ТехнологиЯ получения кератинсодержащей кормовой добавки и оценка ее влияния на качество шкурок норки
|
Скачать 1.96 Mb.
|
|
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имЕНИ К.И.Скрябина» На правах рукописи Баранцева Ольга Владимировна технологиЯ получения кератинсодержащейкормовой добавки и оценка ее влияния накачество шкурок норки03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Сапожникова Алла Ионовна Москва - 2011 СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ОР – основной рацион; СТО – стандарт организации; КД – кормовая добавка. ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. В процессе получения основной товарной продукции на кожевенных, меховых, шерстеперерабатывающих предприятиях на отдельных этапах производства образуется большое количество побочных продуктов в виде скотоволоса, щетины, очеса шерстяных волокон. Преобладающим структурным и химическим компонентом перечисленных выше побочных продуктов является фибриллярный белок – кератин. Анализ многочисленных источников литературы указывает на широкие потенциальные возможности рационального и эффективного применения не используемых в настоящее время кератинсодержащих отходов. Исследование химического состава свидетельствует о высоком содержании глутаминовой кислоты, лейцина, серина, пролина и валина в кератинсодержащих материалах. Однако наибольшая ценность данного сырья связана с наличием в них серосодержащих аминокислот цистина и метионина [52; 111; 119; 136; 139]. Вышеизложенное объясняет определенный интерес предприятий, занимающихся изготовлением продукции биотехнологического, фармацевтического и косметического назначения, к кератинсодержащим продуктам как к новому перспективному источнику белоксодержащего сырья. Химическая оценка кератинов позволяет положительно оценить потенциальные возможности этих белковых ресурсов как источников незаменимых аминокислот. Данное обстоятельство служит основой для изыскания путей рационального использования этого сырья в получении продуктов кормового назначения [136]. Учитывая тот факт, что высокая стабильность и нерастворимость кератина обусловлена большим числом поперечных дисульфидных связей между его пептидными цепями рекомендуется осуществлять разрыв поперечных дисульфидных связей кератина за счет окислительно-восстановительных процедур, что в конечном итоге приводит к образованию растворимого продукта, расщепляющегося протеолитическими ферментами [119]. Однако жесткие условия гидролиза с применением больших концентраций щелочи разрушают некоторые серосодержащие аминокислоты. Предварительная обработка сырья перекисью водорода способствует окислению кератина шерсти, и тем самым ускоряет протекание щелочного гидролиза. При действии на кератин восстановителей сульфитов (гидросульфитов) дисульфидные связи разрываются, что способствует более полному гидролизу [90; 136]. В последнее время наиболее перспективными считаются способы получения гидролизатов с помощью специфических ферментов, позволяющие получать белковые гидролизаты с максимально полным набором аминокислот [67]. Несмотря на имеющийся опыт сбора кератинового сырья в настоящее время оно используется не полностью. Это обусловлено несовершенством методов его переработки [5]. На основании анализа данных литературы, становится очевидным, что важным направлением в современной биологии являются исследования, направленные на расширение возможностей переработки белоксодержащего сырья животного происхождения с целью обеспечения экологичности производств за счет создания безотходных и малоотходных технологий при максимальном вовлечении побочных продуктов переработки в основное производство. В связи с этим биотехнологические исследования, направленные на использование щадящих методов воздействия на кератинсодержащее сырье химических веществ с применением ферментных препаратов для оптимизации технологий получения кормовых добавок, представляет актуальную задачу. Применение ферментативного гидролиза кератина приобретает научный и практический интерес в связи с возможностью получения на его основе гидролизатов и различных кормовых добавок с серосодержащими аминокислотами, способных при добавлении в основной рацион пушных зверей повышать качество шкурковой продукции. Цель и задачи работы. Цель работы заключается в разработке технологии получения кормовой добавки из кератинсодержащих отходов и оценке ее влияния на качество шкурок норки. При этом необходимо было решить следующие задачи:
Научная новизна. Впервые разработана технология получения из некондиционной овечьей шерсти кератинсодержащей кормовой добавки Кератопептид. Установлено, что сочетание щелочного гидролиза сырья с последующим воздействием ферментным препаратом, выделенным из культуры Aspergillus niger обеспечивает получение гидролизата с максимальным содержанием серосодержащих аминокислот (цистин 5,18±0,14 мг/см3, метионин 0,54±0,01 мг/см3). Впервые экспериментально показано, что кормовая добавка Кератопептид способствует улучшению товарных свойств шкурок норки. Полученные результаты исследований показали достоверное увеличение густоты волос на всех топографических участках для всех опытных групп в сравнении с контрольной. Установлено, что введение в рацион кормления молодняка норок кормовой добавки Кератопептид способствует увеличению числа бездефектных шкурок и увеличению суммарного зачёта по качеству в опытных группах по сравнению с контрольной до 6,9%. Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработана технология изготовления кератинсодержащей кормовой добавки Кератопептид. В условиях ООО «Печора Шубина» изготовлены 3 опытно-производственных серии кормовой добавки. Материалы исследований включены в проект нормативно-технической документации (технологический регламент изготовления, СТО 85753185-0001-2009 и инструкция по применению). Личный вклад соискателя. Автору принадлежит непосредственное осуществление исследований по разработке оптимальных параметров и режимов технологии гидролиза шерсти овец, изучения влияния полученных кератинсодержащих кормовых добавок на товарные свойства шкурок норки в условиях ОАО «Племенной зверосовхоз «Салтыковский» Московской области, анализ и обобщение полученных данных, подготовка проекта нормативной документации на кормовую добавку. Ряд исследований были проведены в ГНУ ВИЭВ и в Аккредитованном испытательном лабораторном центре БИОТЕСТ МГУПБ при поддержке ведущего научного сотрудника М.И. Искандарова, ведущего научного сотрудника О.В. Якушевой и Л.А. Зюковой, которым выражаем глубокую благодарность. Апробация работы. Материалы по разработке кормовой добавки Кератопептид рассмотрены и одобрены на заседании научно-методической комиссии ФГОУ ВПО МГАВМиБ (Москва, 2009) и научно-производственном совещании ООО «Печора Шубина» (МО, 2010); на международной конференции, посвященной 90-летию ФГОУ ВПО МГАВМиБ «Актуальные проблемы товароведения сырья и продуктов животного происхождения, промышленных и продовольственных товаров, экологии» (Москва, 2009); на Московской международной научно-практической конференции «Биотехнология: экология крупных городов» (Москва, 2010). Экспериментальные образцы кормовой добавки Кератопептид экспонировались на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2010» (Москва, 2010). Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 научных статей, в т.ч. 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 169 страницах машинописного текста, в.т.ч. 36 страниц приложений и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение результатов, выводы, практическое использование полученных научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список использованной литературы (174 источника, в том числе 30 иностранных). Материалы диссертации иллюстрированы 4 рисунками и 36 таблицами. Основные положения и результаты, выносимые на защиту. 1. Технология изготовления и применения кератинсодержащей кормовой добавки Кератопептид. 2. Результаты оценки безвредности кератинсодержащей кормовой добавки Кератопептид на лабораторных животных. 3. Влияние кератинсодержащей кормовой добавки Кератопептид на товарные свойства шкурок норки. 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Характеристика кератинсодержащего сырья и способы его переработки 1.1.1 Строение и свойства кератина Рациональная утилизация вторичных продуктов основана на использовании различных физико-химических и биологических способов предварительной обработки с целью повышения их пищевой ценности и эффективности производства, интенсификации технологических процессов [113]. Среди отходов животного происхождения, направляемых на производство кормовых продуктов, большой удельный вес имеет кератинсодержащее сырье [10; 11]. Кератин входит в состав рогового вещества, содержится в волосе, рогах, ногтях, перьях, копытах, роговом слое эпидермиса. Он в значительной степени изменяется в зависимости от условий образования и процессов, протекающих при жизни организма. Кератин отличается от других белков содержанием большого количества цистина, а, следовательно, и серы [83; 112; 119]. Однако белковое вещество сердцевины волоса отличается низким содержанием цистина и серы. Кератин подразделяют на мягкий, содержащийся в небольшом количестве в наружных слоях эпидермиса, сердцевине волоса, и твердый, содержащийся в волосе, рогах, ногтях и т. д. Мягкий кератин отличается меньшим серосодержанием (2-3% серосодержащих аминокислот), менее структурирован и менее устойчив к химическим воздействиям, чем твердый – высокосульфидный (18% серосодержащих аминокислот), имеющий высокодифференцированную морфологическую структуру [123]. Ниже приведен элементарный состав кератина, %: Углерод – 50,65 Водород – 7,03 Азот – 17,70 Кислород – 20,00 Сера – 6,10 Аминокислотный состав изменяется в зависимости от типа кератина. Особенностями аминокислотного состава кератина являются: 1) значительное содержание серосодержащих аминокислот цистина и цистеина (для твердых кератинов): NH2 NH2 NH2 | | | HC – CH2 – S – S – CH2 – CH HC – CH2 - SH | | | |
Похожие:
 |
Отчет по научно-исследовательской работе на тему: «Изучение влияния... Одной из возможностей решения этой проблемы является использование пробиотиков как кормовой добавки, которая помогает переваривать... |
 |
1. Качество материалов и его оценка. Механические свойства материалов... Учебные планы и программы для подготовки и повышения квалификации рабочих на производстве по профессии «Оператор электронно-вычислительных... |
|
Медико-біологічні проблеми оздоровчої фізичної культури І спорту Оценка влияния психической нагрузки на психофизиологические показатели студентов-лыжников в учебно-тренировочном процессе |
|
Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... На тему: «Оценка влияния сотрудничества с интернет – моллом Tmall com на стоимость компании розничной торговли» |
|
Тесты и приборы. Воронеж, 2009 Наименование темы Стандартизация. Оценка влияния фармацевтических факторов на кинетику высвобождения лекарственных веществ из мазей. Современные тесты... |
|
Экологическая оценка влияния интенсивной сельскохозяйственной деятельности... Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении впо «Белгородский национальный исследовательский... |
|
Дипломная работа На тему: «Экономическая оценка влияния научно-технического... Внедрение научно-технического прогресса (автоматизации) эффективная основа развития бизнеса. 9 |
|
Ii раздел 22. Требования безопасности пищевых добавок и ароматизаторов Единых санитарных требований распространяются на пищевые добавки и ароматизаторы в части их производства, оборота и хранения, а также... |
|
Рабочая программа по дисциплине Оценка воздействия на окружающую среду Цель дисциплины овладения знаниями и приемами оценки влияния на окружающую среду хозяйственной деятельности человека при проектировании,... |
|
Рабочая программа по предмету "Технология" для 6 класса, предметная... Технология" (Направление "Технология ведения дома" 5 9 классы (М.: Вентана-Граф, 2014)), умк "Технология ведения дома" (авторы: Н.... |
|
Разработка и оценка потребительских свойств соков с повышенным антиоксидантным действием Специальность 05. 18. 15 Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного... |
|
Общая сравнительная характеристика традиционной и минимальной технологий... Азности использования для ресурсосберегающего земледелия техники, поддерживающей технологии «лидер», приведена сравнительная характеристика... |
|
Лабораторная in vitro оценка влияния качества обработки корневых... Бота выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный... |
|
Письменной экзаменационной работы: технология приготовления песочных тортов Многие из них оказали влияния на другие национальные кухни, обогащали их. Мировую известность получили русские изделия из теста.... |
|
Технология приготовления блюда «Запеканка картофельная с мясным фаршем» Многие из них оказали влияния на другие национальные кухни, обогащали их. Мировую известность получили русские изделия из теста.... |
|
Разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных... Специальность 05. 18. 06 – Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов |