Теоретическое обоснование и практическая реализация технологий гидролизатов молочных белков и специализированных продуктов с их использованием
На правах рукописи
КРУГЛИК Владимир Иванович
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
ГИДРОЛИЗАТОВ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ И
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ
С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов
и холодильных производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Кемерово 2008
Работа выполнена в ГНУ Всероссийский Научно-исследовательский институт детского питания Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИ ДП Россельхозакадемии) и ОАО «Нутринвестхолдинг»
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,
лауреат Государственных премий СССР и РФ
Э.С. Токаев
(заведующий кафедрой технологии продуктов детского и функционального питания ГОУ ВПО МГУПБ)
доктор технических наук, профессор
И.А. Смирнова
(заведующая кафедрой технологии молока и молочных продуктов ГОУ ВПО КемТИПП)
доктор технических наук, заслуженный работник пищевой индустрии Г.Б. Гаврилов
(директор ГУ Ярославский государственный институт качества сырья и пищевых продуктов)
Ведущая организация: ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибНИИС СО Россельхозакадемии)
Защита диссертации состоится 19 февраля 2008 г в 10.00 ч на заседании диссертационного совета Д212.089.01 в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КемТИПП. С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/announcements/techn/).
Автореферат разослан 9 января 2008 года
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, профессор Н.Н. Потипаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, профилактике заболеваний, а также создает условия для повышения способности организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды и переносить физические и психоэмоциональные нагрузки. На приоритетную значимость питания указывает постановление Правительства РФ №917 от 10.08.98 «О Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации», рассчитанной на период до 2010 г.
Особое место в современной нутрициологии занимает проблема пищевой недостаточности при критических состояниях. Агрессивные воздействия любой этиологии (травмы, ранения, кровопотери, ожоги, хирургические вмешательства), а также патологические проявления (онкологические, инфекционные заболевания, воспалительные процессы в печени и поджелудочной железе) развивают неспецифические реакции гиперметаболизма и гиперкатаболизма. Это приводит к нарушениям обмена белков, углеводов, липидов, усиленному расходу углеводно-липидных компонентов и распаду тканевых белков. При этом основной чертой всей совокупности изменений обмена веществ является сочетание резкого повышения потребностей организма в белково-энергетических субстратах со снижением толерантности к белку пищи. Специфические требования также предъявляются к белковой составляющей рациона больных наследственными заболеваниями аминокислотного обмена, пищевой аллергией, в том числе, детей первого года жизни.
В соответствии с вышеизложенным и с учетом опыта зарубежных стран, существует доказанная необходимость промышленного производства продуктов специализированного питания, назначаемых больным в критических состояниях или при нарушении функции пищеварения. Как правило, в их состав входят гидролизаты белков с различной глубиной гидролиза, которые оказываются зачастую единственным средством лечебного воздействия, обеспечивающим жизнедеятельность и полноценное развитие больных детей и взрослых с различной патологией.
Ввиду актуальности вопроса создания специализированных продуктов (СП) с заданными свойствами в последние годы отмечается значительное усиление интереса исследователей к процессам их получения. В нашей стране в 70-80-х гг. прошлого столетия были созданы и внедрены в клиническую практику отечественные пищевые смеси, использование которых положительно повлияло на результаты лечения многих категорий больных и тяжело пострадавших.
Вклад в освоение технологии продуктов для специализированного питания, в т.ч. на основе молочных белков, внесли В.Г. Высоцкий, Г.Б. Гаврилов, И.А. Евдокимов, П.Ф. Крашенинин, К.С. Ладодо, Н.Н. Липатов, Н.Н. Липатов (мл.), М.Ф. Нестерин, А.А. Покровский, Т.С. Попова, И.А. Рогов, Ю.Я. Свириденко, Н.А.Тихомирова, Э.С.Токаев, В.А.Тутельян, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, А.П. Чагаровский, А.М. Шалыгина, В.А. Шатерников, другие отечественные и зарубежные ученые.
Однако, в начале 90-х гг. в Российской Федерации выпуск СП прекратился, и в течение последующих 10 лет на рынке были представлены только зарубежные продукты.
В этой связи направление по созданию ферментативных гидролизатов молочных белков (ФГМБ) и СП на их основе следует признать принципиально новым, позволяющим решить важные социальные проблемы, а также расширить знания в области лечебного питания, что указывает на актуальность выполненных исследований.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является теоретическое обоснование, исследование биотехнологических и физико-химических закономерностей получения ФГМБ, а также разработка технологий СП с их использованием.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
- оптимизировать условия ферментативного гидролиза (ФГ) молочных белков с различным фракционным составом в зависимости от технологических факторов;
- оценить изменение качественного и количественного состава пептидных фракций, их молекулярно-массового распределения (ММР), остаточной антигенности (АГ) и содержания свободных аминокислот в процессе гидролиза;
- изучить влияние мембранной очистки и фракционирования ФГМБ на показатели их качества;
- разработать принципы расчета процессов мембранного фракционирования ФГМБ;
- исследовать закономерности удаления фенилаланина из ФГМБ с использованием метода адсорбционной хроматографии (АХр);
- обосновать принципиальную технологическую схему получения ФГМБ и разработать частные технологии получения ФГМБ с направленно регулируемыми составом и свойствами;
- разработать блочно-модульные схемы и технологии ФГМБ и СП с их использованием;
- использовать полученные результаты и установленные закономерности гидролиза, мембранной очистки и фракционирования, АХр ФГМБ для разработки нормативной документации и освоения промышленного производства СП на их основе.
Научная новизна работы:
- исследованы особенности ФГ молочных белков в зависимости от их фракционного состава, происхождения ферментных препаратов, их концентрации, температуры, активной кислотности, применения рН-статирования и других факторов;
- показано, что решающая роль в формировании качественного и количественного состава пептидных фракций ФГМБ принадлежит природе используемого ферментного препарата, фермент-субстратному соотношению и условиям гидролиза;
- изучено изменение характеристик ФГМБ (ММР, содержания свободных аминокислот, остаточной АГ и др.) в процессе очистки ультрафильтрацией (УФ) и фракционирования нанофильтрацией (НФ). В результате достигнуто снижение АГ гидролизатов молочных белков, достаточное для их использования в лечебных и лечебно-профилактических СП. Получены гидролизаты концентрата сывороточных белков (КСБ) с улучшенными характеристиками в сравнении с существующими аналогами;
- разработаны принципы и методики расчета мембранной обработки для получения ФГМБ с заданным составом и свойствами с учетом основных технологических факторов;
- исследованы закономерности и оптимизированы условия процесса селективной сорбции фенилаланина из различных видов ФГМБ с использованием АХр, получены ФГМБ с содержанием фенилаланина, сопоставимым с аналогичной характеристикой смесей кристаллических l-аминокислот;
- предложена функциональная классификация ФГМБ и СП;
- исследованы пищевая, биологическая и энергетическая ценность ФГМБ и СП, полученных на их основе, а также их клиническая эффективность.
Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Созданы оригинальные технологии, новизна технических решений которых подтверждена авторскими свидетельствами, патентами и положительными решениями на выдачу патентов №№1358890, 1369710, 1446705, 1457192, 1522462, 1608866, 1614169, 1622967, 1658433, 1663800, 1827771, 1839085, 2017427, 2019971, 2054264, 2262240, 2290822, 2290823, 2290824, 2005114358/13, 2005114361/13, 2005114365/13, 2006122680/13). Предложена принципиальная технологическая схема и разработаны частные технологии ФГМБ с использованием различных процессов во взаимосвязи. Обоснована блочно-модульная схема получения ФГМБ и широкой гаммы СП на их основе. Указанные разработки внедрены в производство (ТУ 9229-127-17023360-03, ТУ 9229-133-17023360-04, ТУ 9229-149-17023360-03, ТУ 9229-151-17023360-04, ТУ 9229-152-17023360-04, ТУ 9197-163-17023360-05, ТУ 9229-176-17023360-07).
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и получили одобрение на симпозиумах, конгрессах, конференциях, семинарах и совещаниях различного уровня (Киев, 1987; Москва, 1987, 1988, 1990, 1995; Ереван, 1987; София, 1988; Углич, 1988; Вологда, 1988; Минск, 1989; Одесса, 1990; Могилев, 1990; Монреаль, 1990; Краснодар, 1993; Тюмень, 1995; Гродно, 1995; Истра, 1997; Санкт-Петербург, 2006).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано более ста печатных работ, в том числе две монографии, статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных материалов диссертаций, научных трудах институтов, материалах Международного молочного конгресса, симпозиумов, конференций, а также описаниях авторских свидетельств, патентов и заявок на выдачу патентов РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 9 глав, в том числе введения, аналитического обзора, методической части, результатов собственных исследований и их анализа, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 310 страницах машинописного текста, содержит 75 таблиц, 32 рисунка, 388 литературных источников и приложения, отражающие масштабы реализации работы.
Основные положения, выносимые на защиту:
- физико-химические и биотехнологические закономерности получения ФГМБ, предназначенных для использования в СП лечебной и лечебно-профилактической направленности;
- результаты изменений качественных и количественных характеристик ФГМБ (степени гидролиза, ММР белковых фракций, АГ и содержания свободных аминокислот) в процессе гидролиза и различных мембранных обработок;
- требования к исходным ФГМБ и параметры технологического процесса АХр, обеспечивающие освобождение ФГМБ от фенилаланина до уровня, соответствующего современным подходам к диетотерапии больных фенилкетонурией (ФКУ);
- концепция создания ФГМБ с направленно регулируемыми составом и свойствами;
- блочно-модульная схема и технологии получения ФГМБ и СП на их основе.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.
Глава 1. Научные и практические предпосылки разработки современных технологий ФГМБ (аналитический обзор). Рассмотрен вопрос о роли белка в питании здорового и больного человека. Эти данные в дальнейшем использованы при разработке функциональной классификации ФГМБ и СП на их основе. Сформулированы медико-биологические требования к белковым компонентам СП и определены основные параметры, определяющие их качество, включая биологическую ценность, содержание отдельных аминокислот, ММР пептидных фракций, остаточную АГ, осмолярность. Представлены данные, свидетельствующие о преимуществах использования пептидных фракций ФГМБ в качестве белковых компонентов различных СП. Рассмотрены общие вопросы получения ферментативных гидролизатов пищевых белков с позиции активности и специфичности применяемых ферментных препаратов, режимов и кратности обработки. Проанализированы данные мировой патентной литературы об основных технологических подходах к получению ФГМБ, методах их мембранной очистки и фракционирования, селективной сорбции фенилаланина, технологии СП на основе ФГМБ и аминокислотных смесей.
Глава 2. Обоснование направлений собственных исследований, их цель и задачи. В главе показано, что в области технологии СП на основе ФГМБ имеется ряд важных нерешенных задач. Недостаточно разработаны подходы к получению ФГМБ на основе сывороточных белков, как наиболее перспективного ввиду его высокой биологической ценности. Необходимо также разработать технологии гидролиза, позволяющие получать ФГМБ как с глубокой, так и со средней степенью гидролиза. Для ФГМБ с глубокой степенью гидролиза критически важным является снижение АГ до уровня не выше 1.10-5 от исходного белка, что практически недостижимо при использовании существующих технологических подходов. Для гидролизатов со средней степенью гидролиза, помимо показателя АГ, необходимо достижение невысокой осмолярности и удовлетворительных вкусовых свойств. Это может быть осуществлено за счет снижения содержания в ФГМБ свободных аминокислот и увеличения доли фракции «средних пептидов».
Особенностью ФГМБ, предназначенных для получения удовлетворяющих современным требованиям продуктов для питания больных ФКУ, является средняя молекулярная масса пептидов, которая должна быть как можно меньшей, чтобы обеспечить высокоэффективную сорбцию фенилаланина. В литературе в настоящее время не освещены технологии получения таких гидролизатов на основе сывороточных белков, а также оптимальные методы селективной сорбции фенилаланина из различных ФГМБ. Поэтому разработка универсальной схемы и частных технологий ФГМБ, а также обобщенной схемы блочно-модульного типа для получения СП является одной из важнейших задач современных технологий.
В заключение главы сформулирована цель и задачи исследований.
Глава 3. Структура исследований, организация эксперимента, объекты и основные методы исследований. Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в 1986-2007 гг. в соответствии с поставленными задачами в ГНУ Всероссийском НИИ детского питании Россельхозакадемии (г. Истра), а также в научно-исследовательском центре ОАО «Нутринвестхолдинг». Общая схема исследований представлена на рис. 1. Весь цикл исследований состоял из нескольких логически взаимосвязанных этапов.
Первый этап работы связан с обобщением материалов отечественных и зарубежных специалистов по теме исследований. На основании анализа информации обоснована необходимость создания СП на основе ФГМБ, сформулирована цель и задачи собственных исследований.
Второй этап посвящен экспериментальному изучению закономерностей получения ФГМБ. Исследовали процесс накопления пептидов различной молекулярной массы в составе ФГМБ в ходе ФГ систем с различным соотношением казеинов и сывороточных белков под действием ферментных препаратов в зависимости от ряда технологических факторов, включая фермент-субстратное соотношение, продолжительность гидролиза, режимы температурной обработки, наличие рН-статирования. В получаемых ФГМБ оценивали изменение ММР, содержание свободных аминокислот, остаточной АГ.
На основании данных об остаточной протеолитической активности в гидролизатах определяли параметры инактивации фермента.
В дальнейших исследованиях изучали особенности очистки и фракционирования ФГМБ, анализировали изменение свойств гидролизатов в процессе мембранной обработки (в т.ч. кратной) с использованием ультрафильтрации (УФ), селективной ультрафильтрации (СУФ), НФ и обратного осмоса (ОО), разрабатывали принципы расчета процессов мембранного фракционирования ФГМБ. В качестве основных контролируемых при получении ФГМБ величин выбраны характеристики мембранных процессов, ММР, остаточная АГ, расчётная биологическая ценность.
| ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ГИДРОЛИЗАТОВ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ | |||||||||||||||
| I. Теоретические исследования | |||||||||||||||
| Обобщение и анализ результатов отечественных и зарубежных исследований | - аналитический обзор - обоснование направлений собственных исследований - цель и задачи работы | ||||||||||||||
| II. Экспериментальные исследования | |||||||||||||||
| Оптимизация процессов ФГ молочных белков (КМБ и КСБ) | - параметры процесса - кинетика ФГ - ММР - АГ - аминокислотный состав - режимы инактивации фермента | ||||||||||||||
| Изучение характеристик ФГМБ в процессе мембранной обработки | - селективность мембран - параметры процесса - кратность обработки - состав и свойства гидролизатов - принципы расчета | ||||||||||||||
| Исследование закономерностей удаления фенилаланина из ФГМБ с использованием АХр | - ММР - содержание фенилаланина - закономерности фракционирования - параметры АХр | ||||||||||||||
| Разработка параметров технологий ФГМБ | - ФГ, УФ, СУФ, ОО, АХр - параметры сгущения и сушки - частные технологии ФГМБ - состав и свойства образцов | ||||||||||||||
| Разработка блочно-модульной схемы получения ФГМБ и СП на их основе | - технологические блоки - принципиальная блочно-модульная технологическая схема - классификация ФГМБ и СП | ||||||||||||||
| III. Практическая реализация результатов исследований | |||||||||||||||
| Организация производства | Техническая документация | Социальная значимость | |||||||||||||
Рис. 1. Схема проведения исследований
Исследовали закономерности селективной сорбции фенилаланина из ФГМБ, прошедших мембранную очистку и фракционирование. Оптимизировали процесс АХр.
Обобщенный материал экспериментальных исследований послужил основанием для разработки технологических процессов различных видов ФГМБ и СП на их основе.
Следующая часть исследований связана с разработкой классификаций ФГМБ и продуктов на их основе, обоснованием принципиальной технологической схемы с указанием технологических процессов и контролируемых величин, а также блочно-модульной схемы получения ФГМБ и СП.
Третий, заключительный этап работы, связан с практической реализацией результатов исследований. В соответствии с медико-биологическими требованиями осуществляли адаптацию разработанных технологий к промышленным условиям, разрабатывали техническую документацию, внедряли результаты исследований в промышленности с проведением клинических апробаций новых СП, оформляли патентную документацию.
На разных этапах работы объектами исследований являлись: молоко коровье, предназначенное для производства продуктов детского питания; концентрат молочного белка (КМБ) и КСБ с массовой долей белка не менее 80%, в т.ч. получаемые по импорту и разрешенные органами Госсанэпиднадзора Минздрава России для использования в производстве продуктов детского питания; коммерческие ферментные препараты «Флавоэнзим» из Asp. оrhyzae («Novozyme», Дания) и «Панкреатин» из поджелудочной железы крупного рогатого скота (отечественного или импортного производства); сорбент ХАД-16 («Laboratoire Channy», Франция) для АХр, лабораторные, пилотные и промышленные образцы продукции.
При выполнении работы использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследования.
Физико-химические и микробиологические показатели сырья, вспомогательных материалов и готовых продуктов, контроль параметров технологического процесса осуществляли в соответствии с действующей нормативной базой: МУК 4.2.577 «Методы микробиологического контроля продуктов детского, лечебного питания и их компонентов»; СанПиН 2.3.4.551 «Производство молока и молочных продуктов»; СанПиН 2.3.2.1078 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов»; «Инструкция по технохимическому контролю производства сухих молочных продуктов детского питания», утверждённая 30.12.92; «Санитарно-технологические требования к производству продуктов детского и лечебного питания на молочной основе», утверждённые 16.09.80; «Инструкция по технохимическому контролю для предприятий, вырабатывающих молочные продукты для детей различных возрастных групп», утверждённая 25.12.1980.
При оптимизации процессов получения ФГМБ в лабораторных масштабах гидролиз проводили без предварительной термической обработки субстратов в водяном или суховоздушном термостате с перемешиванием, при температуре 37-50С. Контроль рН осуществляли с использованием лабораторных рН-метров. рН-статирование осуществляли добавлением 1,0 М раствора гидроокиси натрия или 1,0 М соляной кислоты. По окончании процесса ферментный препарат в составе гидролизата инактивировали нагреванием при 90-95 оС в течение 5-10 мин. Ультрафильтрацию полученных гидролизатов проводили на лабораторной установке «МИНИТАН» («Millipore»,США) с использованием мембран с диаметром пор 10 и 5 кД. НФ проводили на установке производства «ВЛАДИСАРТ» (Россия), через мембрану с размером пор около 0,5 кД при рН 6,0-6,5. Полученные гидролизаты лиофильно высушивали на лабораторной сублимационной сушке.
В основу получения гидролизатов молочных белков со сниженным содержанием фенилаланина положен метод АХр с использованием в качестве неподвижной твердой фазы смолы ХАД-16, представляющей собой пористые гранулы химически модифицированного полистирола. В лабораторных масштабах на хроматографическую колонку (2,540 см) с ХАД-16, уравновешенную дистиллированной водой, через перистальтический насос наносили водный раствор ФГМБ с массовой долей сухих веществ от 20 до 45% в объёме от 10 до 25 мл. После этого проводили элюирование дистиллированной водой со скоростью 2,0 мл/мин в течение 100 минут, отбирая хроматографические фракции на коллектор. Колонку далее регенерировали последовательным пропусканием 600 мл 0,2 М гидроокиси натрия, 500 мл 0,1 М соляной кислоты и 1000 мл дистиллированной воды. В отобранных фракциях измеряли оптическую плотность при 280 нм на спектрофотометре и определяли содержание сухих веществ рефрактометрическим методом, а также проводили анализ ММР методом эксклюзионной хроматографии. После этого фракции лиофильно высушивали. В высушенных фракциях определяли содержание фенилаланина методом ВЭЖХ на обращенной фазе.
В процессе перехода к пилотным условиям производства была применена полупромышленная хроматографическая колонка с неподвижной фазой ХАД-16 размером 44100 см). В качестве основного критерия подобия при переходе к пилотной установке нами было принято время элюирования полного объема колонки, которое составило 100 минут.
При исследовании характеристик ФГМБ и их фракций, полученных методами мембранной фильтрации и препаративной АХр в лабораторных и полупромышленных масштабах, использовали следующие методы.
ММР пептидов оценивали методом эксклюзионной хроматографии. Были использованы две хроматографические колонки с характеристиками пористости, наиболее подходящими для получаемых ФГМБ. В качестве аналитической колонки применяли колонку высокого давления TSK GEL G2000 SWLX (HP, США), 0,830см. В качестве элюента использовали 0,05 М калий фосфорнокислый однозамещенный с 0,15 М хлористым натрием и 0,01% азидом натрия или 0,2 М хлористый натрий с добавлением 0,01% азида натрия. Скорость элюирования составляла 0,2 мл/мин, в качестве проточного детектора использовали спектрофотометрический детектор на длину волны 280 нм.
Использовали также колонку среднего давления с неподвижной фазой «Супероза-12» («Фармация», Швеция) 1,650 см. Скорость элюирования составляла 2,0 мл/мин (при использовании тех же элюентов, что и для предыдущей колонки). В качестве детектора использовали проточный ультрафиолетовый детектор с длиной волны 280 нм, которая является наиболее специфической для белков и пептидов. Обе колонки откалиброваны по стандартному набору водорастворимых глобулярных белков производства фирмы «СЕРВА» (Германия) в диапазоне молекулярных масс (и, соответственно, времен удерживания) от свободного до полного объема.
Массовую долю общего азота в препаратах определяли на анализаторе 1130-AUTO-Kjeltek-3, содержание аминного азота определяли колориметрическим методом с реагентом 2,4,6-тринитробензолсульфокислотой по методике Воробьева с соавторами. Фракционирование азотистых веществ, а также изучение их состава и свойств проводили по известным методикам; массовую долю аминокислот - после гидролиза белков в 6 Н НСl на автоматическом аминокислотном анализаторе «ААА-400». Аминокислотный скор рассчитывали с использованием шкалы ФАО для идеального белка.
Массовую долю фенилаланина определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на колонке «Nucleosil 300-5 C18» 5 мкм, 2504,6 мм. Использовали в изократическом режиме жидкостной хроматограф «MERCK HITACHI» (Япония) с ультрафиолетовым детектором UV L-7400 и длиной волны 220 нм.
Определение протеолитической активности проводили спектрофотометрическим методом с использованием в качестве субстрата гемоглобина по Фармакопейной статье ФСП 42 0308-1449-01.
Остаточную АГ в ФГМБ определяли по методу торможения непрямого твердофазного иммуноферментного теста на полистироле. В основу метода положена конкуренция антигена, растворенного в объеме образца и такого же антигена, иммобилизованного на твёрдой фазе (полистироле) за связывание с ограниченным количеством специфических антител, растворённых в объёме образца. Путем построения графика в координатах десятичный логарифм разведения (ось абсцисс) - ингибирование реакции в % (ось ординат) рассчитывали методом линейной интерполяции концентрацию 50% ингибирования (ID50) для исследуемого (ФГМБ) и стандартного (белок молока, белок молочной сыворотки) образцов. На основании этих данных определяли остаточную АГ исследуемого образца в долях от АГ стандартного образца и кратность снижения антигенных свойств в ходе обработки.
Результаты экспериментов обрабатывали общепринятыми статистическими методами на ЭВМ с использованием пакетов программ EXCEL 2003 и SPSS 9.0 и 11.5 для Windows.
Глава 4. Оптимизация процессов ФГ молочных белков (КМБ и КСБ). Разработка технологии гидролизатов с заданным составом и свойствами сводится, главным образом, к получению препаратов с необходимой степенью гидролиза, которая в свою очередь, зависит от многих факторов. В качестве субстрата использовали системы, содержащие концентрат молочного белка (КМБ) с соотношением «казеин - сывороточные белки» (К/С), равным 80/20 (нативное соотношение казеинов и сывороточных белков, присущее молоку), и концентрат белка молочной сыворотки (КСБ), характеризуемый указанным соотношением равным 3/97 (соотношение, определяемое присутствием, в основном, сывороточных белков со следовыми количествами казеинов). В результате анализа литературных источников и поисковых исследований в лабораторных условиях с целью получения ФГМБ со средней и глубокой степенью гидролиза выбраны ферментные препараты «Панкреатин» и «Флавоэнзим», соответственно. В первой серии экспериментов изучены ММР ФГМБ, свидетельствующие о накоплении в них различных пептидов и аминокислот в условиях обработки высокоактивным промышленным ферментным препаратом «Панкреатин». В табл. 1 представлены результаты гидролиза КМБ «Панкреатином» в зависимости от продолжительности обработки. Обработку проводили ферментом в количестве 2% по массе сухих веществ, температуре 50+1оС и оптимальном для данного ферментного препарата значении рН 7,4-7,6, которое поддерживали путём рН-статирования.
Таблица 1
ММР гидролизатов КМБ при гидролизе «Панкреатином»
через 2, 4 и 6 часов проведения реакции
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % при продолжительности гидролиза, ч | ||
| 2 | 4 | 6 | ||
| 1 | Более 166 | 2,2 | 3,6 | 3,5 |
| 2 | 166-28,2 | 3,2 | 1,3 | 2,2 |
| 3 | 28,2-11,0 | 3,9 | 2,9 | 1,7 |
| 4 | 11,0-4,0 | 21,1 | 19,1 | 19,1 |
| 5 | 4,0-1,4 | 24,1 | 20,5 | 21,6 |
| 6 | Менее 1,4 | 45,5 | 52,6 | 51,9 |
Как следует из представленных данных, ММР пептидов в продукте реакции практически не изменяется после 4 часов гидролиза, т.е. процесс по существу останавливается. Причина этого состоит, по-видимому, в быстрой инактивации ферментов, входящих в состав «Панкреатина», как вследствие процесса автолиза, так и ингибирования короткими пептидами - продуктами реакции. В дальнейших экспериментах использовали продолжительность обработки белковых субстратов «Панкреатином», равную 3 часам.
Таблица 2
ММР гидролизатов КСБ при гидролизе «Панкреатином» через 3 часа реакции
в зависимости от наличия тепловой инактивации ферментного препарата
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % | |
| без инактивации | с тепловой инактивацией | ||
| 1 | Более 166 | 6,5 | 4,4 |
| 2 | 166-28,2 | 3,6 | 1,2 |
| 3 | 28,2-11,0 | 3,6 | 3,0 |
| 4 | 11,0-4,0 | 19,2 | 21,9 |
| 5 | 4,0-1,4 | 14,2 | 15,4 |
| 6 | Менее 1,4 | 52,9 | 54,1 |
Как следует из данных табл. 2, пептидный профиль панкреатинового гидролизата КСБ весьма сходен с таковым для КМБ. Тепловая инактивация фермента по окончании процесса ФГ практически не влияет на распределение молекулярных масс, что свидетельствует об отсутствии в значительных масштабах процессов агрегации и сшивки пептидов, которые могли бы неблагоприятно повлиять на биологическую ценность получаемого ФГМБ
Результаты оптимизации процесса протеолиза по показателю фермент-субстратного соотношения показали, что увеличение концентрации «Панкреатина» выше 1,5% по массе сухих веществ практически не сказывается на глубине гидролиза (табл. 3). В этой связи концентрация «Панкреатина» 1,5-2,0% по сухим веществам является оптимальной при ФГ белков коровьего молока.
Таблица 3
ММР гидролизатов КСБ в зависимости от фермент/субстратного соотношения
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % при фермент/субстратного соотношении, % | ||
| 0,5 | 1,5 | 3,0 | ||
| 1 | Более 166 | 9,9 | 4,5 | 1,9 |
| 2 | 166-28,2 | 12,3 | 3,8 | 2,4 |
| 3 | 28,2-11,0 | 22,7 | 4,6 | 3,3 |
| 4 | 11,0-4,0 | 22,9 | 27,1 | 29,4 |
| 5 | 4,0-1,4 | 8,8 | 20,1 | 20,5 |
| 6 | Менее 1,4 | 23,4 | 39,9 | 42,5 |
Проведение протеолиза белков молока панкреатином вблизи его рН-оптимума (рН 7,4-7,6) требует постоянного рН-статирования раствором щелочи вследствие закисления реакционной смеси высвобождаемыми карбоксильными группами пептидов и аминокислот. При этом в составе гидролизата накапливаются ионы натрия или калия, вносимые с раствором щелочи, что неблагоприятным образом сказывается на его пищевой ценности и органолептических свойствах. В связи с этим, изучена возможность проведения ферментолиза «Панкреатином» без рН-статирования (табл. 4).
Таблица 4
ММР гидролизатов КСБ при гидролизе «Панкреатином», полученные через
4 и 6 часов проведения реакции без подведения рН
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % при продолжительности гидролиза, ч | |
| 4 | 6 | ||
| 1 | Более 166 | 13,2 | 11,0 |
| 2 | 166-28,2 | 2,6 | 1,9 |
| 3 | 28,2-11,0 | 5,7 | 5,6 |
| 4 | 11,0-4,0 | 25,0 | 22,2 |
| 5 | 4,0-1,4 | 12,5 | 14,5 |
| 6 | Менее 1,4 | 41,0 | 44,8 |
Представленные результаты (для субстрата КСБ), свидетельствуют о меньшей глубине гидролиза белка в этих условиях, если судить по выходу пептидов в диапазоне 1,4-4,0 и менее 1,4 кД (в сравнении с табл. 2).
Таким образом, гидролиз «Панкреатином» без рН-статирования может использоваться в тех случаях, когда глубокий гидролиз белка не требуется.
Оптимизация процесса получения ФГМБ под действием панкреатина по показателю температуры позволила установить, что наилучшие результаты достигаются при 50+1оС. При более высоких температурах происходит быстрая инактивация фермента, а при пониженных (37+1оС) резко снижается атакуемость ряда индивидуальных белков в составе КСБ (таких, как -лактоглобулин), и они выявляются на хроматограммах гидролизатов в виде пиков с не измененной молекулярной массой.
При подборе условий гидролиза КСБ и КМБ ферментным препаратом «Флавоэнзим» принимали во внимание, что этот комплекс протеаз, продуцентом которых является низший гриб Asp.orhizae, обладает рН оптимумом активности вблизи рН 6,0, то есть для проведения процесса не требуется рН-статирование с применением щелочи. Кроме того, ферменты, входящие в состав «Флавоэнзима», обладают более высокой, в сравнении с «Панкреатином» устойчивостью к автолизу и термической инактивации. Следствием этого является возможность проведения процесса в течение значительно большего (в сравнении с «Панкреатином») времени, чем достигается существенное увеличение степени расщепления белкового субстрата. Как следует из данных табл. 5, степень гидролиза, достигаемая при 20 часах гидролиза КСБ, оказывается выше, чем при 6 часах обработки. При этом более 70% белкового материала переходит во фракцию в диапазоне молекулярных масс менее 1,4 кД, т.е. представляет собой свободные аминокислоты и олигопептиды.
Таблица 5
Молекулярно-массовое распределение гидролизатов КСБ «Лакпродан 80»
Флавоэнзимом» в количестве 5% по массе сухих веществ
через 6 и 20 часов гидролиза
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % при продолжительности гидролиза, ч | |
| 6 | 20 | ||
| 1 | Более 166 | 3,6 | 3,1 |
| 2 | 166-28,2 | 2,2 | 1,4 |
| 3 | 28,2-11,0 | 5,1 | 1,9 |
| 4 | 11,0-4,0 | 22,7 | 9,4 |
| 5 | 4,0- 1,4 | 15,8 | 13,7 |
| 6 | Менее 1,4 | 50,6 | 70,5 |
Значение рН реакционной смеси, изначально равное 6,6 (что соответствует собственному значению рН белковых субстратов при их восстановлении водой) снижается на 0,5 единицы в течение первого часа гидролиза и далее не меняется в пределах точности измерения на протяжении всего процесса. В результате отсутствия рН-статирования в гидролизате не накапливаются катионы натрия или калия, что облегчает его использование в составе СП, требования к минеральному составу которых являются весьма жесткими, а также делает более эффективным хроматографическое фракционирование гидролизата.
Оптимизация параметра фермент-субстратного соотношения при гидролизе КСБ и КМБ «Флавоэнзимом» показала, что глубина гидролиза растёт вплоть до 5% фермента по массе сухих веществ реакционной смеси (табл. 6). Дальнейшее увеличение вносимого «Флавоэнзима» нецелесообразно, т.к. приводит к избыточному накоплению потенциально аллергенных материалов ферментного препарата в гидролизате, а также к удорожанию процесса.
Таблица 6
Зависимость ММР гидролизатов КМБ при гидролизе «Флавоэнзимом» от
фермент/субстратного соотношения, продолжительность гидролиза
20 часов, температура 50+1С
| № | Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение, % при фермент/субстратном соотношении | ||
| 0,5% | 2,0% | 5,0% | ||
| 1 | Более 158 | 12,0 | 6,8 | 9,7 |
| 2 | 158-79,4 | 1,5 | 0,7 | 0,7 |
| 3 | 79,4-28,2 | 11,2 | 5,4 | 1,3 |
| 4 | 28,2-11,2 | 8,1 | 3,3 | 1,7 |
| 5 | 11,2-4,5 | 10,4 | 18,0 | 6,0 |
| 6 | 4,5-1,4 | 16,6 | 18,3 | 12,7 |
| 7 | Менее 1,4 | 40,2 | 47,5 | 67,9 |
Отдельно изучена возможность использования двухстадийных схем протеолиза с последовательной обработкой «Панкреатином» и «Флавоэнзимом» или в обратной последовательности без промежуточной инактивации фермента. Результаты (данные не показаны) свидетельствуют о том, что такая обработка позволяет повысить на 10-20% содержание в ФГМБ продуктов глубокого гидролиза белка (молекулярной массой менее 1,4 кД) и одновременно снизить количество высокомолекулярных белковых фракций. Тем не менее, их полная элиминация при этом всё равно не достигается.
В исследуемых препаратах ФГМБ в процессе ФГ «Панкреатином» определяли содержание свободных аминокислот. Результаты исследований приведены в табл. 7.
Как показал анализ представленных экспериментальных данных, накопление свободных аминокислот происходило пропорционально продолжительности ФГ. Выявлено, что белки в составе КСБ требуют большего времени для ФГ, что связано, вероятно, с меньшей атакуемостью ферментами ряда глобулярных сывороточных белков (-лактоглобулин, сывороточный альбумин) в сравнении с казеинами, доминирующими в составе КМБ. Вместе с тем, способность пептидов - продуктов гидролиза казеина ингибировать ферментативную реакцию приводит к тому, что процесс протеолиза сывороточных белков оказывается, судя по накоплению аминокислот, более растянутым во времени.
В процессе лабораторных исследований на основании анализа остаточной протеолитической активности ферментов установлены оптимальные режимы инактивации: температура 93±2оС с выдержкой 5±0,2 мин.
Таблица 7
Накопление свободных аминокислот в процессе ФГ молочных белков при
температуре 50+1оС, рН 7,5+0,1
| Аминокислоты, мкмоль/л | Белковые субстраты | |||||||
| КМБ | КСБ | |||||||
| продолжительность ФГ, ч | ||||||||
| 0,5 | 1,5 | 3,0 | 5,0 | 0,5 | 1,5 | 3,0 | 5,0 | |
| Триптофан | 917 | 1000 | 2100 | 2169 | 350 | 400 | 605 | 1750 |
| Фенилаланин | 1442 | 2017 | 4033 | 4096 | 244 | 689 | 1333 | 2689 |
| Лейцин | 1847 | 1947 | 3447 | 5516 | 1200 | 1856 | 2218 | 3622 |
| Изолейцин | 692 | 731 | 1077 | 1201 | 686 | 971 | 1743 | 2657 |
| Треонин | - | 433 | 556 | 603 | - | 500 | 1200 | 1575 |
| Метионин | 436 | 564 | 1107 | 1176 | 311 | 667 | 800 | 1489 |
| Лизин | 950 | 1168 | 2515 | 2615 | 920 | 1218 | 2619 | 3220 |
| Валин | 500 | 730 | 1181 | 1270 | 1233 | 1600 | 2367 | 3567 |
| Гистидин | - | 17 | 69 | 75 | - | - | - | - |
| Аргинин | - | 17 | 69 | 75 | - | - | - | |
| Аланин | 256 | 319 | 531 | 608 | 967 | 1133 | 1233 | 2267 |
| Серин | - | 209 | 280 | 316 | - | 216 | 350 | 418 |
| Глутаминовая кислота | 1250 | 2333 | 2600 | 2671 | 429 | 857 | 1025 | 1243 |
| Глицин | 69 | 100 | 115 | 173 | 19 | 114 | 200 | 343 |
| Тирозин | 688 | 1121 | 2421 | 2516 | 600 | 980 | 1890 | 3192 |
Таким образом, исследование в лабораторных масштабах процессов получения ФГМБ в результате гидролиза концентратов молочного белка с разным соотношением казеин/сывороточные белки промышленными ферментными препаратами позволило определить оптимальные условия проведения процесса. В случае использования «Панкреатина» оптимальным является концентрация фермента 2% по массе, температура 50±1оС, продолжительность реакции 3 часа, рН оптимум 7,5 (с рН-статированием щелочью или без него). Применение «Флавоэнзима» наиболее эффективно при содержании фермента 5% по массе сухих веществ, температуре 50±1оС, продолжительности реакции до 20 часов, рН оптимуме 6,0 (без рН-статирования). Подобранные условия действия ферментных препаратов использованы далее при получении ФГМБ в промышленных масштабах.
Итогом исследований в данном разделе явилась оптимизация технологических режимов ФГ для получения ФГМБ на основе КМБ и КСБ со средней и высокой степенью гидролиза. Основные параметры этих процессов и критически важные характеристики получающихся ФГМБ приведены в табл. 8.
Анализ критически важных характеристик ФГМБ, получающихся при действии «Панкреатина» и «Флавоэнзима» на молочные белки, показал, что они близки для КСБ и КМБ. Однако, с учётом существенно большей биологи-
Таблица 8
Технологические характеристики процесса ФГ
| Параметры процесса и характеристики ФГМБ | КСБ+ «Панкреатин» | КМБ+ «Панкреатин» | КСБ+ «Флавоэнзим» | КМБ+ «Флавоэнзим» |
| Массовая доля сухих веществ в растворе, % | 5 | 5 | 3 | 3 |
| Количество фермента от массы субстрата, % | 2 | 2 | 5 | 5 |
| Температура процесса оС | 50±1 | |||
| рН процесса | 7,4-7,6* | 7,4-7,6* | 5,8-6,0 | 5,8-6,0 |
| Продолжительность процесса, ч | 3 | 3 | 20 | 20 |
| Температура инактивации фермента, оС | 93±2 | |||
| Продолжительность инактивации, мин | 5+0,2 | |||
| Мср,** кД | 4,5 | 3,1 | 1,8 | 1,4 |
| АГ | 510-3 | 110-3 | 1,510-3 | 510-4 |
Примечание. *Возможно использование рН-статирования раствором щелочи. **Мср- средняя молекулярная масса пептидов
ческой ценности КСБ в сравнении с КМБ, а также того обстоятельства, что ФГМБ на основе концентратов сывороточных белков имеют в целом гораздо менее выраженную горечь в сравнении с гидролизатами КМБ и казеина. В этой связи выбор КСБ в качестве основного объекта дальнейших исследований представляется предпочтительным.
Глава 5. Изучение характеристик ФГМБ в процессе мембранной обработки. Как было показано в предыдущем разделе, в результате ФГ белков коровьего молока (как КМБ, так и КСБ) не удаётся получить ФГМБ, полностью свободные от остаточных количеств нерасщепленного или частично расщепленного белка (в диапазоне молекулярных масс 10 кД и более), количество которого в отдельных случаях может достигать нескольких процентов при расчете по величине оптической плотности при длине волны 280 нм (см. табл. 1-6). С учётом жёстких требований, предъявляемых к содержанию остаточных количеств нерасщепленных антигенов молока в составе гипоаллергенных СП для питания детей (особенно, страдающих аллергическими заболеваниями), использование полученных ФГМБ непосредственно в составе указанных продуктов не представляется возможным. Высокой степени элиминации из продукта макромолекулярных белковых структур можно достичь с использованием методов мембранной обработки гидролизатов.
Основными достоинствами мембранных методов обработки является их высокая селективность по высокомолекулярным фракции (ВМФ) с молекулярной массой более 10 кД и возможность длительного многократного использования мембран при высокой производительности процесса. При этом наряду с остаточными количествами нерасщепленного белкового субстрата из продукта удаляются следовые количества жира, бактерии, а также макромолекулярные компоненты используемого ферментного препарата.
В табл. 9-10 приведены результаты оценки ММР пептидов в ферментативных гидролизатах, полученных из образца КСБ после мембранных обработок. Использовали УФ-мембрану с размером пор 10 кД и последующую нанофильтрацию. Исходный гидролизат получен при обработке 2% «Панкреатином» в течение 3 часов и 5% «Флавоэнзимом» в течение 22 часов, соответственно.
Таблица 9
ММР пептидов ФГМБ, полученных из образца КСБ,
при гидролизе «Панкреатином» после мембранной обработки
| Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение пептидов по молекулярным массам, % | |||
| исходный гидролизат | УФ | УФ+НФ, ВМФ | УФ+НФ, НМФ* | |
| Более 166,0 | 6,5 | 0 | 0 | 0 |
| 166,0-28,2 | 3,6 | 0 | 0 | 0 |
| 28,2-11,0 | 3,6 | 2,2 | 3,7 | 0 |
| 11,0-4,0 | 19,2 | 16,3 | 28,0 | 0 |
| 4,0-1,4 | 14,2 | 19,5 | 27,3 | 9,9 |
| Менее 1,4 | 52,9 | 65,0 | 41,0 | 90,1 |
Примечание. * НМФ - низкомолекулярная фракция
Анализ полученных результатов показал, что ультрафильтрационная обработка (в тангенциальном потоке при использованием мембран с пропускной способностью по молекулярной массе 10 кД) удаляет из реакционной смеси высокомолекулярные структуры размерами более 11 кД.
Последующее НФ-фракционирование приводит к практически полному удалению из образца пептидов с молекулярными массами более 1,4 кД.
Таблица 10
ММР пептидов ФГМБ, полученных из образца КСБ, при гидролизе
«Флавоэнзимом» после мембранной обработки
| Диапазон молекулярных масс, кД | Относительное распределение пептидов по молекулярным массам, % | |||
| исходный гидролизат | УФ | УФ+НФ, ВМФ | УФ+НФ, НМФ | |
| Более 166,0 | 3,2 | 0 | 0 | 0 |
| 166,0-28,2 | 1,0 | 0 | 0 | 0 |
| 28,2-11,0 | 0,5 | 0,3 | 0,5 | 0 |
| 11,0-4,0 | 10,0 | 8,5 | 17,8 | 0 |
| 4,0-1,4 | 17,4 | 15,9 | 25,5 | 8,6 |
| Менее 1,4 | 67,9 | 75,3 | 56,2 | 91,4 |
Как следует из полученных данных, в составе пептидного фильтрата при НФ более 92% материала представлено свободными аминокислотами и олигопептидами; отсутствуют пептиды, превосходящие по массе 4 кД. При этом нанофильтрационный ретентат (остаток) обогащается «средними» пептидами в диапазоне молекулярных масс 1,4-4,5 кД. Особенностью этой фракции является то, что она обладает удовлетворительными органолептическими свойствами (практически отсутствует горечь) и достаточно низкой осмолярностью. Тем самым, она имеет хорошие перспективы использования в составе продуктов для энтерального питания и гипоаллергенных продуктов профилактической направленности, где важным показателем качества является вкус, позволяющий больным применять продукты не только через зонд, но и в виде напитка.
НМФ, получаемая в результате НФ, обладает, как будет показано ниже, чрезвычайно низкой остаточной АГ и может поэтому использоваться в качестве белкового компонента СП для больных, страдающих тяжелыми и средней тяжести формами аллергических заболеваний. Как будет показано в главе 6, она также перспективна для получения ферментативных гидролизатов, модифицированных по аминокислотному составу.
В табл. 11 приведены результаты определения остаточной АГ ФГМБ, полученных из образца КСБ путем гидролиза «Флавоэнзимом» и последовательных мембранных обработок.
Таблица 11
Остаточная АГ гидролизата КСБ «Флавоэнзимом»
и его фильтрационных фракций
| № | Образец | АГ | |
| Гидролиз «Панкреатином» | Гидролиз «Флавоэнзимом» | ||
| 1 | КСБ | 0,382 | |
| 2 | ФГМБ | 510-3 | 210-4 |
| 3 | Фильтрат ФГМБ через УФ мембрану 10 кД | 610-5 | 610-6 |
| 4 | ВМФ ФГМБ после НФ УФ-фильтрата | 710-5 | 710-6 |
| 5 | НМФ ФГМБ после НФ УФ-фильтрата | 210-5 | 210-6 |
Из приведенных результатов можно заключить, что использование мембранных обработок позволяет снизить АГ более чем в 100 000 раз. Такое значение остаточной АГ позволяет использовать подобные гидролизаты в качестве белкового компонента в лечебных продуктах питания для детей, страдающих непереносимостью пищевых белков.
Отдельно был рассмотрен вопрос о влиянии повторных УФ-обработок на АГ ФГМБ. В табл. 12 приведены результаты таких исследований, выполненных на УФ- и СУФ-мембранах с пропускной способностью мембран 10 и 5 кД, соответственно.
Полученные результаты позволили установить, что эффективного снижения АГ ФГМБ можно добиться при двух повторных циклах УФ и СУФ; дальнейшие циклы обработки не дают эффекта. Для гипоаллергенных продуктов на основе гидролизатов КСБ предпочтительным является процесс СУФ, так как он позволяет получать гидролизаты с гарантированно сниженной до требуемого уровня АГ.
Таблица 12
Влияние кратности УФ и СУФ на АГ гидролизата КСБ «Флавоэнзимом»
| № | Число УФ (циклов) | АГ | |
| УФ 10 кД | СУФ 5 кД | ||
| 1 | Исходный ФГМБ | 1.10-3 | 1.10-3 |
| 2 | 1 цикл | 5.10-5 | 2.10-5 |
| 3 | 2 цикл | 2.10-5 | 0,9.10-6 |
| 4 | 3 цикл | 2,5.10-5 | 1.10-6 |
Таким образом, в процессе исследований, осуществленных в данной главе, установлены технологические параметры мембранных обработок для ФГМБ, используемых в энтеральном питании (ФГМБ 1), критической характеристикой которого является ММР; ФГМБ, используемых в лечебном и лечебно-профилактическом питании при пищевой аллергии и непереносимости белков коровьего молока (ФГМБ 2 и ФГМБ 3), для которых критическая характеристика - остаточная АГ белков коровьего молока в составе белкового компонента продукта (не более 110-5 и 110-4, соответственно). Вид мембранной обработки, основные и критические характеристики упомянутых ФГМБ представлены в табл. 13.
Таблица 13
Характеристики ФГМБ для СП после мембранной обработки
| Образец | Белок, фермент | Мембранная обработка | Характеристики ФГМБ | |||
| УФ | СУФ2 | НФ | М ср, кД | АГ, не более | ||
| ФГМБ1 | КСБ, «Панкреатин» | + | - | + | 5,8 | 110-4 |
| ФГМБ 2 | То же | - | + | + | 5,3 | 310-5 |
| ФГМБ 3 | КСБ, «Флавоэнзим» | - | + | - | 1,4 | 110-5 |
Для направленного регулирования ММР в ФГМБ предложен принцип расчёта мембранного фракционирования с учётом различных факторов: селективности мембран (УФ, СУФ, НФ) по конкретным диапазонам молекулярных масс, кратности обработки, степени концентрирования и степени диафильтрации, требуемого соотношения пептидных фракций, ММР исходного ФГМБ. В результате выведены формулы, позволяющие с высокой точностью рассчитывать ММР в ФГМБ, подвергнутых указанным видам мембранных обработок.
Глава 6. Исследование закономерностей удаления фенилаланина из ФГМБ с использованием АХр. Получив удовлетворительные данные по исследованию закономерностей фракционирования гидролизатов, полученных из концентратов молочных белков, провели изучение содержания фенилаланина в полученных образцах. В дальнейшем для сорбции фенилаланина использовали метод АХр. В качестве неподвижной фазы применяли пористые гранулы химически модифицированного полистирола ХАД-16.
Эксперименты проводили как в лабораторных условиях (колонка 2,540 см), так и на пилотной установке в условиях опытного производства (колонка 44100 см). В качестве основного критерия подобия при переходе к пилотной установке принято время элюирования полного объема колонки, которое составило 100 минут. Объем наносимого раствора гидролизата составлял не более 12% от объема хроматографической колонки (больший объем приводил к объемной перегрузке). Концентрация исходного гидролизата составляла от 25 до 45% по сухим веществам. При больших концентрациях отмечались эффекты неоднородности нанесения материала на колонку и его выпадения в осадок, что резко снижало эффективность разделения. При меньших концентрациях наносимого материала падала производительность колонки.
Основные технологические параметры хроматографического фракционирования на лабораторной и пилотной колонке приведены в табл.14.
Таблица 14
Технологические характеристики препаративной хроматографии
| Показатель | Лабораторная колонка | Пилотная колонка |
| Размеры, см | 2,540 | 44100 |
| Неподвижная фаза | ХАД-16 | ХАД-16 |
| Подвижная фаза | Дистиллированная вода | Обратноосмотическая вода |
| Концентрации наносимого ФГМБ, % | 25-45 | 45 |
| Объем наносимого ФГМБ, % от объема колонки | Не более 12 | Не более 12 |
| Скорость элюирования | 2,5 см3/мин | 1,5 л/мин |
| Продолжительность элюирования полного объема колонки, мин | 100 | 100 |
Во всех случаях для нанесения на колонку ХАД-16 использовали низкомолекулярные фракции, полученные в результате мембранной обработки (препараты предварительно высушивали либо в лаборатории методом лиофилизации, либо в условиях производства методом распылительной сушки). Перед нанесением на хроматографическую колонку гидролизат растворяли в дистиллированной или обратноосмотической воде и очищали микрофильтрацией.
В процессе АХр в хроматографических фракциях определяли оптическую плотность, массовую долю сухих веществ и отношение этих показателей, являющееся качественным критерием присутствия фенилаланина в образце. Предварительный скрининг показал недостаточную эффективность удаления фенилаланина из гидролизатов КМБ и КСБ, полученных под действием «Панкреатина» (данные не показаны). Поэтому основная часть экспериментов, как в лабораторных, так и в промышленных масштабах, была проведена с использованием гидролизатов КСБ, полученных с использованием «Флавоэнзима».
Результаты хроматографической очистки гидролизатов белков коровьего молока хорошо воспроизводились при переходе от лабораторной колонки к полупромышленной пилотной для всех использовавшихся препаратов. Это свидетельствует о корректности выбора общей продолжительности элюирования препарата в качестве критерия подобия хроматографического процесса в целом.
В табл. 15 приведены результаты хроматографического фракционирования гидролизата КСБ, полученного путем обработки «Флавоэнзимом» и промышленной СУФ через мембрану с размером пор 5 кД.
Таблица 15
АХр ФГМБ (гидролиз КСБ «Флавоэнзимом» +
СУФ 5 кД) на колонке ХАД-16 (2,540 см)
| № | Образец | Объем выхода V, мл | D280 | RI, % | D280/RI, % | Содержание в % от нанесенного | Phe, % | |
| VD280, | VRI, % | |||||||
| 1 | Фракция 1 | 30 | 0,22 | 1,4 | 0,16 | 0,17 | 4,62 | 0,006 |
| 2 | Фракция 2 | 30 | 1,34 | 6,8 | 0,20 | 1,02 | 22,42 | 0,027 |
| 3 | Фракция 3 | 30 | 2,00 | 6,0 | 0,33 | 1,532 | 19,78 | 0,052 |
| 4 | Фракция 4 | 30 | 2,10 | 3,9 | 0,54 | 1,60 | 12,86 | 0,207 |
| 5 | Фракция 5 | 30 | 2,37 | 2,0 | 1,19 | 1,81 | 6,59 | 0,532 |
| 6 | Фракция 6 | 30 | 2,53 | 1,2 | 2,11 | 1,93 | 3,96 | 1,300 |
| 7 | Объединенные фракции 1-4 | 120 | 1,42 | 4,5 | 0,32 | 4,12 | 59,3 | 0,093 |
| 8 | Объединенные фракции 1-3 | 90 | 1,19 | 4,7 | 0,25 | 2,73 | 46,3 | 0,036 |
| 9 | Исходный ГКСБ | 20 | 196 | 45,5 | 4,31 | 100 | 100 | 2,09 |
Примечание. RI, % - массовая доля сухих веществ, определенная рефрактометрическим методом; VRI, % - масса сухих веществ во фракции в граммах, рассчитанная по концентрации сухих веществ и объему фракции; VD280 - количество оптических единиц (280 нм) во фракции, характеризующее количество ароматических аминокислот; D280/RI, % - параметр, характеризующий степень удаления ароматических аминокислот из образца; Phe, % - массовая доля фенилаланина в пересчёте на белковый эквивалент.
Из приведенных в таблице результатов видно, что если отбирать в качестве продукта сумму фракций 1-3, то выход по сухим веществам составит 46,3% при содержании фенилаланина в объединенной фракции 0,036% по массе сухого вещества. Препарат с таким содержанием фенилаланина удовлетворяет современным требованиям к качеству белкового компонента лечебных продуктов питания со сниженным содержанием фенилаланина. Если продолжать собирать продукт по мере элюирования, то будет происходить резкое увеличение содержания фенилаланина в объединенной фракции. Поэтому чрезвычайно важной является стабильная работа колонки и элементов хроматографической системы (насосы, коллектор и т.д.) для точного отбора фракций с целью получения препарата гарантированного качества.
Значительного повышения эффективности процесса сорбции и дальнейшего снижения уровня фенилаланина можно достичь при нанесении на колонку
НМФ ФГМБ, полученных путем НФ. Пример такого фракционирования приведен в табл. 16.
Таблица 16
АХр НМФ, получаемой при НФ ФГМБ (гидролиз КСБ «Флавоэнзимом» +
СУФ 5 кД) на колонке ХАД-16 (2,540 см)
| № | Образец | Объем выхода V, мл | D280 | RI, % | D280/ % RI | Содержание в % от нанесенного | Phe, % | |
| VD280, | VRI, % | |||||||
| 1 | Фракция 1 | 30 | 0,076 | 1,8 | 0,042 | 0,067 | 12,6 | 0,002 |
| 2 | Фракция 2 | 30 | 0,207 | 4,6 | 0,045 | 0,182 | 32,1 | 0,002 |
| 3 | Фракция 3 | 30 | 0,259 | 3,1 | 0,084 | 0,227 | 21,6 | 0,001 |
| 4 | Фракция 4 | 30 | 0,392 | 1,3 | 0,302 | 0,344 | 9,1 | 0,011 |
| 5 | Фракция 5 | 30 | 0,580 | 0,7 | 0,829 | 0,509 | 4,9 | 0,072 |
| 6 | Фракция 6 | 30 | 0,718 | 0,4 | 1,795 | 0,630 | 2,8 | 0,379 |
| 7 | Фракция 7 | 30 | 0,753 | 0,1 | 7,53 | 0,661 | 0,7 | 1,754 |
| 8 | Фракция 8 | 30 | 0,682 | 0,1 | 6,82 | 0,598 | 0,7 | 6,626 |
| 9 | Объединенные фракции 1-3 | 90 | 0,181 | 3,2 | 0,057 | 0,476 | 66,3 | 0,002 |
| 10 | Объединенные фракции 1-4 | 120 | 0,233 | 2,7 | 0,086 | 0,820 | 75,4 | 0,003 |
| 11 | Объединенные фракции 1-5 | 150 | 0,303 | 2,3 | 0,132 | 1,33 | 80,3 | 0,007 |
| 12 | Исходный ГКСБ | 20 | 171 | 21,5 | 7,95 | 100 | 100 | 5,95 |
Установлено, что удаление фенилаланина из гидролизата происходит намного более эффективно, чем при очистке гидролизата, подвергнутого только УФ. Так, при отборе фракций 1-4, дающем выход процесса 75% по сухим веществам, содержание фенилаланина в пептидной смеси не превышает 0,003%, что находится близко к пределу его аналитического детектирования методом ВЭЖХ и сопоставимо с остаточными количествами этой аминокислоты, выявляемыми в виде артефакта в коммерческих смесях кристаллических l-аминокислот.
Таким образом, использование НМФ при НФ позволяет повысить выход ФГМБ, свободного от фенилаланина, до 70-80% против 50-60%, характерных для очистки ультрафильтратов соответствующих гидролизатов. При этом существенно, что эффективность использования белкового субстрата в целом при введении стадии НФ ещё более возрастает до 85-90% с учетом того, что получаемая при НФ ВМФ также находит применение в качестве белкового компонента целого ряда СП питания лечебного и профилактического назначения. Всё вышеизложенное подтверждает целесообразность проведения очистки от фенилаланина ФГМБ, фракционированных с применением НФ, что гарантирует снижение содержания фенилаланина до величины менее чем 0,01% в пересчёте на белковый эквивалент.
Глава 7. Разработка параметров технологий ФГМБ. Основной задачей при получении ФГМБ заданного состава является полный анализ возможностей целенаправленного изменения его критически важных показателей под влиянием различных технологических факторов.
В табл. 17 представлен перечень показателей ФГМБ, изменение которых возможно в тех или иных процессах.
Таблица 17
Показатели ФГМБ, изменяемые при технологической обработке
| Показатель ФГМБ | Технологический процесс |
| ММР | ФГ, УФ, СУФ, НФ, АХр |
| АГ | ФГ, УФ, СУФ, НФ, АХр |
| Аминокислотный состав | НФ, |
| Фенилаланин | АХр |
| Минеральные вещества | УФ, СУФ, НФ, АХр, электродиализ |
| Сухие вещества | НФ, ОО, ВВ*, РС** |
| Лактоза | УФ, СУФ |
Примечание. *ВВ - вакуум-выпаривание;** РС - распылительная сушка
Параметры процессов ВВ, пастеризации и РС оптимизированы непосредственно в промышленных условиях.
При изучении параметров сгущения выявлена оптимальная концентрация сухих веществ 45-50% для всех видов ФГМБ. Установлен оптимальный режим пастеризации концентратов ФГМБ после ВВ: 80-85оС с выдержкой 2+0,2 мин.
Основным критерием при выборе температурных режимов сушки являлось содержание влаги в готовом продукте. С целью выбора оптимальных параметров процесса сушки ФГМБ исследовали три температурных режима входящего и выходящего из сушильной башни воздуха, соответственно: 180+1 и 80+1С; 170+1 и 75+1С; 160+1 и 70+1С. Изменение массовой доли влаги в продукте, полученном при указанных температурных режимах сушки представлено в табл. 18.
Таблица 18
Массовая доля влаги при различных температурах сушки
| Образец | Массовая доля влаги при температуре воздуха, (tвх-tвых) | ||
| 180-80С | 175-75С | 170-70С | |
| ФГМБ | 2,5±0,20 | 3,6±0,25 | 4,8±0,33 |
Из приведенных данных видно, что сушку ФГМБ наиболее целесообразно проводить при температуре входящего воздуха не менее 175оС и выходящего 75оС. В этом случае влажность продукта соответствует предъявляемым требованиям (не более 4%).
На рис. 2 представлена принципиальная технологическая схема получения ФГМБ, в которой показаны технологические процессы во взаимосвязи.
Всего основных технологических процессов - 8. Каждый процесс имеет свои характеристики, которые представлены в табл. 19.
Рис. 2. Принципиальная технологическая схема получения сухих ФГМБ с регулируемым составом и свойствами. Примечание: МБ- молочный белок.
Таблица 19
Основные характеристики технологических процессов
| № - технологический процесс | Основные характеристики процесса |
| 1 - ФГ | Характеристики приведены в таблице 8. |
| 2 - УФ | tпр=45+1оС, Р=0,5 МПа, СВф=4±1%, tохл<4оС |
| 3 - СУФ | tпр=40+1оС, Р= 0,7 МПа, СВф=4±1%, tохл<4оС |
| 4 - НФ | tпр=30+1оС, Р=3,0 МПа, СВвмс=18%, СВнмс=1,0±0,5%, tохл<4оС |
| 5 - ОО | tпр=30+1оС, Р= 4 МПа, СВвмс=18%, tохл<4оС |
| 6 - ВВ с пастеризацией | СВ после сгущения 45-50%, температура пастеризации 80-85 оС с выдержкой 2+0,2 мин |
| 7 - АХр | Характеристики приведены в табл. 14. |
| 8 - РС | Температура на входе 175+1оС, на выходе 80+1оС. |
Обозначения: tпр- температура процесса, оС; Р - давление фильтрации, МПа; СВф - массовая доля сухи веществ в фильтрате, %; СВВМС - массовая доля сухих вещества в концентрате ВМС, %; СВнмс - массовая доля сухих веществ в фильтрате НМС, %; tохл - температура охлаждения рабочего раствора, оС.
В табл. 20 приведены частные технологические цепочки, которые заключаются в определённой последовательности процессов при производстве различных видов ФГМБ.
Таблица 20
Последовательности технологических процессов при получении ФГМБ
| Вид ФГМБ | Последовательности технологических процессов |
| ФГМБ 1 | 1 2 4 6 8 |
| ФГМБ 2 | 1 3 4 6 8 |
| ФГМБ 3* | 2 1 3 5 6 8 |
| ФГМБ 4 | 1 3 4 5 6 7 5 6 8 |
Примечание. *Для получения безлактозных ФГМБ 3 вводится дополнительный процесс УФ.
Используя принципиальную технологическую схему (рис. 2) и данные, представленные в табл. 19-20, а также учитывая влияние процессов на изменение основных характеристик (табл. 17), можно резюмировать, что установлены основные технологические закономерности получения ФГМБ с заданным составом и свойствами.
В целях подтверждения результатов исследования частные технологии четырёх ФГМБ апробированы в промышленных условиях. Полученные результаты по критическим характеристикам (ММР, АГ, фенилаланин) полностью соответствовали таковым, полученным в лабораторных условиях. Это позволило разработать технологические регламенты, которые используются в настоящее время при производстве промышленных партий сухих ФГМБ.
В связи с тем, что ФГМБ имеют свои критические характеристики (ММР, АГ, массовая доля фенилаланина), целесообразно выпускать ФГМБ в сухом виде, что позволяет подтвердить их гарантированное качество путем лабораторных исследований с учётом утвержденных методик и действующих стандартов. Это позволяет в дальнейшем практически исключить риски производства СП, не соответствующих требованиям действующей технической документации.
Глава 8. Разработка блочно-модульной схемы получения ФГМБ и СП на их основе. Построение технологий по блочно-модульному принципу позволяет сформировать производственный цикл по оптимальному варианту, обеспечить рациональные связи между оборудованием, аппаратами и структурными производственными отделениями. Блочно-модульные схемы показывают согласованность течения технологических процессов, а также учитывают многообразие и специфику технологий. В табл. 21 приведен перечень самостоятельных технологических блоков, используемых в технологии СП на основе ФГМБ. Взаимосвязь структурных блоков в технологии СП на основе ФГМБ приведена в диссертации.
Таблица 21
Перечень технологических блоков, используемых в технологии
СП на основе ФГМБ
| Блок | Характеристики технологических операций |
| 1 | Приемка молочного сырья, восстановление сухих молочных и белковых компонентов, очистка, пастеризация, охлаждение и промежуточное хранение |
| 2 | Приемка растительных масел, получение масляно-витаминной смеси |
| 3 | Приготовление белково-углеводного раствора, нормализация и пастеризация смеси |
| 4 | УФ и ДФ*, пастеризация, охлаждение и промежуточное хранение |
| 5 | ФГ, инактивация фермента, охлаждение, промежуточное хранение |
| 6 | СУФ с ДФ, охлаждение, промежуточное хранение |
| 7 | НФ с ДФ, охлаждение, промежуточное хранение |
| 8 | Обратноосмотическая обработка молочного сырья, охлаждение, промежуточное хранение |
| 9 | АХр, пастеризация, охлаждение, промежуточное хранение |
| 10 | Приготовление нормализованной смеси, пастеризация, гомогенизация и ее промежуточное хранение |
| 11 | ВВ, пастеризация и РС |
| 12 | Электродиализная деминерализация, охлаждение, промежуточное хранение |
| 13 | Сухое смешивание |
| 14 | Расфасовывание готового продукта в потребительскую тару |
| 15 | Асептический розлив |
Примечание. *ДФ - диафильтрация
В табл. 21 показаны четыре вида гидролизатов, которые по своим критическим характеристикам принципиально отличаются друг от друга, что позволило создать широкий ассортимент СП на их основе.
Таблица 21
Классификация ФГМБ
| Виды ФГМБ | Показатели | ||||
| ММР (основная фракция), кД | снижение АГ, тыс. крат | массовая доля фенилаланина (не более), % | |||
| 5-6 | менее 1-2 | 1-100 | 100-1000 и более | 0,01 | |
| ФМГБ 1 | ++ | - | - | - | - |
| ФМГБ 2 | + | - | ++ | - | - |
| ФМГБ 3 | - | + | - | ++ | - |
| ФМГБ 4 | - | + | - | - | ++ |
| Примечание. ++ основная характеристика ФГМБ, определяющая направления его использования; + значимая характеристика; - незначимая характеристика | |||||
На рис. 3 приведена функциональная классификация СП на основе ФГМБ.
| Специализированные продукты | ||||||||||||||
| Энтеральное питание | Питание детей первого года жизни с аллергией к белкам | Питание больных с ФКУ | ||||||||||||
| Продукты для больных с нарушением деятельности ЖКТ (ФГМБ 1) | Продукты для профилактики пищевых аллергий (ФГМБ 2) | Продукты для питания детей до года (ФГМБ 4) | ||||||||||||
| Продукты для больных туберкулезом (ФГМБ 1) | Продукты для лечения пищевых аллергий (ФГМБ 3) | Продукты для питания детей старше года (ФГМБ 4) | ||||||||||||
| Продукты для больных онкологическими заболеваниями (ФГМБ 1) | ||||||||||||||
Рис. 3. Классификация СП на основе ФГМБ
На основании предложенной схемы блочно-модульного типа разработаны частные технологии СП, предусматривающие два основных подхода: предварительное растворение ФГМБ с приготовлением нормализованной смеси, сгущением, пастеризацией и сушкой или сухое смешивание с безбелковой основой. Частные технологии СП более подробно освещены в диссертации.
Глава 9. Практическая реализация результатов исследований. На основании анализа отечественной и зарубежной научной литературы и патентной информации, а также результатов собственных исследований научно обоснованы технологии, заключающиеся в направленном ФГ, использовании различных мембранных процессов, а также метода АХр для получения ФГМБ с направленно регулируемыми составом и свойствами. Разработана концепция создания широкой гаммы СП на основе использования блочно-модульного принципа построения технологий, предложена их функциональная классификация.
Основные разработки, полученные при выполнении работы, использованы при проектировании, строительстве и пуске в эксплуатацию единственного в России предприятия по производству специализированных продуктов для питания детей и взрослых, в т.ч. на основе ФГМБ.
На предприятии полностью реализован блочно-модульный принцип построения технологической схемы с использованием таких процессов, как ФГ, УФ, СУФ, НФ, ОО, электродиализ, АХр и др. технологические процессы, обеспечивающие получение конечного продукта, как в сухом, так и в жидком стерилизованном виде. В настоящее время на предприятии освоено промышленное производство более 40 наименований продуктов, а в 2008 г запланировано начало производства более 20 наименований новых продуктов. В 2006 году предприятием выпущено 1562 тонн СП, в том числе 20 тонн на основе ФГМБ, а за 9 месяцев 2007 года уже выпущено 1603 тонн СП, в том числе 41 тонна на основе ФГМБ. Относительно небольшая доля СП на основе ФГМБ в общем объеме производства связана с их узкой специальной направленностью. Однако, следует подчеркнуть высокую социальную значимость этих продуктов, так как они часто назначаются больным по жизненным показаниям. СП на основе ФГМБ успешно прошли апробацию в ряде ведущих клинических центров, включая НИИ скорой помощи им. Склифосовского, Институт педиатрии РАМН, Клиника лечебного питания Института питания РАМН и др.
ВЫВОДЫ
- Научно обоснованы технологии, заключающиеся в направленном ФГ, использовании различных мембранных процессов, а также метода АХр для получения ФГМБ с направленно регулируемыми составом и свойствами. Разработана концепция создания широкой гаммы ФГМБ и СП на основе использования блочно-модульного принципа построения технологий, предложена их функциональная классификация.
- Определены оптимальные условия получения ФГМБ с использованием промышленных ферментных препаратов. При использовании «Панкреатина» максимальная глубина гидролиза молочных белков достигается при 3 часах ферментной обработки, температуре 50±1оС, концентрации ферментного препарата 2% по массе сухих веществ. Поддержание оптимального значения рН 7,5±0,1 требует использования рН-статирования раствором щелочи. Применение «Флавоэнзима» позволяет достичь большей, в сравнении с «Панкреатином», глубины гидролиза при продолжительности реакции до 20 часов, температуре 50±1оС, концентрации ферментного препарата 5% по массе сухих веществ. Оптимум действия «Флавоэнзима» составил рН 6,0±0,2, что не требует использования рН-статирования.
- Методом эксклюзионной хроматографии определено ММР пептидов в динамике ФГ и в конечных ФГМБ. Показано, что до 52% белкового материала в случае обработки «Панкреатином» и до 70% «Флавоэнзимом» представлено короткими пептидами и свободными аминокислотами в диапазоне молекулярных масс менее 1,4 кД, что отвечает средней и глубокой степени гидролиза, соответственно.
- Установлено, что даже при максимальной длительности гидролиза полной элиминации макромолекулярных белковых структур из состава ФГМБ не происходит. Иммуноферментным методом определена остаточная АГ в динамике ФГ и в конечных ФГМБ. В результате ФГ молочных белков содержание антигенов коровьего молока снижается в 103-104 раз. Это недостаточно для непосредственного использования получаемых гидролизатов в гипоаллергенных продуктах, что определяет необходимость дополнительной очистки ФГМБ.
- Изучены условия и параметры очистки ФГМБ с использованием процессов УФ и СУФ (мембраны с размерами пор 10 и 5 кД, соответственно). В результате очистки ФГМБ этими методами достигается полная элиминация остаточных количеств белковых и полипептидных структур с молекулярными массами более 10 кД. При использовании метода УФ достигается снижение АГ гидролизатов до уровня 5.10-5 от АГ исходного белка, а при использовании СУФ доказана целесообразность повторной обработки глубоких гидролизатов КСБ, что впервые позволило снизить АГ до 1.10-6 и более, то есть до величины, характерной для глубоких ферментативных гидролизатов казеина. Данные ФГМБ могут использоваться в качестве белковой основы лечебных гипоаллергенных продуктов.
- Показана эффективность использования НФ технологии для выделения и концентрирования из неглубоких гидролизатов КСБ фракции пептидов с Мср=4-6 кД и её частичной деминерализации. Полученные таким путём ФГМБ характеризуются низкой осмолярностью, хорошими органолептическими свойствами, растворимостью и используются при производстве продуктов энтерального питания, а также гипоаллергенных смесей лечебно-профилактической направленности.
- Доказана перспективность использования НФ для фракционирования глубоких гидролизатов КСБ с целью получения НМФ и ВМФ фракций, из которых первая более чем на 92% представлена свободными аминокислотами и олигопептидами, а вторая обогащена фракцией «средних пептидов» в диапазоне молекулярных масс 1,4-10 кД. Первая фракция характеризуется АГ менее 110-6, что позволяет её использовать в продуктах для детей больных тяжёлыми и средней тяжести аллергическими заболеваниями. Вторая фракция, обладающая низкой осмолярностью и приемлемыми органолептическим свойствами, может послужить белковой основой СП, предназначенных для энтерального питания больных с нарушениями функции пищеварения и для гипоаллергенных СП лечебно-профилактической направленности. Предложен принцип расчёта мембранного фракционирования с учетом различных факторов (ММР исходного ФГМБ, селективность мембран, степень концентрирования) для получения ФГМБ с направленно регулируемым пептидным составом.
- Разработана технология ФГМБ со сниженным содержанием фенилаланина, предназначенных для использования в питании больных ФКУ. Ферментативные гидролизаты КСБ фракционировали на колонках с адсорбентом ХАД-16. Показано, что наибольшая эффективность очистки от фенилаланина достигается при использовании в качестве сырья НМФ, полученной при НФ глубокого гидролизата КСБ. Содержание фенилаланина в получаемом продукте гарантированно не превышает 0,01% по массе белкового эквивалента, что сопоставимо с аналогичной характеристикой смесей кристаллических l-аминокислот. При этом выход продукта составляет более 80% по сухим веществам.
- При переходе к промышленным масштабам признано целесообразным использовать при производстве СП лечебной и лечебно-профилактической направленности ФГМБ на основе КСБ, как имеющих более высокую биологическую ценность, сбалансированный минеральный состав и лучшие органолептические свойства в сравнении с аналогичными гидролизатами КМБ и глубокими гидролизатами казеина.
- На основе полученного экспериментального материала разработаны промышленные технологии различных ФГМБ с направленно регулируемым составом и свойствами. В производственных условиях оптимизированы процессы ФГ, УФ, СУФ, НФ, АХр, ОО, ВВ, пастеризации и сушки. Показано, что при производстве СП в технологическом процессе целесообразно использовать сухие ФГМБ гарантированного качества. Разработана принципиальная блочно-модульная схема, состоящая из 15 самостоятельных технологических блоков для получения ФГМБ и СП с их использованием. Данная схема была впервые внедрена на базе предприятия по производству специализированных и лечебных продуктов в г. Истра Московской области, что позволило освоить промышленное производство широкой гаммы СП с 2003 года. Имеющиеся производственные мощности позволяют полностью удовлетворить потребности Российской Федерации в продуктах на основе ФГМБ, которые показали свою высокую клиническую эффективность.
По материалам диссертации опубликованы
следующие основные работы:
Монографии
- Круглик В.И. Научные и практические аспекты создания продуктов для детского питания / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005.- 195 с.
- Круглик В.И. Теория и практика реализации технологий специализированных продуктов на основе ферментативных гидролизатов молочных белков.- М: Университеты России, 2007.- 220 с.
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ
- Питание велосипедистов в период тренировочных сборов и соревнований / К.А. Коровников, В.С. Баева, Полесный, С.А. Фурсова, В.В. Чужакова, В.И.Круглик // Вопросы питания.- 1988.- №5.- С. 40-43.
- Пищевая сенсибилизация морских свинок ферментативными гидролизатами белка молочной сыворотки / И.В. Гмошинский, В.И. Круглик, В.К. Мазо и др. // Вопросы питания.- 1989.- №6.- С. 27-32.
- Крашенинин П.Ф. Сухие концентраты и гидролизаты молочных белков / П.Ф. Крашенинин, Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик // Молочная промышленность.- 1993.- №3.- С. 4.
- Современные продукты питания для беременных и кормящих матерей // П.Ф. Крашенинин, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина, О.В. Георгиева // Вопросы питания.- 1993.- №4.- С. 28-31.
- Использование смесей на основе гидролизатов белка у детей с множественной пищевой непереносимостью / Е.А. Рославцева, Т.Э. Боровик, К.С. Ладодо, Н.Н. Семенова, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Педиатрия.- 1994.- №1.- С. 70-73.
- Технологические аспекты производства молочных продуктов с низкими аллергенными свойствами и гипоаллергенных продуктов / Н.Г. Шацкая, П.Ф.Крашенинин, Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик // Вопросы питания.- 1994.- №1-2.- С. 34-36.
- Специализированные продукты для питания детей, больных муковисцидозом / Л.В. Соломадина, В.И. Круглик, К.С. Ладодо, Т.Э. Боровик, Е.А. Рославцева, Н.Н. Семенова, Н.И. Капранов, Н.Ю. Каширская // Вопросы питания.- 1995.- №2.- С. 17-20.
- Таурин в составе нового сухого молочного продукта «Фемилак 2» для коррекции питания кормящих матерей // О.В. Георгиева, В.И. Круглик, Л.В. Недоспасова, В.А. Цыряпкин // Вопросы питания.- 1995.- №2.- С. 33-35.
- Соломадина Л.В. Новый специализированный молочный продукт для питания лактирующих женщин // Л.В. Соломадина, В.И. Круглик // Вопросы питания.- 1995.- №5.- С. 37-38.
- Сажинов Г.Ю. Новые технологии в производстве перспективных продуктов детского питания / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина // Вопросы питания.- 1996.- №5.- С. 41-44.
- Сажинов Г.Ю. Новые продукты для детского питания / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина // Пищевая промышленность.- 1996.- №9.- С. 14.
- Низколактозный молочный продукт / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В.Соломадина, К.С. Ладодо, В.П. Зиматова // Пищевая промышленность.- 1997.- №6.- С. 31.
- Сравнительная оценка использования специализированных продуктов «Тетрафен» и «Фенил-фри» в дитетотерапии детей, больных фенилкетонурией / Т.В. Бушуева, О.А. Вржесинская, В.М. Коденцова, Е.П. Рыбакова, С.Н. Денисова, Н.А. Бекетова, А.Г. Таранова, О.Г. Переверзева, Л.А. Харитончик, Н.В. Копылова, А.Д. Байков, В.А. Мелехина, Л.В. Соломадина, В.И. Круглик // Вопросы питания.- 1998.- №2.- 7-18.
- Энтеральное питание в комплексной терапии и профилактике заболеваний / Т.С. Попова, А.Е. Шестопалов, Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик // Вопросы питания.- 2004.- №3.- С. 7-11.
- Пылеунос в распылительных сушильных установках со встроенным псевдоожиженным слоем / В.Д. Харитонов, И.В. Зубков, А.И. Крылов, В.И. Круглик // Молочная промышленность.- 2005.- №7.- С. 56-57.
- Круглик В.И. Исследование кинетики ферментативного гидролиза нативных молочных белков // Сыроделие и маслоделие.- 2007.- № 5.- С. 35-36.
- Круглик В.И. Физико-химический состав гидролизатов молочных белков при дополнительной мембранной обработке // Молочная промышленность.- 2007.-№11.- С. 51-52.
- Круглик В.И. Антигенные структуры нативных молочных белков и свободных аминокислот при ферментативном гидролизе // Молочная промышленность.- 2007.- №12.- С. 40-42.
- Круглик В.И. Определение номинальной отсекаемой молекулярной массы низкомолекулярных соединений при мембранной обработке // Молочная промышленность.- 2008.- №1.
Сборники научных трудов институтов
- Чагаровский А.П. Изучение структуры и свойств ультрафильтрационных мембран второго поколения // Труды ВНИКМИ.- 1987.- С. 91-97
- Крашенинин П.Ф. Молочно-белковые концентраты - ценный компонент продуктов детского и диетического питания / П.Ф. Крашенинин, В.И. Круглик// Совершенствование технологии и улучшение показателей молочных продуктов детского и диетического питания: Сборник научных трудов.- М., 1988.- С. 17-21.
- Круглик В.И. Исследование физико-химических показателей и дисперсности жировой фазы ультра- и диафильтрационных концентратов молока / В.И. Круглик, В.В. Ушаков, Е.И. Черепкова // Совершенствование технологии и улучшение показателей молочных продуктов детского и диетического питания: Сборник научных трудов.- М, 1988.- С. 173-177.
- Продукты энтерального питания на молочной основе / Г.Ю. Сажинов, В.Г. Высоцкий, В.И. Круглик, П.Ф. Крашенинин, Л.А. Сажинова // Обзорная информация: Серия «Молочная промышленность».- М.: АгроНИИТЭИММП, 1989.- 22 С.
- Медико-биологические и технологические аспекты создания пищевых модулей / П.Ф. Крашенинин, Г.Ю. Сажинов, В.Г. Высоцкий, В.И. Круглик // Сборник научных трудов ВНИКМИ.- М., 1990.- С. 25-38.
- Использование сывороточных белков при производстве хлебобулочных изделий / Т.Н. Чекулаева, В.Г. Байков, Т.Б. Цыганова, В.И. Круглик // Вопросы производства пищевых продуктов и организация питания населения: Сборник научных трудов.- Кемерово: КемТИПП, 1991.- С. 155-160.
- Круглик В.И. Разработка технологии гидролизатов молочных белков направленного химического состава и оценка их качества / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Получение свойств и применение мелочно-белковых и растительных концентратов: Сборник научных трудов.- М.: ВНИКМИ, 1991.- С. 106.
- Орлова Е.В. Изучение возможности ультрафильтрации сливок / Е.В. Орлова, В.И. Круглик, Ф.А. Вышемирский // Повышение эффективности маслоделия: Сборник научных трудов ВНИИМС.- Выпуск 57.- Углич, 1992.- С. 68-78.
- Масляны: особенности физической структуры, пищевая и биологическая ценность / Е.В. Орлова, Ф.А. Вышемирский, В.И. Круглик, О.В. Лепилкина // Эффективность производства и качество сливочного масла: Сборник научных трудов ВНИИМС.- Выпуск 59.- Углич, 1994.- С. 52-63.
- Круглик В.И. Молекулярно-массовое распределение пептидов в глубоких гидролизатах молочных белков // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ.- Выпуск 14.- Кемерово: КемТИПП, 2007.- С. 128-129.
- Круглик В.И. Использование промышленной хроматографии для сорбции фенилаланина из ферментативных гидролизатов молочных белков // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ.- Выпуск 14.- Кемерово: КемТИПП, 2007.- С. 130-132.
- Круглик В.И. Использование селективной ультрафильтрации в технологии ферментативных гидролизатов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сборник научных работ.- Выпуск 14.- Кемерово: КемТИПП, 2007.- С. 133-135.
Труды Международной молочной федерации
- Producing milk protein hydrolysates and evaluating their hypoakkergenous properties / V.I. Kruglik, V.K. Mazo, I.N. Marocco, V.V. Krzhechkovskaya, I.V. Gmoshinsky, G.Y. Sazhinov // Brief Communications and Abstracts of 23 International Dairy Congress.- 1990.- V.1.- №344.- Montreal, October 8-12.- Р. 185.
- Comparative study of the biological value of native milk proteins and their hydrolisates / G.Y. Sazhinov, A.M. Saphronova, A.S. Vtokko, V.I. Kruglik // Brief Communications and Abstracts of 23 International Dairy Congress.- 1990.- V.1.- №543.- Montreal, Oktober 8-12.- P. 299.
- Obtaining milk protein hydrolysates with present peptide profile / P.Ph. Krasheninin, V.I. Kruglik, G.Y. Sazhinov // Brief Communications and Abstracts of 23 International Dairy Congress.- 1990.- V. 11.- №667.- Montreal, October 8-12.- P. 353.
- New dry mixtures for enteral nutrition / V.G. Visotsky, Т.D. Yatsushina, V.I. Kruglik, G.Y. Sazhinov, S.A. Fursova, V.V. Chumakova // Brief Communications and Abstracts of 23 international Dairy Congress.- 1990.- V.11.- №797.- Montreal, October 8-12.- P. 420.
- Vyshemirskyj F.A. Ultrafiltration of cream for production of butter and its analogues / F.A. Vyshemirskyj, E.V. Orlova, V.I. Kruglik // Protein and fat globule modification by heat. Homogenization and other technological means for quality diary products.- IDF seminar.- Munich, 1992.- P. 446-449.
Материалы конференций, конгрессов, симпозиумов, семинаров
- Чагаровский А.П. Влияние температуры и активной кислотности на массоперенос минеральных веществ через мембрану при ульрафильтрации молока / А.П. Чагаровский, В.И. Круглик, В.П. Чагаровский // Тезисы докладов первой республиканской конференции по мембранам и мембранной технологии.- Киев, 1987.- С. 87-89.
- Чагаровский А.П. Разработка технологии молочных продуктов второго поколения на основе ультрафильтрации / А.П. Чагаровский, В.И. Круглик, М.А. Гришин // Тезисы докладов первой республиканской конференции по мембранам и мембранной технологии.- Киев, 1987.- С. 91-92.
- Каламкарова О.М. Сравнительное изучение биологической ценности молочных белков, полученных с применением ультра- и диафильтрации / О.М. Каламкарова, В.И. Круглик, Т.А. Яцышина // Биотехнологические и биотехнические процессы в мясной и молочной промышленности: Тезисы докладов Всесоюзной конференции.- М., 1987.- С. 43.
- Сравнительное изучение биологической ценности молочных белков, полученных с применением ультра- и диафильтрации / Т.А. Яцышина, В.И. Круглик, О.М. Каламкарова, В.Г. Круглик // Современная технология сыроделия и безотходная переработка молока: Тезисы Всесоюзной конференции.- Ереван, 1988.- С. 357-358.
- Липатов Н.Н. Использование молочнобелковых концентратов, полученных ультра- и диафильтрацией в производстве вареных колбас / Н.Н. Липатов, А.П. Чагаровский, В.И. Круглик //Пути повышения технологических процессов и оборудования в отраслях агропромышленного комплекса: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции.- М., 1988.- С. 30.
- Разработка технологии модульных белков для обогащения мясных и молочных продуктов / П.Ф. Крашенинин, В.И. Сергеев, В.Г. Высоцкий, В.И. Круглик, // Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация): Тезисы докладов третьей Всесоюзной научно-технической конференции.- М., 1988.- С. 101-104.
- Разработка технологии белка сухого молочного к/с / А.П. Чагаровский, В.И. Круглик, М.А. Гришин, П.Ф. Крашенинин // Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация): Тезисы докладов третьей Всесоюзной научно-технической конференции.- М., 1988.- С. 226-227.
- Круглик В.И. Экспериментальное изучение биологической ценности молочных белков с различным соотношением казеина и сывороточных белков: // Тезисы докладов IV Национального симпозиума по питанию и гастроэнтерологии.- София, 1988.- С. 17.
- Круглик В.И. Разработка и клинические испытания новых сухих сбалансированных продуктов «Унипит» для полного восстановительного питания / В.И. Круглик, О.М. Каламкарова // Тезисы докладов IV Национального симпозиума по питанию и гастроэнтерологии.- София, 1988.- С. 30.
- Витолло А.С. Изучение биологической ценности и усвояемости молочного белка и его гидролизатов / А.С. Витолло, А.М. Сафронова, В.И. Круглик // Пути развития науки и техники в мясной и молочной промышленности: Тезисы докладов Всесоюзной конференции.- Углич, 1988.- С. 136.
- Влияние фракционного состава и степени гидролиза на биологическую ценность и усвояемость молочных белков / А.М. Сафронова, А.С. Витолло, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума.- Вологда, 1989.- С. 167-168.
- Использование процессов ферментативного гидролиза и ультрафильтрации для направленного изменения пептидного состава белковых гидролизатов / В.И. Круглик, С.Н. Зорин, Г.Ю. Сажинов // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума.- Вологда, 1989.- С. 171.
- Разработка и клинические испытания нового сухого сбалансированного безлактозного продукта / В.И. Круглик, Т.Э. Боровик, Н.И. Семенова, Л.А. Сажинова // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума.- Вологда, 1989.- С. 172.
- Круглик В.И. Изменение минерального состава молочного сырья в процессе ультра- и диафильтрации / В.И. Круглик, Л.А. Сажинова // Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума.- Вологда, 1989.- С. 172-173.
- Разработка технологий сухих концентратов молочных белков, их гидролизатов, а также лечебных продуктов на их основе / В.И. Круглик, С.А. Фурсова, В.В. Чумакова, Т.А. Яцышина, Г.Ю. Сажинов // Ресурсосберегающие технологии переработки продуктов животноводства: Тезисы докладов научно-практической конференции.- Минск, 1989.- С. 75.
- Получение гидролизатов молочных белков, обладающих гипоаллергенными свойствами / В.И. Круглик, В.К. Мазо, И.Н. Марокко, В.В. Кржечковская, Г.Ю. Сажинов // Ресурсосберегающие технологии переработки продуктов животноводства: Тезисы докладов научно-практической конференции.- Минск, 1989.- С. 142.
- Сравнительное изучение термоустойчивости ультра- и диафильтрационных белковых концентратов / В.И. Круглик, А.П. Чагаровский, Д.Е. Щедушнов, Г.Ю. Сажинов // Научно-технический прогресс в цельномолочной и молочно-консервной промышленности: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции.- М., 1990.- С. 3-4.
- Круглик В.И. Основные направления получения гидролизатов молочных белков направленного химического состава / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Научно-технический прогресс в цельномолочной и молочно-консервной промышленности: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции.- М., 1990.- С. 5-6.
- Чагаровский А.П. Технология производства продуктов для детского и энтерального питания на основе мембранной обработки молочного сырья / А.П. Чагаровский, В.И. Круглик // Перспективные направления в создании и внедрении новой техники и технологии для производства консервов детского питания: Тезисы докладов Всесоюзного совещания.- Одесса, 1990.- С. 48-49.
- Круглик В.И. Производство сухих лечебных продуктов на основе молочных белков и гидролизатов / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, Л.А. Сажинова // Перспективные направления в создании и внедрении новой техники и технологии для производства консервов детского питания: Тезисы докладов Всесоюзного совещания.- Одесса, 1990.- С. 90-92.
- Круглик В.И. Классификация и основные направления разработки технологий сухих специализированных и лечебных продуктов на молочной основе для питания детей и взрослых / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, Л.А. Сажинова // Перспективные направления в создании и внедрении новой техники и технологии для производства консервов детского питания: Тезисы докладов Всесоюзного совещания.- Одесса, 1990.- С. 92-93.
- Высоцкий В.Г. Оценка пищевого статуса и эффективности искусственного питания сухими сбалансированными смесями «Унипит» хирургических больных / В.Г. Высоцкий, Т.А. Яцышина, В.И. Круглик // Актуальные проблемы искусственного питания в хирургии: Тезисы докладов всесоюзного симпозиума с международным участием.- М, 1990.- С. 76.
- Круглик В.И. Физико-химические характеристики белковых препаратов, а также их гидролизатов, полученных с применением ультрафильтрации / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах: Тезисы докладов Всесоюзной конференции.- Могилев, 1990.- С. 5.
- Круглик В.И. Структурно-механические свойства диафильтрационных белковых концентратов / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов // Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах: Тезисы докладов Всесоюзной конференции.- Могилев, 1990.- С. 24.
- Кржечковская В.В. Оценка потенциальной аллергенности пептидных препаратов молочных белков, полученных ультрафильтрацией / В.В. Кржечковская, Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик // Питание: здоровье и болезнь: Материалы научной конференции с международным участием.- М., 1990.- М. 108.
- Круглик В.И. Новые специализированные продукты на молочной основе для питания детей и взрослых // Питание: здоровье и болезнь: Материалы научной конференции с международным участием.- М., 1990.- М. 109.
- Георгиева О.В. «Фемилак» - новый продукт для коррекции питания беременных и кормящих женщин / О.В. Георгиева, В.И. Круглик, П.Ф. Крашенинин // Проблемы ресурсосберегающих и природоохранных технологий и оборудования для переработки и хранения сельскохозяйственного сырья: Тезисы научно-научно-практической конференции с международным участием.- Краснодар, 1993.- С. 29.
- Георгиева О.В. Применение специализированного продукта «Фемилак» для коррекции питания беременных и кормящих женщин / О.В. Георгиева, В.В. Круглик, Л.В. Соломадина // Проблемы рационального питания детского и взрослого населения, проживающего на территории, пострадавшей в результате аварии на ЧАЭС: Тезисы научной конференции.- Брянск, 1993.- С. 95.
- Георгиева О.В. Специализированные продукты для беременных и кормящих матерей / О.В. Георгиева, В.И. Круглик // Прикладная биотехнология на пороге ХХI века: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции.- М, 1995.- С. 111.
- Георгиева О.В. Сухие специализированные продукты на молочной основе для коррекции питания беременных и кормящих матерей / О.В. Георгиева, В.И. Круглик, П.Ф. Крашенинин // Антропогенные воздействия на здоровье человека: Тезисы докладов научно-практической конференции.- Калуга, 1995.- С. 23-24.
- Георгиева О.В. Молочные продукты, обогащенные пищевыми добавками, для коррекции рациона питания беременных и кормящих матерей / О.В. Георгиева, Л.В. Соломадина, В.И. Круглик // Новые биологически активные добавки (нутрицевтики) в лечении и профилактике наиболее распространенных заболеваний: Тезисы международного симпозиума.- Тюмень, 1995.- С. 7-8.
- Георгиева О.В. Использование специализированных продуктов на молочной основе для коррекции рациона питания беременных и кормящих женщин / О.В. Георгиева, П.Ф. Крашенинин, В.И. Круглик // Витамины и здоровье населения Белоруссии и смежных регионов: Тезисы Международного симпозиума.- Гродно, 1995.- С. 5-6.
- Решение проблемы непереносимости молока / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина, И.Г. Иванова // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания: Труды участников 1-ой Международной конференции (г. Истра, 13-16 мая).- М.: Пищепромиздат, 1997.- С. 151-152.
- Разработка высокоэффективных технологических методов и схем использования витаминных премиксов для заменителей женского молока / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина, И.Г. Иванова // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания: Труды участников 1-ой Международной конференции (г. Истра, 13-16 мая).- М.: Пищепромиздат, 1997.- С. 217-221.
- Низколактозный молочный продукт для детей раннего возраста / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина, К.С. Ладодо, В.П. Зиматова // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания: Труды участников 1-ой Международной конференции (г. Истра, 13-16 мая).- М.: Пищепромиздат, 1997.- С. 318-319.
- Высокобелковый продукт для коррекции питания беременных женщин / Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Л.В. Соломадина, И.Я. Конь, В.П. Зиматова // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания: Труды участников 1-ой Международной конференции (г. Истра, 13-16 мая).- М.: Пищепромиздат, 1997.- С. 319-320.
- Лечебное питание при пищевой непереносимости у детей раннего возраста / Т.Э. Боровик, К.С. Ладодо, Е.А. Рославцева, Н.Н. Семенова, В.И. Круглик // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга.- 2006.- №1-2: Материалы 8-го Международного Славяно-Балтийского научного форума «Санкт-Петербург - Гастро-2006».- С. 18-19.
- Гмошинский И.В. Получение и перспективы использования ферментативных гидролизатов сывороточного белка молока / И.В. Гмошинский, С.Н. Зорин, В.И. Круглик, В.К. Мазо // Питание здорового и больного человека: Материалы конференции.- С-Пб., 2006.- С. 47-49.
- Зорин С.Н. Получение ферментативного гидролизата белков молочной сыворотки, модифицированного по аминокислотному составу / С.Н. Зорин, В.И. Круглик // Питание здорового и больного человека: Материалы конференции.- С-Пб., 2006.- С. 47-49.
Авторские свидетельства, патенты и положительные решения по
заявкам на выдачу патентов РФ
- Авторское свидетельство №1358890 Союз Советских Социалистических Республик, МПК7 А 23 С 9/00. Способ получения кисломолочных продуктов / П.Ф. Крашенинин, А.П. Чагаровский, В.И. Круглик, М.А. Гришин, В.Г. Высоцкий, Л.В. Соломадина, Е.Н. Черенкова; заявитель и патентообладатель Одесский институт пищевой промышленности им. М.В. Ломоносова и ВНИИ молочной промышленности.- Заявл. 16.05.86.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1369710 Союз Советских Социалистических Республик, МПК7 А 23 С 9/00. Способ получения кисломолочных продуктов / А.П. Чагаровский, Н.Н. Липатов, М.А. Гришин, В.И. Круглик, И.А. Алиев, В.П. Чагаровский, Л.Н. Иванова; заявитель и патентообладатель Одесский институт пищевой промышленности им. М.В. Ломоносова и ВНИИ молочной промышленности.- Заявл. 25.12.85.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1446705 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ4 А 23 С 15/02. Способ получения маслоподобного продукта / В.И. Круглик, А.П. Чагаровский, М.А. Гришин, С.А. Фурсова.- Заявл. 28.08.86.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1457192 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ4 А 23 С9/144, А 23 J 1/20. Способ производства растворимого молочного белка / В.И. Круглик, А.П. Чагаровский, М.А. Гришин, В.Н. Сергеев, П.Ф. Крашенинин, С.А. Фурсова, В.В. Чумакова, Т.А. Яцышина, О.М. Каламкарова, Л.Д. Кривенцева; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР, Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М.В.Ломоносова и Истринское отделение Всесоюзного НИИ молочной промышленности.- Заявл. 28.08.86.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1522462 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ4 А 23 С 9/144, А 23 J 1/20. Способ получения гидролизата белка пищевого молочного / В.И. Круглик, В.Г. Высоцкий, В.Н. Сергеев, В.Я. Баранов, П.Ф. Крашенинин, Т.А. Яцышина, С.А. Фурсова, В.В. Чумакова, Е.Н. Черенкова, Л.Д. Кривенцева; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 01.12.87.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1608860 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ5 А 23 J 1/20. Способ получения гидролизата молочных белков / В.И. Круглик, С.А. Фурсова, В.В. Чумакова, В.Г. Высоцкий, Т.А. Яцышина, А.С. Витолло, А.М. Сафронова, А.И.Пупов, Ю.П. Алешко-Ожевский, П.В. Шевякова, Н.Н. Махова; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 17.06.88.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1614169 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ5 А 23 J 1/20. Способ получения гидролизата молочных белков / В.И. Круглик, В.Г. Высоцкий, П.Ф. Крашенинин, Г.Ю. Сажинов, А.И. Бон, Т.А. Яцышина, В.Н. Кравцов, В.Г. Байков, О.И. Лучкина, А.С. Витолло, А.М.Сафронова; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 18.04.89.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1622967 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ5 А 23 J 3/00. Способ получения гидролизата молочных белков / В.И. Круглик, В.Г. Высоцкий, В.К. Мазо, П.Ф. Крашенинин, В.Н. Сергеев, Т.А. Яцышина, И.Н. Марокко, И.В. Гмошинский, С.Н.Зорин; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 17.06.88.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1658433 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ5 А23 D 8/02. Способ приготовления композиции для производства хлеба / Т.Н. Чекунаева, В.Г. Байков, Т.Б. Цыганова, В.И. Круглик, А.П. Нечаев, И.И. Паносян, Г.В. Жукова; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 20.06.89.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1663800 Союз Советских Социалистических Республик, МПК7 А 23 С 23/00. Пищевая смесь и способ ее получения / В.Г. Высоцкий, Т.А. Яцышина, В.И. Круглик, С.А. Фурсова, В.В. Чумакова, П.С. Крашенинин, Г.Ю. Сажинов; заявитель и патентообладатель ВНИИКИМП.- Заявл. 24.01.89.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1827771 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ5 А23С9/00. Молочный продукт диетического питания / К.С. Ладодо, П.Ф. Крашенинин, Н.Г. Шацкая, В.Г. Высоцкий, Т.Э. Боровик, В.И. Круглик, В.К. Мазо, И.Н. Марокко, И.В. Гмошинский, М.М. Левачёв, М.Г. Гаппаров, А.М. Сафронова, А.С. Витолло, С.Н. Зорин; заявитель и патентообладатель Истринское отделение всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского ин-та молочной промышленности и Ин-т питания АМН СССР.- Заявл. 22.07.88.- ДСП.
- Авторское свидетельство №1839085 Союз Советских Социалистических Республик, МПК7 А 23 J 3/00. Способ производства гидролизата молочных белков / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, В.К. Мазо, В.В. Кржечковская, Н.А. Маликова, А.Н. Четвериков; заявитель и патентообладатель Институт питания АМН СССР.- Заявл. 06.07.90. Бюл. №47-48.
- Патент (Россия) №2017427 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 9/00. Сухая молочная каша / К.С. Ладодо, И.Я. Конь, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, Н.Г. Шацкая, В.В. Чумакова; заявитель и патентообладатель научно-производственная фирма «Нутритек».- №4858595/13; заявл. 27.04.92; опубл. 30.09.94.- Бюл. №14.
- Патент (Россия) №2019971 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 9/00. Сухой молочный продукт «Солнышко» и способ его получения / В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, П.Ф. Крашенинин, Л.А. Сажинова, А.П. Плетнев, А.С. Севастьянов, Л.Г. Мамонова; заявитель и патентообладатель Институт питания РАМН и научно-производственная фирма «Нутритек».- №5040102/13; заявл. 27.04.92; опубл. 15.08.94.- Бюл. №18.
- Патент (Россия) №2054263 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 9/00. Композиция для получения сухого молочного продукта «Фортоген» / Я.Д. Лешик, К.А. Коровников, Г.Ю. Сажинов, В.И. Круглик, Н.Г. Шацкая; заявитель и патентообладатель научно-производственная фирма «Нутритек».- Заявл. 17.07.92; опубл. 20.02.96.- Бюл. №5.
- Патент (Россия) №2054264 Российская Федерация, МПК7 А 23 D 7/02. Способ производства аналога сливочного масла / Ф.А. Вышемирский, Е.В. Орлова, В.И. Круглик, В.А. Стаховский, Г.П. Терешин; заявитель и патентообладатель научно-производственное объединение «Углич».- №5055188/13.- Заявл. 19.107.92; опубл. 20.02.96.- Бюл. №5.
- Патент (Россия) №2262240 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 23/00. Продукт энтерального питания «Унипит» / Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский; заявитель и патентообладатель ЗАО «Нутритек».- №2004102110/13; заявл. 28.01.04; опубл. 20.10.05, бюл. №5.
- Патент (Россия) №2290822 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 23/00. Продукт энтерального питания «Нутриэн пульмо» / Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский; заявитель и патентообладатель ЗАО «Нутритек».- №2004102109/13; заявл. 28.01.04; опубл. 10.01.07.- Бюл. №1.
- Патент (Россия) №2290823 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 23/00. Продукт энтерального питания «Нутриэн диабет» / Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский; заявитель и патентообладатель ЗАО «Нутритек».- №2004102111/13; заявл. 28.01.04; опубл. 10.01.07.- Бюл. №1.
- Патент (Россия) №2290824 Российская Федерация, МПК7 А 23 С 23/00. Продукт энтерального питания «Нутриэн стандарт» / Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, Г.Ю. Сажинов, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский; заявитель и патентообладатель ЗАО «Нутритек».- №2004102112/13; заявл. 28.01.04; опубл. 10.01.07.- Бюл. №1.
- Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке «Продукт энтерального питания Нутриэн Нефро» №2005114358/13, заявл. 13.05.05 / Г.Ю. Сажинов, Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский.- Заявитель и патентообладатель ЗАО «Компания «Нутритек».
- Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке «Продукт энтерального питания Нутриэн Гепа» №2005114361/13, заявл. 13.05.05 / Г.Ю. Сажинов, Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский.- Заявитель и патентообладатель ЗАО «Компания «Нутритек».
- Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке «Продукт энтерального питания Нутриэн Фтизио» №2005114365/13, заявл. 13.05.05 / Г.Ю. Сажинов, Т.С. Попова, В.А. Тутельян, В.И. Круглик, А.Е. Шестопалов, И.В. Гмошинский, Д.В. Пономарев, Л.А. Вовк.- Заявитель и патентообладатель ЗАО «Компания «Нутритек».
- Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке «Продукт энтерального питания «Нутриэн Элементаль» №2006122680/13, заявл. 27.06.06 / В.И. Круглик, Т.С. Попова, В.А. Тутельян, А.Е. Шестопалов, Л.А. Вовк, Д.В. Пономарёв, И.В. Гмошинский, Н.Е. Никитина, А.А. Абрамова, Н.В. Ревякина.- Заявитель и патентообладатель ЗАО «Компания «Нутритек».
| Список сокращений: АГ – антигенность АХр – адсорбционная хроматография ВВ – вакуум-выпаривание ВМФ – высокомолекулярная фракция ДФ – диафильтрация КМБ – концентрат молочного белка КСБ – концентрат белка молочной сыворотки ММР – молекулярно-массовое распределение Мср – средняя молекулярная масса НМФ – низкомолекулярная фракция | НФ – нанофильтрация ОО – обратный осмос РС – распылительная сушка СП – специализированные продукты СУФ – селективная ультрафильтрация УФ – ультрафильтрация ФГ – ферментативный гидролиз ФГМБ – ферментативный гидролизат молочных белков ФКУ – фенилкетонурия |
____________________________________________________________________
Подписано в печать Формат 60х901/16. Тираж 140 экз. Объем 2,75 п.л.
Заказ №…. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.
Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа.
г. Кемерово-10, ул. Красноармейская, 52
____________________________________________________________________
