CC BY
0
УДК 637.5.001.89:043.3 DOI: 10.21323/2071-2499-2020-3-58-60
ОБЗОР ДИССЕРТАЦИОННЫХ РАБОТ, ЗАШИШЁННЫХ В ФГБНУ «ФНЦ ПИШЕВЫХ СИСТЕМ ИМ. В.М. ГОРБАТОВА» РАН В 2019 ГОДУ
ЧАСТЬ1
Захаров А.Н., канд. техн. наук ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
Ключевые слова: ткане- и видоспеиифичные вешества, биомаркеры, протеоми-ка, кормовая добавка, биологически активные вешества, экспресс-методы оценки, ивет мышечной и жировой ткани, мраморность мяса
Реферат
В 2019 году в Диссертационном совете ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН было защищено 2 диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук и 6 диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук. Все диссертации защищены по специальности 05.18.04 - технология мясных молочных и рыбных продуктов и холодильных производств. При этом по технологии мяса и мясных продуктов защищены 2 диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук и 4 диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Остальные диссертации защищены по технологии молока и молочных продуктов. Ниже дана первая часть краткого обзора диссертаций по технологии мяса и мясных продуктов.
A REVIEW OF DISSERTATIONS DEFENDED IN THE GORBATOV RESEARCH CENTER FOR FOOD SYSTEMS IN 2019
PART 1
Zakharov A.N.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: tissue- and species specific substances, biomarkers, proteomics, feed additive, biologically active substances, express methods of assessment, color of muscle and fatty tissue, meat marbling
Summary
In 2019, two dissertations for the degree of doctor of technical sciences and six dissertations for the degree of candidate of technical sciences were defended in the Dissertation Council of the Gorbatov Research Center for Food Systems. All dissertations were defended on speciality 05.18.04 — technology of meat, dairy and fish products and refrigeration manufactures. With that, two dissertations for the degree of doctor of technical sciences and four dissertations for the degree of candidate of technical sciences were defended on the speciality of meat and meat product technology. Other dissertations were defended on the speciality of dairy and dairy product technology. A brief review of dissertations on meat and meat product technology is given below (part 1).
ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
Разработка научно-практической модели выявления и идентификации ткане- и видоспецифичных веществ белковой природы в мясной продукции
Н.Л. Вострикова
Научный консультант - академик РАН, доктор техн. наук, профессор И.М. Чернуха
В настоящее время выявление биомаркеров животноводческого сырья играет важную роль, поскольку они могут использоваться для расширения диапазона их применения в мясных технологиях как для изучения качественных и количественных изменений свойств мясного сырья при переработке, так и для его идентификации в готовых мясных продуктах. На сегодняшний день для этих целей используется протеомика - как наиболее перспективное направление для изучения механизмов, лежащих в основе различных ткане-и видоспецифичных свойств мяса. Одна из приоритетных задач протеомики - поиск и идентификация белковых маркеров (биомаркеров), необходимых для изучения, прогнозирования и управления большим диапазоном характеристик качества, используемых при производстве и переработке мяса. Формирование интегрированного научного и технологического базиса для использования комплекса про-теомных и других постгеномных и геномных технологий в сочетании с применением методов масс-спектрометрии изучения биотканей, а также иного биологического материала, позволяет детально характе-
ризовать отдельные субпротеомы и маркерные вещества.
Вместе с тем вопросы систематизации и интеграции научных и методических решений для идентификации тканеспеци-фичных веществ белковой природы при производстве мясных продуктов пока недостаточно проработаны и требуют дальнейшего изучения. Прогнозирование функционально-технологических свойств мясных продуктов представляется особенно актуальным в настоящее время при углублении изучения автолитических процессов мясного сырья на фоне изменения генотипа животных и кормовой базы рационов питания, а также пищевой предпочтительности потребителя к натуральному мясу, продуктам определённого состава и характеристик. Актуально и практическое применение данного методологического подхода как для создания современных методов контроля состава и свойств мясной продукции на основе анализа видо- и/или тканеспецифиче-ских мышечных белков, так и для выявления отклонений от технологических рецептур. Очевидно, что подобные работы в соответствии с планом Стратегии научно-технологического развития РФ в части эффективной переработки сельскохозяйственной продукции, создания безопасных, в том числе функциональных, продуктов питания имеют социально-ориентированное значение для улучшения их качества.
Целью диссертационной работы являлось разработка научно-практических основ системной стратегии и интегрированной модели действий по выявлению,
изучению и идентификации ткане- и ви-доспецифичных веществ белковой природы животного происхождения для подтверждения состава и аутентичности мясной продукции.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
► систематизировать и адаптировать существующие методологические подходы использования протеомных и хромато-графических методов для анализа белковых компонентов;
► разработать научно-практические основы применения системной протеом-ной стратегии идентификации белкового состава мяса и оценки аутентичности мясной продукции;
► провести экспериментальные исследования и идентифицировать мышечные белки сельскохозяйственных (говядина, свинина, конина, верблюжатина) животных и птицы (курица, индейка), а также белки, входящие в состав ингредиентов, используемых в мясном производстве, с целью получения белкового паттерна;
► обосновать и экспериментально подтвердить наличие ткане- и видоспецифичных различий белков животного происхождения;
► установить характер изменения мышечных белков свинины при созревании мяса с учётом принадлежности к различным группам качества.
► провести сравнительное изучение характера изменений пептидного профиля говядины при анаэробном и аэробном хранении;
► установить перечень белковых биомаркеров для оценки аутентичности термообработанной мясной продукции (на примере варёных колбасных изделий), провести оценку содержания видоспецифичных мышечных тканей с учётом наличия белковых ингредиентов немышечного происхождения и разработать методики качественного и количественного определения мышечных белков;
► разработать методику построения протеомных карт выявленных белков мяса и готовой мясной продукции (на примере варёных колбасных изделий), провести анализ и сформировать программный комплекс - атлас «Протеомные карты мяса и мясных продуктов»;
► провести научно-производственную апробацию результатов исследований и оценку экономической эффективности внедряемых методов.
В результате выполненных соискателем исследований:
► разработаны алгоритмы выявления и идентификации видо- и тканеспец-ифичных веществ белковой природы
при контроле мясного продукта; программный комплекс - атлас «Протеом-ные карты мяса и мясных продуктов»; методика идентификации тканеспеци-фичных веществ белковой природы при помощи времяпролетной масс-спектро-метрии;
► предложена протеомная стратегия идентификации белкового состава мясной продукции, позволяющая оценить аутентичность мясного продукта по его протеомному профилю, новизна которой была подтверждена патентом;
► доказана перспективность изучения трансформационных изменений проте-ома мышечной ткани с использованием протеомных стратегий,
► введены новые научно-обоснованные подходы к использованию протеомных методов анализа белкового состава мяса и мясной продукции.
Значение полученных соискателем результатов исследования для практики:
► разработанная схема построения протеомных карт и спектров выявленных белков и пептидов мяса и мясной продукции при помощи биоинформационной обработки данных и сформированный
программный комплекс - атлас «Протеомные карты мяса и мясных продуктов» практически используются в качестве основного инструмента подтверждения уникального наименования стандартизированной российской мясной продукции (Паспорт продукта);
► разработана методика измерений МИ-1/2016 Ф «Определение качественного содержания белков методом Ю - электрофореза» и внедрена в ГОСТ 33692-2015 Белки животные соединительнотканные. Общие технические условия; методика измерений МИ-2/2018 Ф «Определение количественного содержания мясных белков методом 20 - электрофореза»;
► разработан практический курс для слушателей повышения квалификации химиков производственных лабораторий, а также лекции «Методы контроля качества мясной продукции» для студентов, бакалавров и магистрантов ВУЗов и обучающая программа ДПО по курсу «Выявление фальсификации состава продуктов молекулярно-ге-нетическими методами» на учебном портале еНано.
ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
Разработка кормовой добавки на основе биологически активных веществ из сырья животного происхождения
Е.Р. Василевская Научный руководитель -канд. техн. наук Л.В. Федулова
Ежегодное увеличение поголовья скота приводит к ухудшению экологической и эпизоотической обстановки во всём мире за счёт повышения риска трофической передачи инфекционных и паразитарных заболеваний. Основные меры профилактики по снижению распространения инфекционных заболеваний, помимо улучшения условий содержания и рациона кормления животных, включают в себя вакцинацию и применение антимикробных препаратов, в том числе кормовых. При этом ненадлежащее использование антибиотиков в животноводстве приводит к увеличению риска развития зоонозов за счёт возникновения и распространения антибиоти-крезистентных патогенов. Нерациональное использование антибиотиков приводит к увеличению восприимчивости молодняка к инфекциям и замедлению темпов роста, возникновению дисбиозов, снижению прироста живой массы, в результате чего увеличивается процент мяса с пороками, снижается содержание эссенциальных ну-триентов, нарушается баланс аминокислот и жирных кислот. Нельзя не отметить, что серьёзной проблемой является рост антибио-тикорезистентности у потребителей мяса таких животных. По этой причине в странах
Европейского союза с 2006 года запрещено использование кормовых антибиотиков, взамен применяются натуральные кормовые добавки (в т. ч. фитобиотики). Одним из путей снижения заболеваемости, повышения продуктивности и качества мясной продукции является укрепление общего неспецифического иммунного статуса животных посредством применения натуральных биоактивных веществ. В связи с изложенным поиск природных активных веществ, способствующих укреплению иммунного статуса продуктивных животных, выделенных из сырья животного происхождения, представляется актуальным.
Целью работы являлось разработка технологии переработки иммунных органов свиней для создания кормовой добавки, способствующей повышению адаптоген-ного потенциала у сельскохозяйственных животных.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
► определить экспериментальными методами ключевые параметры выделения целевых белковых веществ, в том числе экстракции, разделения и концентрирования;
► изучить выделенные белковые фракции, выявить и идентифицировать биологически активные вещества;
► разработать комплекс методов оценки биологических свойств целевых веществ методами in vitro, ex vivo и in vivo;
► разработать технологию кормовой добавки, обеспечивающую сохранность
активных веществ, подтвердить её эффективность и безопасность и оценить экономическую эффективность производства кормовой добавки. В результате выполненных соискателем
исследований:
► разработана технология кормовой добавки на основе биологически активных веществ, полученных из иммунных органов свиньи, для повышения сохранности поголовья свиней за счёт укрепления иммунного статуса, повышения адаптогенного потенциала продуктивных животных, увеличения интенсивности роста животных и улучшения качества мясной продукции;
► предложен комплексный подход к оценке биологических свойств кормовой добавки, включающий исследования мембра-нотропной активности in vitro на модели кислотного гемолиза, определения ор-ганотропности ex vivo на эксплантатах тканей крыс и оценки иммуностимулирующей активности in vivo на лабораторных крысах с моделью иммунодефицита;
► введены новые параметры экстракции, включая применение воды с пониженной концентрацией дейтерия в качестве экстрагента для увеличения эффективности и биодоступности полученных биологически активных веществ;
► доказана биологическая активность природной кормовой добавки, включающая поддержание иммунного статуса и адаптационных возможностей продуктивных животных.
2020 | № 3 ВСЁ О МЯСЕ
Значение результатов исследования для практики заключается в следующем:
► разработана технология кормовой добавки на основе биологически активных веществ, полученных из иммунных органов свиньи, с использованием воды с пониженным содержанием дейтерия;
► определены перспективы разработанной технологии для практического использования, научно обоснованы и подтверждены параметры технологии кормовой добавки;
► создана предпосылка для разработки технологий выделения биологически активных веществ из животного сырья с использованием солюбилизирующе-го агента с модифицированным изотопным составом;
► представлены данные, позволяющие использовать разработанную технологию кормовой добавки для укрепления иммунного статуса и повышения адапто-генного потенциала.
Разработка объективных экспресс-методов оценки качества говядины для её рационального использования при реализации и переработке И.В. Козырев Научный руководитель -академик РАН, доктор техн. наук, профессор А.Б. Лисицын
В настоящее время на рынке мяса и мясных продуктов существует заинтересованность потребителей в приобретении продукции высокой пищевой, биологической и органолептической ценности, в том числе говядины российского производства. В этой связи появляется всё больше предприятий, производящих этот вид продукции, и российский рынок уверенно двигается в направлении замещения импортной говядины. При этом важным является вопрос объективной оценки говядины и дальнейшего её рационального использования в зависимости от показателей качества и технологических свойств.
Во многих странах, являющихся признанными мировыми лидерами в производстве говядины, существуют системы объективной оценки качества мясного сырья, однако они не учитывают специфики российского производства: породного состава, условий содержания, рационов откорма. Даже близкие друг к другу по географическому расположению и традициям производства и потребления мяса страны (например, США и Канада) имеют собственные системы оценки говядины.
В настоящее время, согласно стандарту Таможенного союза на крупный рогатый скот и говядину, оценивают показатели туши (масса, выполненность, жировой полив), но не учитывают качество мяса. В то же вре-
мя, согласно действующему межгосударственному стандарту на высококачественную говядину, оценка по цвету мышечной ткани, цвету жировой ткани и мраморности должна проводиться, но из-за отсутствия эталонов затруднена для производителей.
Существующие методы оценки качества и сортировки говядины, например, по величине рН, трудозатратны, практически неприменимы в условиях конвейера на предприятиях большой мощности, требуют проведения двух измерений (в парном и охлаждённом состоянии) для полной объективности. Внедрение системы объективной оценки в зависимости от цвета мышечной и жировой тканей и мраморности повысит экономическую эффективность российских предприятий за счёт рационального использования говядины и простимулирует компании к увеличению производства говядины высокого качества.
Целью работы являлось разработка на основе корреляционных зависимостей между цветом мышечной, жировой тканей, мраморностью и показателями качества объективных экспресс-методов оценки российской говядины в условиях производства для дальнейшей сортировки по направлениям использования.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
► осуществить сбор данных цвета мышечной ткани, цвета жира и мраморности российской говядины от молодняка крупного рогатого скота разного пола и направления продуктивности, определить группы по цвету мышечной ткани, цвету жировой ткани и мраморности, характерные для российской говядины, и установить средние (эталонные) значения цвета мышечной и жировой тканей и мраморности для каждой группы;
► установить корреляционные зависимости между цветом мышечной, жировой тканей, мраморностью, измеренными перед разделкой и обвалкой, и технологическими (величина рН, ВУС, потери массы при термической обработке), потребительскими (усилие резания, нежность), микроструктурными свойствами в рамках каждой группы, рассчитать коэффициенты для уравнений регрессии, составить шкалу оценки качества говядины;
► разработать экспресс-методы оценки цвета мышечной, жировой тканей и мраморности говядины с использованием эталонов в производственных условиях, определить материал для изготовления эталонов;
► провести исследования предпочтений потребителей в цвете мышечной ткани, цвете жировой ткани и мраморности;
► изучить изменение цвета мышечной ткани говядины в процессе созревания в течение 4, 16 и 28 суток в упакованном и неупакованном виде в условиях холо-
дильной камеры и влияние мраморно-сти на этот процесс;
► разработать и апробировать в производственных условиях «Методические рекомендации по применению экспресс-методов оценки качества говядины на основе измерения цвета мышечной ткани, цвета жира и мраморности (с использованием эталонов)».
В результате выполненных соискателем
исследований:
► разработаны объективные экспресс-методы оценки качества говядины, применимые в условиях конвейера на предприятии мясной промышленности;
► осуществлено формирование баз данных цветовых характеристик мышечной и жировой тканей и мраморности российской говядины;
► определены корреляционные зависимости между цветом мышечной ткани, цветом жировой ткани, мраморностью и технологическими, потребительскими, микроструктурными свойствами российской говядины;
► рассчитаны коэффициенты для уравнений регрессии, описывающих указанные зависимости;
► составлена шкала оценки качества говядины;
► проведены исследования предпочтений российских потребителей при выборе говядины на основе показателей цвета мышечной ткани, цвета жировой ткани и мраморности;
► изучены изменение цвета мышечной ткани в процессе созревания в течение 4, 16 и 28 суток в упакованном и неупакованном виде и влияние мраморности на этот процесс;
► проведён анализ полимерных материалов для изготовления эталонов, определён наиболее подходящий материал. Значение результатов исследования для
практики заключается в следующем:
► разработан алгоритм рациональной сортировки говядины на основе применения экспресс-методов;
► разработаны и апробированы на действующих предприятиях мясной промышленности «Методические рекомендации по применению экспресс-методов оценки качества говядины на основе измерения цвета мышечной ткани, цвета жира и мра-морности (с использованием эталонов)»;
► определена экономическая эффективность применения экспресс-методов оценки говядины по цвету мышечной и жировой тканей и мраморности, она составила в среднем 3-8 % за счёт снижения потерь при рациональном использовании мясного сырья и определения ценовой политики.
© КОНТАКТЫ:
Захаров Александр Николаевич
а a.zakharov@fncps.ru
