. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 83 5.4 Оказание первой медицинской помощи Первая помощь – это комплекс срочных простейших мероприятий, проводимых на месте происшествия самим пострадавшим или другим лицом, находящимся поблизости, для спасения жизни человека и предупреждения осложнений при несчастных случаях. На производстве бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи – порезы рук стеклом, термические ожоги, поражении электрическим током, отравление неорганическим . При ранениях стеклом нужно удалить его осколки из ранки (если они в ней остались) и, убедившись, что там их больше нет, промыть рану 2 % раствором перманганата калия и, смазав кожу вокруг раны 5 % раствором йода, забинтовать. Термический ожог – наиболее распространенный вид поражения. Часто встречаются ожоги от воздействия пламени, горячей жидкости, пара, а также от соприкосновения с горячими предметами. Противопоказаны какиелибо манипуляции на ожоговых ранах. При возможности ожоговую поверхность следует закрыть сухими стерильными повязками. Использовать любую чистую ткань. Не следует наносить на пораженную поверхность какие-либо мази – это затруднит первичную обработку раны. Рекомендуется дать пострадавшему выпить чая, щелочной минеральной воды. При термических ожогах следует немедленно охладить обожженный участок, это надо делать в прохладной воде. Если степень поражения первая или вторая, то под краном около 10 минут. Если же ожог более сильный, то только в емкости, наполненной водой и наложив сверху повязку. Далее наложите на место поражения влажную тряпочку, дайте пострадавшему успокоительное и вызывайте скорую помощь. При поражении электрическим током, если пострадавший остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо немедленно выключить при помощи пускателя, или перерубить токопроводящий провод изолированным инструментом. К пострадавшему, пока он находится под током, нельзя прикасаться незащищенными руками . Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 84 При отравлении неорганическими веществами необходимо предпринять следующие меры первой помощи: Азотной кислотой. Свежий воздух, покой, тепло. Вдыхание кислорода. Сульфадимезин или иной сульфаниламидный препарат (2 г), аскорбиновая кислота (0,5 г), кодеин (0,015 г). искусственное дыхание. Серной кислотой. Промыть верхние дыхательные пути 2 % раствором питьевой соды. В нос 2–3 капли 2 % раствора эфедрина. Теплое молоко с содой, кодеин (0,015 г) или дионин (0,01 г). При попадании в органы пищеварения смазать слизистую рта 2 % раствором дикаина. Промывание желудка большим количеством воды. Внутрь принять: столовую ложку оксида магния на стакан воды каждые 5 минут, яичный белок, молоко, крахмальный клейстер, кусочки сливочного масла, кусочки льда. Нельзя вызывать рвоту и применять карбонаты. Проконсультироваться у врача. Щелочами. Вдыхание теплого водяного пара (в воду добавить немного лимонной кислоты). Внутрь – теплое молоко с медом, кодеин (0,015 г) или дионин (0,01 г). Горчичники. При попадании в органы пищеварения смазать слизистые рта и горло 1 % раствором новокаина. Внутрь – пол столовой ложке 1 % раствора лимонной кислоты каждые 3–5 мин., крахмальный клейстер с добавлением лимонной или уксусной кислоты, 2–3 столовые ложки растительного масла, кусочки льда. Консультация врача. В случае отравления органическими веществами (эфиром, хлороформом, спиртом) необходимо: свежий воздух, внутрь 0,1 г коразол, или 30 капель кордиамина, или 0,5 г камфоры. 5.5 Безопасность работы с аппаратурой и оборудованием Причиной несчастного случая могут выступать лабораторное оборудование и приборы, которые необходимы при проведении работ в лаборатории. Это водяная баня, термостат электрический, весы технические, электрические, рН-метр, Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 85 центрифуги, химический вытяжной шкаф, муфельная печь, электрический сушильный шкаф, дистиллятор, микроскоп. При работе с электрическими приборами нужно помнить, что включать прибор можно только в ту сеть, вольтаж которой соответствует вольтажу прибора. Все неисправности электроприборов, электросети и прочего электрооборудования должны устраняться только электромонтером. При работе с электрооборудованием, находящимся под током, необходимо применять исправные СИЗ (диэлектрические резиновые перчатки, галоши, коврики), а работу проводить с изолирующими рукоятками у инструмента. Запрещается переносить включенные приборы и ремонтировать оборудование, находящееся под током. В случае загорания проводов или электроприборов необходимо их медленно обесточить и гасить огонь при помощи сухого углекислотного огнетушителя и покрывала из асбеста. Во время работы с водяными банями, пользуются термометрами для измерения температуры воды. Если термометр разбился, и ртуть оказалась внутри бани, нужно слить воду и ваткой, смоченной вазелином или глицерином собрать шарики ртути в пробирку, залить водой и сдать лаборанту. Растворы концентрированных кислот и щелочей следует готовить в фарфоровых кружках (в результате большого выделения тепла стеклянная посуда может лопнуть). Взвешивать на весах вредные сухие вещества (нингидрин, ферментные препараты) следует осторожно, чтобы избежать образования пыли этих веществ в воздухе. При работе с сушильными шкафами (температура 105–160 °С) и муфельной, работающий может получить термический ожог. Меры предосторожности: ставить и вынимать бюксы, тигли с помощью металлических щипцов, а стеклянную посуду: оберегая её полотенцем. Термостат электрический предназначен для получения и поддержания внутри рабочей камеры стабильной температуры. При работе с прибором корпус должен быть надежно заземлен. Запрещается устанавливать термостат вблизи отопительной системы, рядом с другими приборами и оборудованием, а также в стесненных местах. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 86 Помещать в камеру материалы, воспламеняющиеся при температуре термостатирования или близкой к ней. Включать водяную баню в сеть в случае повреждения присоединительного провода или вилки. Включать водяную баню в сеть если она не наполнена водой. Весы технические, аналитические. При работе с весами нужно придерживаться следующих правил: обращаться с весами нужно осторожно, не передвигать, оберегать от толчков. Весы должны быть всегда чистыми. На чашу весов реактивы не насыпаются, для взвешивания нужно пользоваться специальной емкостью. После взвешивания разновесы оставлять на чашке запрещается. рН-метр является лабораторным прибором, предназначенным для определения величины активной кислотности и окислительно-восстановительных потенциалов. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В и 50 Гц. Хранить прибор следует в условиях общих для всех лабораторных приборов, в сухих отапливаемых помещениях, в воздухе которых отсутствуют примеси, вызывающие коррозию металлических изделий. Химический вытяжной шкаф предназначен для изолирования и защиты обслуживающего персонала от токсических, зловонных испарений, газов, пыли и т.п., выделяющихся во время проведения работ, путем их непосредственного отвода наружу. Прежде чем приступить к подключению химического вытяжного шкафа к месту эксплуатации следует подвести следующие системы: систему холодной воды, систему химических сточных вод, систему вытяжную, питание электроэнергией с заземлением. Прежде чем приступить к выполнению каких-либо лабораторных или научно-исследовательских работ следует проверить включение вентилятора. Состояние включения сигнализируется. Кроме того, нужно проверить, открыты ли шлюзы для потоков воздуха. Запрещается работать лицам, не ознакомленным с инструкцией по эксплуатации, работать в случае обнаружения каких-либо нарушений в нормальной работе шкафа, работать при отсутствии стеклянного защитного экрана. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 87 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Абдурахмонов, O.P. Акустическое воздействие на продукт в процессе сушки / O.P. Абдурахмонов // Хранение и переработка сельхозяйственного сырья.– 2006.– №7. – С. 14 2. Аветисян, Г.А. Биологические аспекты профилактики железо- дефицитных состояний человека на основе крови убойных животных / Г.А.Аветисян, А.В. Изгарышев // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. – Кемерово, 2010г.– С. 24–27. 3. Аграненко В.А., Справочник по переливанию крови и кровезаменителей / В.А. Аграненко, Ю.Н. Андреев, П.С. Васильев, О.К. Гаврилов. – Москва: Медицина, 1982.– 304 с. 4. Алехина, Л.Т. Технология мяса и мясопродуктов / Л.Т. Алехина, А.С. Большаков, В.Г. Боресков.– М.:Агропромиздат, 1998. – 589 с. 5. Антипова, Л.В. Биотехнологические аспекты рационального использования вторичного сырья мясной промышленности. / Л.В.Антипова.– М.: Пищевая промышленность, 1995.– 128 с. 6. Антипова, Л.В. Биохимия мяса и мясных продуктов / Л.В. Антипова, Н.А. Жеребцов. – Ворнеж: ВГУ, 1999.– 154 с. 7. Апраксина, С.К. Разработка технологии белкового продукта из коллагенсодержащего сырья и его использование в производстве вареных колбасных изделий: Автореф. дис... канд. техн. наук: 05.18.04 / Апраксина Светлана Константиновна.– М., 1996.– 160 с. 8. Горбатов, В.Г. Обработка и использование крови на пищевые цели / В.Г. Горбатов, Н.Д. Мамонов.– М.: ЦНИИТЭИ мясомолпром,1999. – 25 с. 9. Грицай Е.В. Убой скота и разделка туш / Е.В. Грицай, Н.П.Грицай// Легкая и пищевая промышленность, 1997. – 213 с. 10. Данилова, Н.С. Физико-химические основы производства мяса и мясопродуктов / Н.С. Данилова.– М.: Колос, 2007.– 374 с. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 88 11. Иванова, А.В. Исследование пенообразующих свойств протеиновых пенообразователей из вторичного сырья мясной промышленности /А.В. Иванова, Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер // Техника и технология пищевых производств: материалы VIII Международной конференции студентов и аспирантов. – Могилев, 2012.– С. 66. 12. Изгарышев, А.В. Инновационный подход к получению противоанемических продуктов / А.В. Изгарышев, О.В. Кригер // Материалы Инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации». Кемерово 2011 г.– С. 107–109. 13. Изгарышев, А.В. Противоанемический продукт из вторичного сырья // Материалы конференции «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья».– С. 102 – 110. 14. Изгарышева, Н.В. Ферментирование белков плазмы крови сельскохозяйственных животных // Материалы Инновационного конвента «Кузбасс: образо- вание, наука, инновации».− Кемерово, 2011.– С.110−112. 15. Изгарышева, Н.В. Исследование качественных показателей пенообразователей, полученных из вторичного сырья мясной промышленности / Н.В. Изгарышева, О.В. Кригер // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Магнитогорск: МиниТип, 2011 г– С. 139−142. 16. Изгарышева, Н.В. Варианты использования белков плазмы крови сельскохозяйственных животных // Материалы Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья».– Владивосток, 2011.– С. 98−102. 17. Кащенко, Р.В. Разработка способа ферментативной обработки коллагенсодержащего сырья и его применение в технологии вареных колбас: Дис... канд. техн. наук: 05.18.2004 / Кащенко Роман Владимирович.– М., 2007. – 129 с. 18. Киселева, Р.Е. Исследование крови убойных животных для получения белковых препаратов / Р.Е. Киселева, Е.Ю. Бояркина // Фундаментальные исследования.– 2004.– № 6. – С. 66. 19. Кригер, О.В. Влияние ферментативного гидролиза на молекулярную массу и концентрацию белков плазмы боенской крови / О.В. Кригер, Н.В. Изгарышева // Известие ВУЗов. Пищевая технология.– 2012.– №1 – С. 66−68. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 89 20. Кригер О.В. Использование вторичных сырьевых ресурсов мясоперерабатывающей промышленности в производстве лечебно-профилактических продуктов противоанемического действия / О.В. Кригер, А.О. Маслова, А.В. Изгарышев // Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и инновационные технологии пищевых производств: материалы Международной научно-практической конференции. Углич, 2011.– С. 165−167. 21. Кригер, О.В. Сравнительный анализ состава и свойств протеиновых пенообразователей из вторичного сырья мясной промышленности /О.В. Кригер, Н.В. Изгарышева // Хранение и переработка сельхоз сырья. –2011.– № 9 – С. 34−38. 22. Кульпина, А.Л. Разработка белковых лечебно-профилактических продуктов на основе плазмы крови убойных животных: дис. канд. тех. наук: 05.18.04 / Кульпина Алла Леонидовна.– Воронеж, 2000.– 208 с. 23. Лазарева, Л.В. Ферментативная активность крови свиней / Л.В. Лазарева // Фундаментальные исследования. – 2008.– №1. – С. 23. 24. Линева, А. Физиологические показатели нормы животных / Линева А.– «Аквариум-принт», 2008.– 165 с. 25. Лукачевский, Б.П., Верстова Т.В. Обработка свиной шкурки // Мясная индустрия.– 2001.– №5.– С.15-17 26. Ляховицкий, Н.В. Состав крови как показатель продуктивности генотипов / Н.В. Ляховицкий // Вестник мясного скотоводства.– 2010.– Т.2.– № 63.– С. 63–65. 27. Максимюк, Н.Н. О преимуществах ферментативного способа получения белковых гидролизатов / Н.Н. Максимюк, Ю.В. Марьяновская // Фундаментальные исследования, 2009.– № 1.– С. 23 – 24. 28. Митасева, Л.Ф. Новый способ структурирования плазмы крови / Л.Ф. Митасева, Н.В. Нефедова, О.В. Козеева // Мясная индустрия. – 2000. − № 6. − С. 32−33. 29. Молянова, Г.В. Влияние изменяющихся условий микроклимата на клеточный состав крови свиней разных генотипов / Г.В. Молянова // Известия ФГОУ ВПО ОГАУ. – 2010. – №4 (28). – С. 214-217. 30. Мышалова, О.М. Общая технология мясной отрасли: учебное пособие / О.М. Мышалова. – Кемерово: ЛМТ КемТИПП, 2004. – 100 с. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 90 31. Николайчик, А.В. Разработка функциональных продуктов питания на основе биомодифицированной плазмы крови промышленных животных: дис. канд. тех.наук: 05.18.07, 05.18.04 / Николайчик Алексей Вячеславович. - Воронеж, 2004. 220 с. 32. Остапенко, Л.В. Аминокислоты - строительный материал жизни / Л.В. Остапенко // «ЕАМ Спорт Сервис». - 1998. – 29 с. 33. Остреман, Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультра центрифугирование: практическое пособие.М.: Наука, 1991. – 288 с. 33. Парахневич, А.В. Изучение фагоцитарной активности лейкоцитов крови у чистопородных и помесных свиней / А.В. Парахневич // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии.– Самара, 2007.– В.1.– С. 40–43. 34. Патшина, М. В. Разработка технологии вареных мясных продуктов с использованием коллагенового полуфабриката из свиной шкурки: Автореф. дис…канд. техн. наук: 15.04.2010 / патшина Марина Викторовна. – Кемерово, 2003.–20 с. 35. Патент № 2126215 РФ, МПК7 А 23J 1/06, А 23 J 3/12. Способ получения пищевого полуфабриката из крови убойных животных / Антипова Л.В.; Рожков С.В. – 97117872/13; заявл. – 30.10.1997; опубл. 20.02.1999. 36. Патент № 2126215 РФ, МПК7 А 23J 1/06, А 23 J 3/12. Способ получения пищевого полуфабриката из крови убойных животных / Антипова Л.В.; Рожков С.В.– 97117872/13; заявл.– 30.10.1997; опубл. 20.02.1999. 37. Патент № 1717072 РФ, МПК7 АJ 1/06. Способ получения гидролизизата / Федорова Л.Г., Румянцева Г.Н.– 4385491/13; заявл.– 02.03.98; опубл. 20.10.2001. 38. Патент № 2438363 A23P1/00, A23L1/18 РФ, МПК7 . Способ производства мелкоформованного пищевого продукта на основе плазмы крови сельскохозяйственных животных / Юзов С.Г.– 2212181/13; заявл.– 20.09.2003; опубл. 11.05.2004. 39. Патшина М.В. Разработка технологии вареных мясных продуктов с использованием коллагенового полуфабриката из свиной шкурки: Автореф. дис... канд. техн. наук.–- Кемерово: КемТИПП, 2003. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 91 Патент (РФ) № 2096965 (1997). Способ получения белкового гидролизата из крови / А.Д. Неклюдов, А.Б. Лисицын, Г.Е. Лимонов, Ю.Г.Костенко, М.В. Храмов, Г.И. Мосина, А.Н. Петракова, О.А. Степанова,Н.Ф. Барабошкина, А.П. Шепелин, И.Ю. Дмитриева. Пожариская, Л.С. Кровь убойных животных и ее переработка./ Л.С. Пожариская, С.Г. Либерман, В.М. Горбатов. – М.: Пищевая промышленность, 1991.– 423 с. Петрушенко, Ю.В. Плазма крови вместо рыбной муки / Ю.В. Петрушенко, С.А. Гусейнов // Животноводство России, 2010. - №3. - С. 45-46. Перкель, Т.П. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов: Учебное пособие / Т.П. Перкель. – Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2004. – 100 с. Просеков, А.Ю Совершенствование метода разделения свиной крови на плазму и эритроцитарную массу / А.Ю. Просеков, М.А. Осинцева, А.В. Изгарышев // Материалы 13-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Василия Матвеевича Горбатова и 80-летию ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии «Инновационные аспекты переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания». Москва. – 2010 г. – С.118 – 120. Просеков, А.Ю. Особенности фракционирования крови крупного рогатого скота / А.Ю. Просеков, А.В. Изгарышев // Все о мясе. Научно-технический и производственный журнал. – 2011. – № 3 – С. 5–7. Просеков, А.Ю. Разработка устройства для комплексной переработки крови сельскохозяйственных животных / А.Ю. Просеков, О.В. Кригер, А.В. Изгарышев // Хранение и переработка сельхозсырья.– 2011. – № 7 – С. 46-48. Пьянкова, Е.В. Аминокислотный состав стенки тонкого кишечника и плазмы крови поросят в связи с возрастом и сроком отъема: автореферат дис. канд. биол.наук: 03.01.04/ Пьянкова Евгения Владимировна. – Боровск, 2011. – 21 С. Рогов, И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов / И.А. Рогов. – М.: Колос, 2000. – 367 с. Рогов, И.А. Технология мяса и мясных продуктов. Книга 1. // Общая технология мяса / И.А. Рогов, А.Г. Забашта, Г.П. Казюлин. – М.: Колос, 2009. – 565 с. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 92 Рогов, И.А. Технология мяса и мясных продуктов. Книга 2 / И.А. Рогов, А.Г. Забашта, Г.П. Казюлин. – М.: КолосС, 2009. – 559 с. Рудаков, А.И. Повышение энергетической эффективности сублимационной сушки сельскохозяйственных материалов / А.И. Рудаков, И.Р. Нафиков, Б.Л. Иванов // Вестник казанского государственного аграрного университета. – 2007. – № 2. – Т. 6. – С. 101-105. Салаватуллина, Р.М. Рациональное использование сырья в колбасном произ водстве / Р.М. Салаватуллина. - М.: Агропромиздат, 1999. - 256 с. Саломатин, В.В. Влияние биологически активных препаратов на морфологические и биохимические показатели крови откармливаемого молодняка свиней / В.В Саломатин, Н.А. Злепкина, Д.А. Злепкин, А.В. Ильчугулов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2010. № 4. - С. 60-65. Саломахина, Ю.И. Новые перспективы применения вторичных продуктов убоя сельскохозяйственных животных в производстве белковых кормов и функциональных пищевых продуктов / Ю.И. Саломахина, И.В. Воронина, С.А. Передериев, Л.В. Антипова, М.Е. Успенская, А.В. Гребенщиков // Успехи современного естествознания. - 2011. № 7. - С. 116-117. Семенов, Г.В. Сушка сырья: мясо, рыба, овощи, фрукты, молоко: учебное пособие/ Г.В. Семенов, Г.И. Касьянов. - Ростов-на-Дону, изд. «Март», 2002. - 112с. Соколов, А.П. Технология мяса и мясопродуктов. / А.П. Соколов. – М.: Пищевая промышленность, 1999.– 740 с. Соколов, А.А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов / А.А Соколов. – М.: Пищевая промышленность, 1995. – 485 с. Судаков, Н.С. Переработка и использование крови убойных животных / Н.С.Судаков. – М.: Агропромиздат, 1999. – 80 с. Тихонов, С.Л. Стресс и качество мяса: Монография/С.Л. Тихонов. – Троицк, 2007. – 156 с. Файвишевский, М.Л. Нетрадиционные технологии переработки и использования пищевой крови убойных животных // Все о мясе. – 2006. – № 1. – С. 24–27. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 93 Файвишевский, М.Л. Переработка крови убойных животных:учебник для кадров массовых профессий/ М.Л. Файвишевский. – М.: Агропромиздат, 1988. – 224 с. Файвишевский, М.Л. Малоотходные технологии на мясокомбинатах / М.Л. Файвишевский. – М.: Колос, 1993. – 207с. Филимонова, Н.А. Использование крови крупного рогатого скота в технологии белковых гидролизатов / Н.А. Филимонова, В.П. Бондарев, А.А. Лещенко, А.Г. Лазыкин, И.Н. Седельников, Ю.А. Поярков, В.В. Роман, О.Е. Нестеров // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. – № 9. – С. 35 – 37. Хазова, О.А. Аминокислоты / О.А. Хазова. – Изд: Предтеча, 2010. – 64 с. Черняк, М.И. Возможность использования плазмы крови убойных животных в новых белковых продуктах // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. – 2000. - №4. – С. 1421. Чечеткин, А.В. Биохимия животных / А.В. Чечеткин, И.Д. Головацкий, П.А. Калиман, В.И. Воронянский и др. – М.: Высшая школа, 1992. – 511 с. Шангареева, Р.А. Влияние криорадиационной обработки плазмы донорской крови на ее белковый состав: дис. канд. биол. наук: 03.00.04/ Шангареева Райхана Фаатовна. – Уфа, 2002. – 129 с. Шифман, Ф. Дж. Патофизиология крови / Ф. Дж. Шифман, пер. с анг. Е.Б. Жибурта, Ю.Н. Токарева, под общ. ред. Ю.Н. Наточина. – М. – СПб.: Бином – Невский диалект, 2000. – 488 с. Шульга, Н. Н. Криоконцентрирование сыворотки крови / Н. Н. Шульга // До клады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2009. - № 5. - С. 17-18. Akpinar, E.K., Dincer, I. (2005) Moisture transfer models for slabs drying. International Communications in Heat and Mass Transfer, 32 (1–2), P.80–93. Bell, G.A. Further developments in adsorption freeze-drying / G.A. Bell, J.D. Mellor // CSIRO Food Res. Quart. – 1990. – V. 50. № 2. – P. 48-53. Canadian medical association. Guidelines for red blood cell and plasma transfusion for adults and children / Can. Med. Assoc. J. – 1997. – Vol. 156. – Suppl. 11. – P. 1-24. Chen, X.D. Moisture diffusivity in food and biological materials.Drying Technology 25. – 2007. – P. 1203–1213. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 94 Chen, X.D., Patel, K.C. (2007) Micro-organism inactivation during drying of small droplets or thin-layerslabs – a critical review of existing kinetics models and an appraisal of the drying rate dependent model. // Journal of Food Engineering, 82, P. 1–10. Devahastin S., Suvarnakuta P., Superheated steam drying of food products, in: A.S. Mujumdar (Ed.), Dehydration of Products of Biological Origin, Science Publishers, Enfield, NH, 2004. P. 493–512. Drying Technologies in Food Processing / Edited by Chen X.D., Mujumdar A.S. United Kingdom: Blackwell Publishing, 2008. – 322 p. Enzyme nomenclature 1992: recommendation of the Nomenclature Committee of The International Union of Biochemistry and Molecular Biology on the nomenclature and classification of enzymes. – San Diego.– 2002. – P.862. Instrumental Methods for Quality Assurance in Foods / Ed. By D.Y. Fung R.F. atthews. Marsel Dekker., 2001. – 310 p. Miller, Frederic P. Amino Acid / Frederic P. Miller, Agnes F. Vandome, John McBrewster. – 2011. – 212 P. Sargeant J.G., Bowie H.M., Billington M.J. Determination of papain in raw meat by immunoassay // Meat Science. – 1993. – 34, 2. 39–47 Sulzer Chemtech Fractional Crystallization: информационная брошюра SUL ZER. URL: http://www.sulzer.com. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 ПЗ Лист 95 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)» (ФГБОУ ВПО «КемТИПП») Кафедра «Бионанотехнология» СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ на тему «Разработка патента на способ получения гидролизата белков из белков крови убойных сельскохозяйственных животных» выполнил студент гр. ПБ-01 Данилова А.Е. ––––––––––––––––––––––– руководитель профессор Кригер О.В. –––––––––––––––––––––––– Кемерово 2015 СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВА 1 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК.............................................................. 5 1.1. Общие данные об объекте исследований….…………………..…… 5 1.2. Основная (аналитическая) часть……………………………………… 6 1.2.1. Технический уровень и тенденции развития объекта хозяйственной деятельности…………………………………………………………… 8 1.2.2. Исследование патентной чистоты объекта техники ……………. 9 1.2.3. Исследование патентной чистоты объекта техники……………….. 9 Заключение……………………………………………………………… 10 Приложения………………………………………………………………… 11 Приложение А. Задание на проведение патентных исследований……… 12 Приложение Б. Регламент поиска………………………………………… 13 Приложение В. Отчет о поиске………………………………………… 15 Приложение Г. Рефераты………………………………………………….. 18 ГЛАВА 2 ЗАЯВКА НА ПОЛУЧЕНИЕ ПАТЕНТ……..……………….. 26 РЕФЕРАТ...................................................................................................... 29 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ...................................................................... 30 Изм. Лист № докум. Разработ. .Данилова А.Е Провер. Кригер О.В Н.Контр. Сухих С.А. Утверд. Просеков А.Ю Подпись Дата АТО 00. 00. 000 СЧ Исследование и разработка получения гидролизата белков крови убойных сельскохо- Лит. Лист Листов 1 8 КемТИПП гр. ПБ-01 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ НИР – научно-исследовательская работа. ВОИС – Всемирная организация интеллектуальной собственности. ЕРО – Европейское патентное бюро. БАД – биологически активные добавки. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Белковые гидролизаты – продукты расщепления белков, используемые для парэнтерального питания. Они хорошо усваиваются организмом, являются полноценным продуктом парэнтерального питания при различных состояниях, сопровождающихся белковой недостаточностью, уменьшают также явления интоксикации. Гидро́лиз – один из видов химических реакций сольволиза, где при взаимодействии веществ с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений. Кровь – жидкая подвижная ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды – плазмы и взвешенных в ней клеток – форменных элементов: клеток лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов (белые кровяные пластинки). Плазма крови – жидкая часть крови, которая содержит воду и взвешенные в ней вещества – белки и другие соединения. Ферме́нты – обычно белковые молекулы или молекулы РНК(рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. ГЛАВА 1 ПАТЕНТНЫЙ ПОИК 1.1 Общие данные об объекте исследований Патентные исследования проводились в период с 10 апреля 2015 г. по 10 мая 2015 г. Патентный поиск проводился с целью определения патентоспособности планируемых результатов научно-исследовательской работы. Патентный поиск проводился в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования». Объектом исследования являлись гидролизаты белков плазмы крови убойных сельскохозяйственных животных. Кровяные продукты питания применяются в следующих областях: 1) Медицина: вырабатываются препараты такие, как: аминопептид, гидролизин Л-103, БК-8, жидкий и детский, гемостимулин и др. 2) Мясная промышленность: из крови убойных сельскохозяйственных животных приготовляют колбасные изделия, зельцы и консервы (паштет). Получения структурированных белковых и желейных продуктов, мясных эмульсий. В колбасно-кулинарном производстве светлая кровяная сыворотка по питательности является полноценным заменителем яичного белка. 3) Кондитерская промышленность: печенья, торты, пирожки из светлого пищевого альбумина. 4) Производство функциональных продуктов: белковые напитки, функциональные коктейли. Рубрики МПК РФ охваченные в данном патентном отчете: АJ1/06, A23J3/12, A23J3/30, A23J3/34, A23J3/08, A23J3/30, A23J3/30, A23J3/08, A23P1/00, A23P1/00, A23L1/18, A23J3/30, A23J3/12. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 5 Поиск патентной информации проводился в патентных базах данных Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам Российской Федерации (Роспатент, www.fips.ru), бюро по патентным и товарным знакам США (USPTO, www.uspto.gov). В патентном законе Российской Федерации не признается патентоспособность научных теорий, математических методов, правил и методов интеллектуальной и хозяйственной деятельности, компьютерных программ, и решений, заключающихся только в представлении информации (патентный закон РФ). 1.2 Основная (аналитическая) часть 1.2.1. Технический уровень и тенденции развития объекта сель- скохозяйственной деятельности Область исследования – способы получения гидролизатов белка крови убойных сельскохозяйственных животных. Промышленное производство сбалансированных и здоровых продуктов питания является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. В современной России в условиях сложной демографической ситуации разработка эффективных и экономически обоснованных подходов к ускоренному оздоровлению населения становится одним из наиболее приоритетных научно-прикладных направлений, что отражено в утвержденной правительством концепции государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2020 года. Кровь убойных животных является ценным источником животного белка и других необходимых человеку компонентов: жиров, углеводов, ферментов, витаминов и минеральных веществ. Богатство химического состава крови можно под- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 6 твердить и тем, что из нее молочные железы получают всё, что требуется для выработки молока. Кровь усваивается организмом почти полностью (на 94–96 %), воды содержит лишь на 5–10 % больше чем мясо, а по содержанию полноценного белка 1 кг плазмы крови соответствует 0,56 кг свинины или 0,4 кг говядины. Приведенные характеристики позволяют называть кровь «жидким мясом» и свидетельствуют о целесообразности расширения ее использования в качестве сырья для производства пищевой продукции. В связи с этим, в настоящее время расширяется применение крови убойных животных для производства таких продуктов питания, как колбасные изделия, мясные полуфабрикаты, хлебопекарные и кондитерские изделия, а также майонезы. В колбасном производстве используют широкий ассортимент крови и ее компонентов. К ним относятся кровь цельная, дефибринированная или стабилизированная, сыворотка крови, плазма крови, форменные элементы крови. Все эти 6 продукты могут быть по степени свежести свежие, по термическому состоянию – охлажденные, подмороженные, замороженные или консервированные, например, поваренной солью. Кроме того, в технологии производства пищевых продуктов, применяют осветленную кровь и черный пищевой альбумин высшего или первого сорта, полученный высушиванием дефибринированной или стабилизированной крови или форменных элементов [87]. Для повышения продуктивности скота и птицы расширяется использование кормовых добавок, в состав которых входит кровь. Например, применение кровяной муки как компонента в рационе сельскохозяйственных животных позволяет интенсифицировать процесс их роста и развития, влиять на воспроизводство поголовья. Кровь как сырьё используется также для производства натуральных лечебных препаратов (например, белковый кровезаменитель БК-8, гидролизин Л-103, аминопептид-2, фибриновые пленки, гемостатическая губка) и питательных сред для бактериологических исследований. По показателям состава крови в организме животных в ветеринарии регистрируются те или иные болезни. В ветеринарно-медицинской экспертизе широко ис- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 7 пользуются методы вещественных доказательств по остаткам крови, оставленных на вещах, предметах и др. Кровь является питательной средой для микроорганизмов. Поэтому при ее переработке и хранении необходимо соблюдать комплекс ветеринарно- санитарных требований, обеспечивающих стерильность сырья и получение качественной и безопасной продукции. Наличие в продуктах убоя животных кровоизлияний, гематом, травм и т.п. снижает качество продукции и определяет соответствующую санитарную оценку. 1.2.2. Исследование патентной чистоты объекта техники По исследуемой теме в рамках ПНИ проведены патентные исследования. Патентный поиск (с глубиной поиска 20 лет) с целью проверки разрабатываемых гидролизатов белка на патентную чистоту проводился по странам: Российская Федерация. В процессе патентного поиска были использованы следующие источники: a) Российские БД: 1) Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС), http://fips.ru/;; 2) Международный центр научной и технической информации (МЦНТИ), http://www.icsti.su/; 3) ГПНТБ, http://www.gpntb.ru/; В рамках настоящего патентного исследования на первом (заключительном) этапе ПНИ проведен тематический поиск российской охранной документации, а также мониторинг прочих информационных ресурсов, в результате которого выявлены наиболее близкие к разрабатываемому объекту аналоги: Патент № 2374893. Способ производства гидролизатов белков. Патент № 2407399. Способ получения частичных белковых гидролизатов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 8 Патент № 2088104. Способ получения белковых гидролизатов из белоксодержащего сырья. Патент № 2096965. Способ получения белкового гидролизата из крови. Патента № 1717072. Способ получения гидролизата белков из форменных элементов крови. Патент № 2438363. Способ производства мелкоформованного пищевого продукта с на основе белковой массы из плазмы крови сельскохозяйственных животных. Патент № 2360693. Гидролизат рыбьего белка. Патент № 2375910. Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков. Патент № 2428047. Способ получения гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и гидролизат сывороточных белков с высокой степенью гидролиза Патент № 2484639. Устройство для переработки крови сельскохозяйственных животных и его применение. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ После проведения подробного анализа существующих патентов, сделан вывод о том, что на данный момент изучаются и разрабатываются разные способы получения гидролизата белков раститетьлного и животного происхождения. В этой связи разработка новых технических решений для реализации биотехнологических процессов является актуальной и важной научно- технической задачей. Можно утверждать, что на данном этапе исследования перспективными являются методы, основанные на гидролизе. Это позволяет сократить время технологического процесса. Использование вторичного сырья животного происхождения позволяет расширить сырьевую базу, а так же удешевить производство гидролизатов. Внедрение новых технологий позволит обеспечить потребителя качественным и конкурентно способным продуктом отечественного производства. С помощью рассмотренных методов можно получать как чистый продукт, так и сухие, жидкие гидролизаты. Можно предположить, что на данном этапе исследования способы получения гидролизата белка на основе плазмы свиной крови являются наиболее приемлемыми для использования в исследовании, так как эта область на данный момент принадлежит к числу наиболее актуальных и востребованных направлений биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии. Патентный поиск (с глубиной поиска 20 лет) с целью проверки разрабатываемых гидролизатов белка на патентную чистоту проводился по странам: Российская Федерация. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 10 ПРИЛОЖЕНИЯ Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 11 ПРИЛОЖЕНИЕ А УТВЕРЖДАЮ Ректор ФГБОУ ВО «КемТИПП» А.Ю. Просеков __________________________ 2015 г. м.п. «____» ЗАДАНИЕ №1 на проведение патентных исследований Наименование работы (темы): Разработка патента на способ получения гидролизата белков из белков крови убойных сельскохозяйственных животных. Сроки выполнения: 10.04.2015–01.06.2015 г. Задачи патентных исследований: установление требований к объекту исследования; определение уровня развития техники и патентоспособности разрабатываемой технологии, получение сведений об охранных и иных документах на территории Российской Федерации. Таблица А1– Календарный план Сроки выполнеВиды патентных исследований Подразделения Ответственные ния патентных Исполнители исполнители исследований. (соисполнители) (Ф.И.О) Начало. Отчетные документы Окончание Определение уровня ФГОУ ВО развития технологии получения гидролизатов из крови животных Изм. Лист № докум. КемТИПП (университет) Подпись Дата Отчет о паА.Е. Данилова 10.04.2015 – тентных О.В. Кригер 01.06.2015 исследованиях АТО 00 00 000 СЧ Лист 12 Изм. ПРИЛОЖЕНИЕ Б Лист. . Регламент поиска №1 от 10.04.2015г. Наименование работы (темы): Получение гидролизата белка крови убойных сельскохозяйственных животных. Шифр работы (темы): 2014-14-588-0004-001 Цель поиска информации: определение достигнутого технического уровня в РФ в области получения гидролизатов белка крови убойных сельскохозяйственных животных. Обоснование регламента поиска: получение гидролизата белка крови убойных сельскохозяйственных животных, таблица Б1. Начало поиска: 10.04.2015 г. Окончание поиска: 01. 06.2015 г. АТО 00.00.000 СЧ Изм. Лист. Таблица Б 1 ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПО КОТОРЫМ ПРОВЕДЕН ПОИСК . Предмет поиска патентные Страна поиска наименование Получение гидролизата АТО 00.00.000 СЧ Переработка крови Россия Россия База данных по изобретениям Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент)) Руководитель патентного подразделения Классификация МПК научнотехническая информация наиме нование Рубрики УДК конъюнктуные Наиме нов. Код товара ГС, СМТК другие Наи мен. АJ1/06, A23J3/12, A23J3/30, A23J3/34 A23J3/08, , A23P1/00, A23P1/00, A23L1/18. «____»_____________2015 г. __________________ О.В. Кригер Кл. ин д. Ретроспективность 20 лет 20 лет Изм. Лист. ПРИЛОЖЕНИЕ В . ОТЧЕТ О ПОИСКЕ В.1 Поиск проведен в соответствии с заданием: Исследование и разработка технологии получения гидролизатов белков крови убойных сельскохозяйственных животных, Кригер О.В, профессор. №98 от «11» февраля 2015г. и Регламентом поиска №98 от «11» февраля 2015г. В.2 Этап работы: ВКР В.3 Начало поиска: 10.04.2015г. Окончание поиска: 01.06.2015г. В.4 Сведения о выполнении регламента поиска (указывают степень выполнения регламента поиска, отступления от требований регламента, причины этих отступлений): регламент поиска выполнен АТО 00.00.000 СЧ В.5 Предложения по дальнейшему проведению поиска и патентных исследований: В.6 Материалы, отобранные для последующего анализа Изм. Лист. Таблица В.1 – Патентная документация . АТО 00.00.000 СЧ Предмет поиска (объект исследования, его составные части) Страна выдачи, вид и номер охранного документа. Классификационный индекс Заявитель (патентообладатель), страна. Номер заявки, дата приоритета, дата публикации Название изобретения (модели, образца) Получение гидролизата Российская Федерация, Патент №1717072. АJ1/06 Патентообладатель(и): Федорова Л.Г. Румянцева Г.Н Заявка:4385491/13 (22) 02.03.98 Способ получения гидролизизата Получение гидролизата Российская Федерация, Патент №2096965 A23J3/12 Кровь как белковый продукт Российская Федерация Патент №2438364 A23P1/00 Плазма как белковый продукт Российская Федерация, Патент №2438363 A23P1/00, A23L1/18 Переработка крови Российская Федерация, Патент №2207760 A23J3/30, A23J3/12 Патентообладатель(и): Неклюдов А.Д., Лисицын А.Б. Заявка:95105507/13, 11.04.1995 Патентообладатель(и): Юзов С.Г. Заявка:2010138097/13, 15.09.2010 Патентообладатель(и): Юзов С.Г. Заявка: 2212181/13 , 20.09.2003. Патентообладатель(и): Ильина Н.М.,Шаткова О.Е., Заявка: 2001120155/13, 18.07.2001 Способ получения белкового гидролизата из крови Способ производства пищевого гематогена на основе белковой массы Способ производства мелкоформованного пищевого продукта на основе плазмы крови сельскохозяйственных животных Гидролиз как способ переработки боенской крови. Изм. Лист. Продолжение таблицы В1 . Предмет поиска (объект исследования, его составные части) Страна выдачи, вид и номер охранного документа. Классификационный индекс Заявитель (патентообладатель), страна. Номер заявки, дата приоритета, дата публикации Название изобретения (модели, образца) Получения гидролизата Российская Федерация, Патент №2088104 23J3/34, A23J3/30, A23J3/04, Патентообладатель(и): Козловская Э.П.,Артюков А.А., Заявка: 96108006/13, 30.04.2006 Способ получения белковых гидролизатов Получение гидролизата Получение гидролизата АТО 00.00.000 СЧ Получение гидролизата Получение гидролизата Переработка крови Российская Федерация Патент 2407399 A23J3/30, A23J3/34 Российская Федерация, Патент №2375910 A23J3/08 , A23J3/30 Российская Федерация, Патент №2374893 A23J3/30 Российская Федерация, Патент №2428047 A23J3/08 Российская Федерация, Патент №2484639 A23J3/12 Патентообладатель(и): Круглик В.И.(RU),Зорин С.Н Заявка: 2007144332/13, 16.03.2006 Патентообладатель(и): Круглик В.И.(RU),Зорин С.Н Заявка: 2008122014/13, 03.06.2008 Патентообладатель(и): Телешевская Л.Я Заявка: 2007128019/13, 23.12.2005 Патентообладатель(и): Круглик В.И.(RU),Зорин С.Н Заявка: 2010105819/10, 19.02.2010 Патентообладатель(и): Изгарышев А.В (RU),Просеков А.Ю (RU), Кригер О.В(RU) Заявка: 2011109971/10, 16.03.2011 Способ получения частичных белковых гидрализатов Способ получения ферментативного гидролизата сывороточных белков Способ получения белковых Способ получения гидролизата сывороточных белков Устройство для перерабботки крови сельскохозяйственных животных и его применение ПРИЛОЖЕНИЕ Г РЕФЕРАТЫ Патент №1717072. Изобретение относится к способам обесцвечивания форменных элементов крови убойных животных для получения биологически ценных продуктов питания и может найти применение в мясной, пищевой промышленности и здравоохранении. Способ предусматривает гемолиз сырья, обработку ферментным препаратом с последующей его инактивацией, ультрафильтрацию и сушку, при этом в качестве ферментного препарата используют щелочную протеазу Г20Х микробного происхождения в количестве 0,3–0.5 % к массе форменных элементов, гемолиз ведут при жидкостном коэффициенте 1:3. при этом процессы гемолиза и обработки ферментным препаратом проводят при 49-52 ᵒС, а обработку ферментным препаратом осуществляют при рН 9.0–9,2. При этом после гемолиза вводят аскорбиллальмитат в количестве 0,004–0,04 % к массе форменных элементов. Изобретения позволяет повысить выход и улучшить органолептические показатели готового продукта. Патент № 2096965. Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам получения белковых препаратов из крови убойных животных, предназначенных для использования в пищевой, медицинской, микробиологической и парфюмерной промышленности. Сырье, в качестве которого используют боенскую кровь животных, подвергают не менее чем двухкратному замораживанию с дефростацией, с последующим измельчением любым известным способом. Измельченное сырье разбавляют водой в соотношении. Затем проводят ферментативный гидролиз, который ведут в две стадии. На первой стадии в раствор с сырьем добавляют цитрат натрия, толуол в количестве 1–5 % каждого от массы сырья. Процесс проводят при перемешивании со скоростью 80–120 об/мин. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 18 На второй стадии вводят протосубтилин в количестве 4 % от массы сырья, температуру повышают от 50 ᵒC до 80–100 ᵒC в конце стадии, процесс ведут не менее 3 ч. Далее проводят фильтрацию гидролизата от непрореагировавшего белка, сушку фильтрата. Отфильтрованный осадок подвергают кислотному гидролизу 12 %-ной серной кислотой в течение 3 ч при температуре от 110 до 115 ᵒC, а по окончании процесса проводят нейтрализацию водной суспензией Ca(OH2 ) или СаО до значения рН реакционной массы 6,8–7,0 после чего отфильтровывают выпавший осадок, а фильтрат высушивают. Аминокислотный состав получаемого ферментативного гидролизата, кислотного гидролизата, гидролизата, получаемого по прототипу, и эталонного белка. Существенным в данном способе является многократный процесс замораживания с дефростацией крови и ведение двухстадийного ферментативного гидролиза с указанными выше препаратом, все эти приемы позволяют расширить сферу применения ценного сырья в различных отраслях пищевой промышленности, обеспечить 100 %-ную переработку крови, увеличить на 30–40 % выход ферментативного гидролизата по сравнению с прототипом, улучшить его аминокислотный состав, а следовательно и питательную ценность. Патент № 2438364. Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве пищевого гематогена брикетированного в индивидуальной упаковке, предназначенного для лечебного, профилактического и специального питания, в том числе для диетического и диабетического питания. Способ характеризуется тем, что применяется связующая масса, приготовленная без применения высокотемпературной термообработки на основе плазмы крови сельскохозяйственных животных, для размещения в ней биологически активных добавок в растворимой легкодоступной для желудочно-кишечного тракта человека форме. Пищевой гематоген представляет собой высококонцентрированную пищевую систему промежуточной влажности, вырабатываемую из плазмы крови с добавлением и предварительным смешиванием с другими пищевыми ингредиентами и биологически активными веществами с пониженным содержанием влаги и из воды питьевой в виде измельченного чешуйчатого льда при Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 19 перемешивании смеси в условиях обработки на куттере при субкриоскопических отрицательных значениях температуры с последующим применением механизированного способа формования, утрамбовывания и упаковывания и отеплением продукта Патент № 2438363. Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве мелкоформованных и упакованных пищевых продуктов. Способ предусматривает перемешивание белковой связующей массы с растительными экструдированными крупами в качестве наполнителя. В качестве белковой связующей массы используют плазму крови сельскохозяйственных животных, высушенную порошкообразную водорастворимую, и воду питьевую. Составление высококонцентрированной пищевой системы осуществляют методом растворения- вымешивания белковой массы вместе с другими сухими компонентами без применения высокотемпературной термообработки при умеренных положительных значениях температуры на тестомесах или фаршемешалках с получением продукта, обладающего вязкопластичными и связующими свойствами. Способ обеспечивает получение сухого мелкоформованного пищевого продукта на основе плазмы крови от сельскохозяйственных животных с нативной молекулярной структурой, без денатурации белковых компонентов, а также улучшение гигиеничности и удобства при употреблении мелкоформованных пищевых продуктов. Патент № 2207760. Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к технологии переработки боенской крови и получению из нее основы для производства белковых безалкогольных напитков. Способ переработки боенской крови предусматривает предварительную стабилизацию, сепарирование боенской крови и проведение гидролиза до заданной степени конверсии белков. Плазму крови подвергают холодной пастеризации фильтрованием, для гидролиза используют закваску молочно-кислых бактерий Bifidobacterium bifidum или Lactobacillus bulgaricus, или Lactococcus lactis, или Streptococcus thermophilus, или их смеси в количестве 3-5 % к массе сырья, при этом дополнительно вносят монои дисахара (глюкозу или лактозу, или фруктозу, или сахарозу) в количестве 2-4 % к массе сырья, а гидролиз проводят при температуре 8-16 ᵒС в течение 18-24 ч. Изобретение обеспечивает получение продукта повышенной биологической цен- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 20 ности, упрощение и удешевление производственного цикла, расширение области применения в питании различных групп населения. Патент № 2088104. Изобретение касается получения белковых гидролизатов из растительного и животного сырья для медицины, микробиологии, пищевой и парфюмерной промышленности, производства ветеринарных препаратов и кормов для животных, биотехнологии. Использование: при получении белковых гидролизаторов из растительного и животного сырья для медицины, микробиологии, пищевой и парфюмерной промышленности, производства ветеринарных препаратов и кормов для животных, биотехнологии и т.д. Сущность изобретения: в использовании гепатопанкреаса промысловых видов крабов для получения белковых гидролизатов с различной степенью гидролиза из растительного и животного белоксодержащего сырья. Сырье подвергают гидролизу гепатопанкреасом промысловых видов крабов, далее целевой продукт отделяют фильтрацией, концентрируют и высушивают. Изобретение касается получения белковых гидролизатов из растительного и животного сырья для медицины, микробиологии, пищевой и парфюмерной промышленности, производства ветеринарных препаратов и кормов для животных, биотехнологи. Патент № 2407399. Настоящее изобретение относится к способу получения частичного белкового гидролизата и молочным смесям, содержащим указанный гидролизат. Способ включает смешивание растворов сывороточного белка и казеина с водой, при этом соотношение белок молочной сыворотки: казеин составляет приблизительно 60:40. Поддерживают температуру приблизительно 5060 °С и рН раствора от 6.5 до 8. Добавляют Протеазу к раствору, так что ее количество составляет от 0,5 % до 1 %. Процесс гидролиза проводят в течение периода времени, за который степень гидролиза достигает приблизительно от 4 % до 10 %. Гидролиз завершают, подвергая раствор деактивации ферментов. Также готовят молочную смесь, объединяя частичный белковый гидролизат с источником углеводов и липидов. Изобретение позволяет получить частичный белковый гидролизат с приятными вкусовыми качествами и эмульгирующими свойствами, обладающий меньшим стимулирующим эффектом ответ по сравнению с интактными белками коровьего молока, а комби- Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 21 нация белка молочной сыворотки и казеина аналогична комбинации белков человеческого грудного молока. Патент № 2375910. Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к получению очищенных гидролизатов сывороточных белков молока с высокой биологической ценностью, используемых при производстве широкого ассортимента гипоаллергенных продуктов питания для детей и взрослых, страдающих различными формами пищевой непереносимости. Способ включает получение белкового раствора, его пастеризацию, ферментативный гидролиз панкреатином, ультра и диафильтрацию полученного гидролизата с разделением на фильтрат и концентрат, сушку. При этом перед внесением фермента начальное значение рН белкового раствора устанавливают 5 %-ым водным раствором смеси щелочей гидроксида калия и гидроксида натрия, взятых в соотношении 2:1 соответственно. Белковый раствор получают из сухого концентрата сывороточного белка, а гидролиз ведут при фермент-субстратном соотношении 1,5–2,5 %, при температуре 48–54 °С в течение 3–3,5 часов, с начальным рН 7,9–8,3. Ультра и диафильтрацию гидролизата осуществляют на мембранах с пропускной способностью. 20 кДа до массовой доли сухих веществ в концентрате 18–20 %. После чего полученный концентрат разбавляют до содержания сухих веществ 4–5 % и повторно подают на ультра- и диафильтрацию. Полученный фильтрат первого и второго прогона концентрируют нанофильтрацией на мембранах с пропускной способностью. 1,0 кДа до массовой доли сухих веществ 15–17 %. Полученный наноконцентрат, содержащий очищенный гидролизат, сгущают, затем пастеризуют при 76-80 °С в течение 45–75 с. Способ позволяет получить ферментативный гидролизат сывороточных белков с повышенной пищевой и биологической ценностью, повышенным качеством, улучшенными органолептическими свойствами, сниженной потенциальной аллергенностью, что дает возможность его использования в гипоаллергенных смесях с улучшенными органолептическими свойствами, сниженной потенциальной аллергенностью. Патент № 2360693. Группа изобретений относится к медицине, точнее к применению обработанного ферментами гидролизата рыбьего белка. Предложено Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 22 применение вещества, представляющего собой обработанный ферментами гидролизат белка рыб, обладающего способностью ингибировать активность холестеринацилтрансферазы и усиливать митохондриальное окисление, для изготовления фармацевтической или пищевой композиции, для лечения и/или предупреждения жировой дистрофии печени у животного, для лечения и/или предупреждения гиперхолестеринемии и для лечения и/или предупреждения гипергомоцистеинемии, а также для лечения и/или предупреждения атеросклероза, коронарной болезни сердца, стеноза, инфаркта миокарда и удара у животного. Предложен способ производства обработанного ферментами гидролизата рыбьего белка, обладающего способностью ингибировать активность холестеринацилтрансферазы, снижать концентрацию триглицеридов в печени, снижать концентрацию гомоцистеина в плазме и/или усиливать митохондриальное окисление. Предпочтительное воплощение изобретения относится к применению FPH в качестве антиатерогенного и кардиопротективного агента, даваемого либо в виде фармацевтического агента, либо в виде функционального питания. Патент № 2374893. Изобретение касается способа для производства гидролизатов из сырья растительного и животного происхождения, содержащего белок. Расщепление сырья проводят в водной среде при температуре в диапазоне от 180 °С до 220 °С в течение времени реакции от 25 до 45 мин. При этом поддерживают давление в реакционной камере в диапазоне от 50 до 75 бар. Полученная суспензия после процесса расщепления разделяется на осадок, который содержит нерастворимые составные части исходного материала и верхний водный слой, в котором растворены продукты расщепления сырья. Изобретение позволяет производить гидролизаты определенного диапазона молекулярного веса без технологических шагов для регулировки значения рН и без ферментативных технологических шагов. Патент № 2428047. Изобретение относится к молочной промышленности. Способ предусматривает ультра и диафильтрацию раствора сывороточных белков, приготовленного из сухого концентрата сывороточных белков, доведение полученного после ультра и диафильтрации раствора концентрата сывороточных Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 23 белков до массовой доли сухих веществ 4,8–5 %, его пастеризацию с последующим ферментативным гидролизом при фермент-субстратном соотношении 5 % по массе, ультрафильтрацию полученного неочищенного гидролизата на мембранах с пропускной способностью по молекулярной массе 5 кДа и 2 кДа. После чего полученный фильтрат первого прогона дополнительно очищают ультрафильтрацией на мембранах с пропускной способностью по молекулярной массе 5 кДа и 2 кДа, при постоянном возврате получаемого концентрата на ультрафильтрацию, и полученный фильтрат второго прогона, содержащий очищенный гидролизат, концентрируют обратным осмосом, затем сгущают, пастеризуют и сушат. Полученный гидролизат характеризуется тем, что он является безлактозным и что более 75 % белкового материала сосредоточено во фракции низкомолекулярных пептидов в диапазоне молекулярных масс 0,5–2 кДа. Патент № 2484639. Изобретение относится к мясной промышленности, а именно к технологии переработки крови сельскохозяйственных животных. Переработка крови осуществляется комплексно устройством, включающим емкость для раствора стабилизатора, насос, ресивер для собираемой крови, полые ножи, позволяющие непрерывно отбирать кровь с нескольких животных, емкость для перемешивания крови с разбрызгивателями, имеющими выпускные отверстия, аппарат для перемешивания крови со съемными лопастями, сепаратор, емкости для слива гемоглобинсодержащей массы и плазмы (сыворотки) крови, запорные вентили, и при этом все элементы устройства расположены на одной раме. Устройством получают основные продукты первичной переработки крови: стабилизированную кровь, фибриноген, сыворотку, плазму и гемоглобинсодержащую массу. При стабилизации крови используют раствор-стабилизатор в виде охлажденного до 4–6 °С раствор цитрата натрия, который смешивают с кровью в соотношении 1:10. Изобретение позволяет осуществлять комплексную непрерывную переработку крови в мобильном устройстве и не допускать процессов микробиологической порчи крови после ее сбора. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 24 ГЛАВА 2 ЗАЯВКА НА ПОЛУЧЕНИЕ ПАТЕНТА Способ получения гидролиза белка из крови убойных сельскохозяйственных животных Изобретение относится к технологии получения гидролизата белка ферментативным гидролизом с помощью ферментного комплекса панкреатина и может быть использована в производстве гидролизата белка, пищевой промышленности для более дешевого способа заменителя белка в продуктах питания, получению биологически активных веществ, которые можно найти применения в ветеринарии. Известные способы получения продуктов гидролиза животных тканей чаще всего основаны на разрушении ферментов тканей термообработкой и последующим получением продуктов деградации введением протеолитических ферментов микроорганизмов.. Известны способы получения белковых гидролизатов с использованием ферментного комплекса "Коллагеназа", который получают из отходов рыбоперерабатывающей. В качестве прототипа выбран способ получения белковых гидролизатов из животных и растительных тканей путем гидролиза белоксодержащего сырья "Коллагеназой краба", инактивации фермента, отделения целевого продукта ультрафильтрацией, концентрирования и сушки продукта. Недостатками данного способа являются трудоемкость выделения ферментного комплекса и удорожание за счет этого конечного продукта. Цель изобретения – использование плазмы свиной крови для получения гидролизата белка и интенсификация процессов производства гидролизата белка, снижение энергоемкости и упрощение технологии их получения, повышение качества и удешевление продукции. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 26 Поставленная цель достигается тем, что в способе получения гидролизата белка за счет воздействия на плазму ферментного комплекса панкреатина. Основные ферменты панкреатина – трипсин и химотрипсин – являются эндопротеазами, т. е. разрываются пептидные цепи по внутренним связям. Помимо эндопротеаз, в состав панкреатина входят концевые пептидазы, которые обусловливают содержание свободных аминокислот в гидролизатах. В соответствии с активностью эндопротеаз и концевых пептидаз образуется тот или иной набор свободных аминокислот. В связи с тем, что панкреатические гидролизаты, полученные при непродолжительном гидролизе, обычно содержат до 20 % аминокислот; при средней продолжительности — 30-40 %; при длительном гидролизе их содержание может достигать 50 % и более. Пример 1. Кровь после убоя животных собираю и производят стабилизацию. В качестве стабилизатора используется один из двух вариантов реактивов, либо смесь двух растворов в соотношении 1:1: 0,75%-ный раствор Na3PO4 и 4%ный раствор Na3C6H5O7, либо смесь двух растворов в соотношении 2:3: 0,75%ный раствор Na3PO4 и 4%-ный раствор Na3C6H5O7. Выбор того или иного реактива не влияет на конечный результат. При этом, доза внесения (стабилизатор:кровь) должна составлять 1:10. Далее разделяем цельную кровь с помощью центрифуги на плазму и эритроцитатную массу. В течении 6 минут при факторе разделения не более 2000 единиц. Отделившуюся плазму подвергают ферментативному гидролизу, с помощью ферментной системы панкреатина, в фермент: субстратном соотношении 1:50, для более экономичного расхода фермента 1:100. Ферментативный гидролиз проходит в две стадии. На первой стадии плазму плазму разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:10. Далее в разбаленную плазму добаляют 6% от массы сырью цитрата натрия , и этилового спирта, при температуре 30 ºС в течение 2 часов. На втором стадии добавляют ферментную систему панкреатин в соотношении 1:50 или 1:100, при температуре 50 ºС в течение 4 часов. После этого гидролизат фильтруют и отправляют в сушильную камеру. Изм. Лист № докум. Подпись Дата АТО 00 00 000 СЧ Лист 28 РЕФЕРАТ Способ получения гидролизата белка из плазмы свиной крови Изобретение относится к технологии получения гидролизата белка ферментативным гидролизом с помощью ферментного комплекса панкреатина и может быть использована в производстве гидролизата белка, пищевой промышленности для более дешевого способа заменителя белка в продуктах питания, получению биологически активных веществ, которые можно найти применения в ветеринарии. Данный способ включает стабилизацию крови, разделения с помощью центрифуги на плазму и эритроцитатную массу, разбавлением, проведения ферментативного гидролиза, фильтрование, и сушка для получения сухого гидролизата. Техниский результат достигается за счет подбора оптимальных парметров гидролиза с целью удешевления и получения готового гидролизата. Изм. Лист № докум.№ Подпи- Да- АТО 00 00 000 СЧ Лист 294 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения гидролизата белка из плазмы свиной крови, включающий стабилизацию крови, разделения на плазму и эритроцитатную массу, ферментативнй гидролиз, содержащий ферменты трипсин и химотрипсин. Гидролиз ведется при температуре 50±2,5 ᵒС в течение 4ч. с последующей фильтраций выделившегося гидролизата. Автор: Данилова А.Е Кригер О.В АТО 00.00.000 СЧ 30
