 |
  |
|||
 |
 |
|||
|---|---|---|---|---|
|
Изменение аминокислотного состава молока при стерилизации бета-излучениемУДК 637.03 Кривоногова А.С., Баранова А.А., Моисеева К.В., Кривоногов П.С., Молокова Н.Б. Актуальность темы. В настоящее время проблема производства качественных продуктов питания стала особенно актуальной в связи с внешнеполитическими условиями. В условиях запрета ввоза в Российскую Федерацию сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия в соответствии с Указом Президента РФ от 06.08.2014 г. обострились проблемы импортозаме-щения основных продовольственных товаров (мясо, молоко, овощи, фрукты) [2]. Ввоз продовольствия из-за рубежа ограничен, и отечественные производители вынуждены не только увеличивать объем продукции, но и повышать её качество. Техническое регулирование в области продовольствия товаров осуществляется на основе технических регламентов Таможенного союза (Беларусь, Казахстан, Россия) [3].
Законодательно определены требования, предъявляемые к продуктам животноводства, и соответствие этим требованиям является условием выхода продукции на внутренний рынок и рынок стран Таможенного союза. Соблюдение норм технических регламентов - гарантия качества и безопасности продукции животноводства [3]. В животноводческом секторе оптимизация производства биологически безопасных продуктов питания, соответствующих стандартам качества требует внедрения новых технологий и методов на всех этапах: от выведения новых пород животных и производства кормов до изготовления готовой молочной, мясной и другой продукции. Проводить генетическое улучшение показателей воспроизводства животных сложно, так как они имеют низкий уровень наследственности и определяются преимущественно разными по силе влияния факторами внешней среды [7]. К факторам внешней среды, затрудняющим получение биологически безопасной продукции высокого качества, можно отнести неблагоприятное экологическое состояние районов, в которых расположены животноводческие хозяйства. В промышленных регионах, а также в областях, входящих так называемую "Зону рискованного земледелия", фермерам приходится сталкиваться с рядом трудностей, вызванных техногенным загрязнением биоресурсов либо климатическими особенностями местности, что приводит к обеднению кормов, накоплению в них вредных веществ, возрастанию адаптационной нагрузки, ухудшению здоровья животных, и, в конечном итоге, снижению качества получаемой мясной и молочной продукции. Проведенные исследования по изучению состояния крупного рогатого скота в разных экологических зонах показали, что адаптационный резерв у животных достаточно высок, о чем свидетельствует высокий уровень продуктивности и показатели воспроизводства. В процессе адаптации животных к сложившимся экологическим условиям в первую очередь происходит ряд общих изменений, проявляющихся угнетением гемо-поэза, иммуносупрессией, нарушением белкового обмена [8]. Эти изменения влияют на белковый и аминокислотный состав получаемого молока. Еще один фактор, значительно снижающий шансы животноводческого предприятия на производство качественного молока - устаревшие технологии и требующее модернизации оборудование. Известно, что использование аппаратов машинного доения и полностью автоматизированных современных доильных залов и систем сбора и хранения молока на ферме уменьшает контаминацию молока патогенной и условно-патогенной микрофлорой, увеличивая тем самым срок его хранения. И наоборот, загрязнение сырого молока микроорганизмами ведет к потере качества молока, снижает его ценность как сырья для производства кисломолочных продуктов, сыров, детского питания и прочих видов молочных продуктов [6]. В настоящее время проблема обеззараживания молока решается с помощью пастеризации, ультрапастеризации и стерилизации. Используются различные методы и способы, основанные на физических процессах - воздействие высокой температурой, чередование высокой и низкой температуры, облучение ультрафиолетом, ультразвуковая обработка, радиационная пастеризация и стерилизация. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки. Наиболее широко применяется ультрапастеризация, как метод, позволяющий уничтожить споры и вегетативные формы микроорганизмов, но сохранить основные питательные вещества в молоке. Тем не менее, многие составляющие молока при кратковременном нагреве до 140"C и последующем резком охлаждении разрушаются, в результате чего снижается пищевая ценность. Еще один недостаток ультрапастеризации - невозможность обработки молока в закрытой таре, требуется дальнейший разлив в асептических условиях в стерильную тару, что усложняет технологический процесс. В настоящее время все большее применение находят альтернативные методы обработки молока: воздействие лучистой энергии в разных диапазонах (инфракрасное, ультрафиолетовое, ионизирующее излучение). Применение ионизирующей радиации имеет ряд преимуществ перед тепловой стерилизацией. При стерилизации с помощью ионизирующего излучения температура стерилизуемого объекта поднимается незначительно, в связи с чем такие методы называют холодной стерилизацией [13]. Радиационный метод широко применяется для обработки термолабильных пищевых продуктов. Его действие основано на специфичном повреждении структур и нарушении биохимических процессов в микробной клетке. Способность излучения с высокой энергией разрушать микроорганизмы без заметного повышения температуры основного вещества особенно актуальна для стерилизации медикаментов, различных сложных биологических веществ и пищевых продуктов, особенно при длительном хранении. Применительно к радиационной обработке продукции МАГАТЭ предложены специальные термины: радисидация (4-6 кГр), радуризация (6-10 кГр) и радаппертизация (10-50 кГр) [11]. На современном этапе научных исследований к приоритетным задачам следует отнести оценку влияния на качество облученной продукции материалов упаковки [12,15, 17], а также ряда органических токсических веществ, поступающих в продукты питания вследствие техногенного загрязнения окружающей среды и последующей миграции веществ по трофическим цепям [5, 9, 10, 14, 16]. К критериям оценки качества молока относятся чистота, жирность, плотность, содержание белков, количество соматических клеток, бактериальная обсемененность, наличие патогенных микроорганизмов, кислотность, содержание вредных примесей (пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды, афлатоксины), а так же органолептическая оценка [4]. Кроме того, большое значение имеют содержание в молоке аскорбиновой кислоты, аминокислот доля незаменимых аминокислот и показатели сыропригодности. Радиационная обработка молока позволяет уменьшить количество микроорганизмов до уровня, когда они не обнаруживаются с помощью стандартных методик, но сохранность ценных питательных веществ требует дальнейшего изучения. Аминокислотный состав молока играет большую роль в пищевой ценности самого молока и производимых из него продуктов. Особенно важны незаменимые аминокислоты, которые не образуются в организме человека - валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин; для детей незаменимыми также являются аргинин и гистидин. При обязательной в технологическом цикле температурной обработке молока белки подвергаются частичному разрушению. В зависимости от условий тепловой обработки степень деструкции нативных полипептидов достигает 15-27% для коровьего молока. Режим, обеспечивающий максимально возможную сохранность полипептидных фракций молока, соответствует 76"С в течение 5 мин [1]. Исследование содержания полипептидов и аминокислот в молоке, стерилизованном радиационным методом, представляется интересным для оценки эффективности данной группы методов.
Цель исследований - оценка содержания аминокислот в молоке, подвергнутом радиационной обработке пучком ускоренных электронов в стерилизующей дозе 10 кГр.
Задачи исследований. Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:
Материалы и методы исследований. В качестве объекта изучения было выбрано сырое коровье молоко. Пробы молока отбирали на трех молочно-товарных фермах из молочного танка после утреннего доения, затем в асептических условиях разливали в стерильную полистироловую тару и транспортировали в термосе при температуре +4"С. Радуризация осуществлялась на линейном ускорителе электронов УЭЛР-10-10С2, предназначенном для радиационной стерилизации продуктов питания, медицинских изделий и других объектов. Опытные пробы подвергались однократному воздействию импульсного бета-излучения с максимальной энергией не более 10 МэВ, длительность импульса 1,7 10*-5 с, расчетная поглощенная доза составляла 10 кГр, экспериментальная 9,5-10,2 кГр. Контрольные пробы облучению не подвергались, но находились в тех же условиях, что и опытные. Далее пробы молока исследовали в аккредитованной лаборатории, проводился микробиологический и химический анализ. Бактериальную обсемененность оценивали по показателю КМАФАнМ (количество мезофильной аэробной и факультативно анаэробной микрофлоры). КМАФАнМ определяли в соответствии с ГОСТ Р 53430-2009 методом редуктазной пробы с резазурином.Содержание аминокислот определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Статистическая обработка данных проводилась с использованием программы Microsoft Excel.
Результаты исследований. При проведении аминокислотного анализа молока выявлена тенденция к увеличению содержания большинства аминокислот в образцах, подвергнутых радиационной обработке. Так, отмечается заметное повышение содержания таких аминокислот как аспарагиновая и глутаминовые кислоты, аланин, пролин, изолейцин, цистеин. В меньшей степени увеличилось процентное содержание серина, гистидина, треонина, пролина, тирозина, валина, лейцина и лизина. Статистически значимого повышения содержания в молоке триптофана, фенилаланина и оксипролина не установлено. Таблица 1. Содержание аминокислот в пробах молока после радуризации
Как видно из таблицы 1, в большинстве проб изменения количества глицина, метионина и аргинина не выходили за рамки значений погрешности метода.
Рис. 1. Содержание аминокислот в молоке после воздействия бета-излучением В молоке, подвергнутом радиационной обработке, увеличилось содержание незаменимых аминокислот (рисунок 1, 2), в том числе, наблюдали повышение количества гистидина, являющегося незаменимой аминокислотой для детей. Содержание аргинина в среднем не изменилось. Заметная тенденция к увеличению содержания аминокислот в молоке, обработанном бета-излучением в дозе около 10 кГр, вероятно, связана с частичной деструкцией полипептидов и крупных белковых молекул под воздействием потока электронов высокой энергии. В целом увеличение содержания большинства аминокислот в том числе незаменимых, повышает биодоступность и придает молоку диетические качества, так как усвоение аминокислот в желудочнокишечном тракте происходит значительно быстрее и легче, чем усвоение высокомолекулярных пептидов и крупных белковых молекул
Рис. 2. Содержание незаменимых аминокислот в молоке после радуризации
Исследование бактериальной обсемененности молока показало, что значение КМАФАнМ в пробах, облученных импульсным электронным пучком в дозе 9,7-10,2 кГр не превышало 1*102 КОЕ/г, при нормативном значении для молока высшего сорта КОЕ не более 1*105 в грамме. Таким образом, радуризация молока бета-излучени-емв дозе 10 кГр и более обеспечивает микробную обсемененность молока науровне, соответствующем молоку высшего качества.
Заключение. Современные стандарты качества, предъявляемые к сельхозпроизводителям, требуют поиска и внедрения новых технологий производства и переработки молока и молочной продукции.
В настоящее время все шире применяются альтернативные методы пастеризации и стерилизации молока, обеспечивающие его микробиологическую безопасность, но максимально щадящие по отношению к термолабильным питательным веществам, витаминам и другим ценным компонентам. Одним из таких методов является радиационная обработка молока импульсом электронов высокой энергии (бета-излучение), производимая на специальных ускорителях - установках для лучевой стерилизации.
К показателям качества молока и молочной продукции относится содержание заменимых и незаменимых аминокислот. Установлено, что при радиационной обработке молока бета-излучением в дозах, достаточных для элиминации патогенной и условно-патогенной микрофлоры, происходит увеличение содержания отдельных аминокислот в среднем на 9-13%, вероятно, вызванное частичной деструкцией белковых молекул. Можно предположить, что увеличение количества аминокислот может повышать биодоступность и диетическую ценность молока, подвергнутого стерилизации бета-излучением.
Применение радиационных технологий, в частности метод стерилизации бета-излучением является перспективным, так как позволяет обеспечить микробиологическую безопасность молока, не снижая пищевой ценности продукта.
Список литературы:
Резюме. В настоящее время проблема производства качественных продуктов питания стала особенно актуальной в связи с внешнеполитическими условиями. Законодательно определены требования, предъявляемые к продуктам животноводства, и соответствие этим требованиям является условием выхода продукции на внутренний рынок и рынок стран Таможенного союза. Проводить генетическое улучшение показателей воспроизводства животных сложно, так как они имеют низкий уровень наследственности и определяются преимущественно разными по силе влияния факторами внешней среды. Проведенные исследования по изучению состояния крупного рогатого скота в разных экологических зонах показали, что адаптационный резерв у животных достаточно высок, о чем свидетельствует высокий уровень продуктивности и показатели воспроизводства. В процессе адаптации животных к сложившимся экологическим условиям в первую очередь происходит ряд общих изменений, проявляющихся угнетением гемопоэза, иммуносупрессией, нарушением белкового обмена [14]. Эти изменения влияют на белковый и аминокислотный состав получаемого молока. Целью стала оценка содержания аминокислот в молоке, подвергнутом радиационной обработке пучком ускоренных электронов в стерилизующей дозе 10 кГр. Авторами была дана оценка аминокислотного состава молока, подвергнутого радуризации пучком ускоренных электронов, при поглощенной дозе 10 кГр, а также изучена бактериальная обсемененность радиационно-обработанного молока для оценки стерилизующего эффекта данной дозы. При проведении аминокислотного анализа молока выявлена тенденция к увеличению содержания большинства аминокислот в образцах, подвергнутых радиационной обработке. Исследование бактериальной обсемененности молока показало, что значение КМАФАнМ в пробах, облученных импульсным электронным пучком в дозе 9,7-10,2 кГр не превышало 1х102 КОЕ/г, при нормативном значении для молока высшего сорта КОЕ не более 1х105 в грамме. Таким образом, радуризация молока бета-излучением в дозе 10 кГр и более обеспечивает микробную обсемененность молока на уровне, соответствующем молоку высшего качества.
Ключевые слова: молоко, аминокислотный анализ, незаменимые аминокислоты, безопасность продукции животноводства, бактериальная обсеме-ненность, стерилизация, бета-излучение, радуризация.
Сведения об авторах:
Кривоногова Анна Сергеевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры инфекционной и незаразной патологии ФГБОУ ВПО "Уральский государственный аграрный университет"; 620075, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8 (343)371-33-63; e-mail: academy@ursaca.ru.
Баранова Анна Александровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО "Уральский государственный аграрный университет"; 620075, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8 (343)371-33-63; e-mail: academy@ursaca.ru.
Кривоногов Павел Сергеевич, аспирант, старший преподаватель кафедры математики и информатики факультета транспортно-технологических машин и сервиса ФГБОУ ВПО "Уральский государственный аграрный университет"; 620075, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8 (343)371-33-63; e-mail: academy@ursaca.ru.
Моисеева Ксения Викторовна, аспирант, ассистент кафедры микробиологии и вирусологии ФГБОУ ВПО "Уральский государственный аграрный университет"; 620075, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8 (343)371-33-63; e-mail: academy@ursaca.ru.
Молокова Нина Борисовна, аспирант кафедры инфекционной и незаразной патологии ФГБОУ ВПО "Уральский государственный аграрный университет"; 620075, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8 (343)371-33-63; e-mail: academy@ursaca.ru.
Мочульская Наталия Николаевна,кандидат химических наук, доцент кафедры иммунохимии химико-технологического института Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19; тел.: 8(912)2698245; e-mail: contact@urfu.ru.
Супонькина Анна Николаевна, аспирант Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина;620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19; тел.: 8(912)2698245; e-mail: contact@urfu.ru.
Войнов Виктор Сергеевич, магистр Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина;620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19; тел.: 8(912)2698245; e-mail: contact@urfu.ru.
Ответственный за переписку с редакцией: Исаева Альбина Геннадьевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФГБНУ Уральский НИВИ; 620219. Россия. Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а.: тел. (343)2572044; e-mail: isaeva.05@bk.ru.
|
|
| 2011 © Ветеринария Кубани | Разработка сайта - Интернет-Имидж | |
|---|---|---|