Технология получения биологически активных хитин-минеральных препаратов из ракообразных электрохимическим способом

Тимофеева, Кристина Геннадьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Технология получения биологически активных хитин-минеральных препаратов из ракообразных электрохимическим способом
ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Технология получения биологически активных хитин-минеральных препаратов из ракообразных электрохимическим способом"

005004406

Тимофеева Кристина Геннадьевна

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ХИТИН-МИНЕРАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ РАКООБРАЗНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

03.01.06 - биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ДЕК 2011

Щёлково-20 И

005004406

Работа выполнена в лаборатории инновационных технологий и экологических проблем переработки гидробионтов Открытого Акционерного Общества «Научно-исследовательский и проектно-конструкторскнй институт по развитию и эксплуатации флота» (ОАО «ГИПРОРЫБФЛОТ»)

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Куприна Елена Эдуардовна

Официальные доктор химических наук, профессор

оппоненты: Варламов Валерий Петрович

кандидат технических наук Аксенов Андрей Сергеевич

Ведущая организация: Федеральное государственное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Калининградский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится «9» декабря 2011 г. в /0 часов на заседании диссертационного совета Д 006.069.01 во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности РАСХН по адресу: 141142, Московская область, Щёлковский район, пос. Биокомбината, д. 17, ВНИТИБП

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности (ВНИТИБП) РАСХН

Автореферат разослан «8» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Ю.Д. Фролов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время одним из перспективных направлений в биотехнологии является выделение биологически активных веществ из гидробионтов, содержащих широкий спектр уникальных компонентов с ценными свойствами, и получение препаратов на их основе для применения в различных отраслях народного хозяйства и одновременно более полное, комплексное использование природных биоресурсов.

Биополимеры хитин и хитозан, основным источником получения которых служат панцирьсодержащие отходы переработки промысловых ракообразных, находят широкое применение благодаря своей сорбционной, липотропной, бактериостатической, иммуномодулирующей активности. В настоящее время разработано более 100 направлений использования хитина и хитозана в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, косметике, биотехнологии и экологии, исследования по расширению областей их применения активно продолжаются (Албулов А. И., Фролова М. А., 2010; Варламов В. П., 2010 и др.).

Рыбная отрасль России располагает значительной базой панцирьсодержащего сырья, однако получение хитина с воспроизводимыми характеристиками из панцирьсодержащих отходов крабов затруднено из-за их неоднородности, а отвечающие этим требованиям панцирь криля и креветки -недоступны в России из-за утраты криледобывающего флота и экспорта основной массы добываемой креветки.

Поэтому актуальными являются исследования, направленные на поиск новых отечественных сырьевых источников хитина и хитозана, а также на получение композитов этих биополимеров с другими соединениями, что позволит расширить спектр их биологической активности и сфер применения.

К одному из наиболее массовых источников для получения хитина/хитозана относится рачок-бокоплав гаммарус, промышленная добыча которого осуществляется во внутренних водоемах России (озерах Западной Сибири, Алтайского края, Челябинской обл.). Запасы этого рачка исчисляются тысячами тонн, а вылов не сопряжен с нарушением биологического равновесия в водоемах. В настоящее время гаммарус в основном используется как кормовая добавка в птицеводстве и при выращивании ценных пород рыб (http://www.businesspress.ru/).

В определенных областях использования: очистка воды и почв от ионов тяжелых и переходных металлов и радионуклидов конкурентоспособными с

хитином материалами являются полупродукты его получения - хитин-глюкановый (Горовой Л. Ф., 1999), хитин-белковый, хитин-меланиновый (Немцев С. В., 2006) и хитин-минеральный комплексы (Селиверстов А. Ф., 1993). Благодаря высоким сорбционным свойствам хитин-минерального материала по отношению к ионам тяжелых металлов и радионуклидам (Селиверстов А. Ф., 1997) использование его в области энтеросорбции весьма перспективно.

Отмечается возросший интерес к панцирьсодержащему сырью как источнику сбалансированных легкоусвояемых минеральных комплексов, предназначенных для восполнения дефицита кальция, магния, цинка, фосфора и других элементов, играющих важную роль в жизнедеятельности организма (Мезенова О. Я., 2006).

Известно, что биологические свойства хитинсодержащих материалов зависят не только от их состава, но и от способа получения. Традиционные способы получения хитинсодержащих материалов, основанные на многократном депротеинировании, деминерализации и обесцвечивании хитинсодержащего сырья с помощью щелочей, кислот, окислителей или ферментных препаратов, весьма длительны, требуют значительных материальных затрат и экологически опасны. Использование химически агрессивных сред, вызывающих деструкцию и окисление нутриентов, часто приводит к ухудшению качества получаемого хитина и сопутствующих компонентов (белков, липидов), что не позволяет комплексно перерабатывать панцирьсодержащее сырье, а его ценная белково-минеральная составляющая в связи с переводом в деструктурированные солевые формы лишается своей биологической ценности.

Альтернативным способом является электрохимический метод, основанный на обработке сырья в водных растворах электролитов под действием постоянного электрического тока, обеспечивающий щадящие условия осуществления технологических процессов и позволяющий в одном технологическом цикле получать все ценные компоненты (хитин, белковые гидролизаты и липиды) высокого качества (Маслова Г. В., 1992; Куприна Е. Э., 2007).

В связи с этим представляются актуальными исследования, направленные на разработку новой технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом и создание на его основе биологически активных препаратов.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в разработке технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом и создании на его основе биологически активных препаратов.

Для достижения поставленной цели были определены основные задачи:

оптимизировать режимы депротеинирования и обезжиривания панцирьсодержащего сырья при получении хитин-минерального материала электрохимическим способом;

исследовать физико-химические и биологические свойства хитин-минерального материала;

- разработать рецептуру и технологию получения биологически активных препаратов на основе хитин-минерального материала, содержащих пищевые волокна и кальций.

Научная новизна работы. Впервые разработана, апробирована и внедрена в опытно-промышленное производство технология получения хитин-минерального материала электрохимическим способом, обеспечивающая его высокие сорбционные свойства и биологическую активность, а также существенное снижение затрат электроэнергии, расхода реагентов и возможность организации непрерывного и малоотходного процесса производства хитин-минерального материала.

Установлена зависимость сорбционных свойств хитин-минерального материала от степени депротеинирования и обезжиривания панциря.

Для улучшения органолептических показателей и функциональных свойств хитин-минерального материала показана необходимость удаления из сырья липидов. Изучены физико-химические и биологические свойства хитин-минерального материала, полученного электрохимическим способом, определен его состав, структура, сорбционные свойства.

Разработан эффективный способ обезжиривания панцирьсодержащего сырья без использования токсичных органических веществ, научная новизна которого подтверждена патентом РФ (№ 2225142 «Способ обезжиривания хитина»).

Впервые показана эффективность применения хитин-минерального материала при хронической интоксикации тяжелыми металлами, нарушении липидного обмена и дефиците кальция в организме.

Обоснована целесообразность использования хитин-минерального материала, полученного по разработанной технологии, для производства биологически активных препаратов.

Практическая значимость работы. Разработанная технология получения хитин-минерального материала электрохимическим способом из рачка-бокоплава гаммаруса и креветки внедрена в опытно-промышленное производство. Подготовлена нормативная документация на создание опытно-промышленной установки УПХ-1.00.00.000 для производства хитин-минерального материала, проведены заводские и Государственные межведомственные приёмочные испытания установки.

Разработана нормативная документация на производство препаратов на основе хитин-минерального материала: ТУ 9197-003-00472437-03 «Биологически активная добавка «Хизитэл», ТУ 9197-010-00472437-05 «Биологически активная добавка «Кальций-Д3-Хизитэл». Наработаны опытные партии хитин-минерального материала и препаратов «Хизитэл» и «Кальций-Дз-Хизитэл» на ТИС Филиала «ЭКОС» ОАО «Гипрорыбфлот» и ООО «Фармпродукт».

Препараты на основе хитин-минерального комплекса прошли апробацию в Институте токсикологии Минздрава РФ (г. Санкт-Петербург) в опытах на лабораторных животных при интоксикации тяжелыми металлами, дефиците кальция и нарушении липидного обмена.

Основные положения, выносимые на защиту:

-технология получения хитин-минерального материала из панциря ракообразных;

- рационализация процесса депротеинирования панцирьсодержащего сырья электрохимическим способом;

- оптимизация технологии удаления липидов из панцирьсодержащего сырья без использования токсичных органических веществ;

- результаты изучения физико-химических и биологических свойств хитин-минерального материала из панциря ракообразных.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены на II Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 1997), Научно-технической конференции аспирантов СПбГТИ (ТУ) (Санкт-Петербург, 1999), VI Международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» (Москва-

Щелково, 2001), Конференции «Развитие рыбохозяйственного комплекса России» в рамках 9-й Международной выставки «ИНРЫБПРОМ-2004» (Санкт-Петербург, 2004), Научно-практической конференции «Продовольствие России: безопасность, качество» (Санкт-Петербург, 2010).

Личный вклад соискателя. Экспериментальные исследования в лаборатории инновационных технологий и экологических проблем переработки гидробионтов (ОАО «ГИПРОРЫБФЛОТ»), обобщение результатов по теме диссертационной работы выполнены автором самостоятельно.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК, и 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и 16 приложений. Работа изложена на 212 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 33 рисунка, библиографию из 233 наименований, из них 52 на иностранном языке.

Благодарности. Автор благодарит ведущего научного сотрудника Института токсикологии Минздрава РФ (г. Санкт-Петербург), к.м.н. С.Е. Колбасова, доцента кафедры аналитической химии СПбГТИ (ТУ), к.х.н. Т.Э. Маметнабиева, начальника химической лаборатории ООО «Аквафор» A.B. Пименова.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Материалы и методы

Основными объектами исследований при выполнении экспериментальной части работы были рачок-бокоплав гаммарус (Gammarus pulex) мороженый и сушеный (ТУ 9289-003-42260732-97) и панцирь креветки мороженый (ГОСТ Р 51496-99).

Электрохимическое экстрагирование белков из панцирьсодержащего сырья осуществляли в лабораторных диафрагменных электролизерах с мембраной МФ-4СК-100 (армированная перфторированная сульфокатионитовая) и плоскопараллельным расположением электродов: анод представляет собой пластину из платинированного титана, катод - пластину из нержавеющей стали пищевой Х18Н9Т. Электролиз диспергированного до размера частиц 5хЮ"3м сырья в виде суспензии с 1%-ным раствором NaCl с заданным гидромодулем вели при плотности тока 200-400 АУм2. Последующий нагрев суспензии до

температуры 82±3 °С и термоетатирование осуществляли в реакторе с мешалкой при постоянном перемешивании.

Экстрагирование белков из панцирьсодержащего сырья раствором католита. Католит представляет собой раствор со значением рН>12, получаемый в катодной камере электролизера электролизом 1%-ного раствора NaCl при плотности тока 200-400 А/м2. Диспергированное до размера частиц 5><10"3м сырье смешивали с раствором католита с заданным гидромодулем. Нагрев суспензии до температуры 82±3 °С и термоетатирование осуществляли в реакторе с мешалкой при постоянном перемешивании. Для наработки опытных партий хитин-минерального материала электрохимическая обработка панцирьсодержащего сырья осуществлялась также на опытно-промышленной установке «УПХ-1.00.00.000».

Экстрагирование белков раствором щелочи. Диспергированное до размера частиц 5х10'3 м сырье смешивали с 4 % раствором NaOH (гидромодуль 1:6). Нагрев суспензии до температуры 60 °С и термоетатирование в течение 120 мин осуществляли в реакторе с мешалкой.

Содержание воды, общего азота, минеральных веществ определяли по ГОСТ 7636-85. Содержание белка исследовали на аминокислотном анализаторе "Biotronik LC-3000". Содержание общих липидов определяли весовым способом после экстракции по методу Фолча с использованием бинарного растворителя -смеси хлороформа и метанола в соотношении 2:1. Фракционный состав липидов исследовали методом ТСХ. Степень деапетилирования хитинсодержащих материалов определяли измерением количества аминогрупп колориметрическим методом. Этот метод позволяет определять количество аминогрупп в независимости от растворимости исследуемого материала (Taylor I., 1993). Определение молекулярной массы хитина проводили на вискозиметре Уббелоде с использованием уравнения Марка-Хаувинка. ИК-спектры записывали на спектрометре Perkin Elmer 16 PC FT-IR. Определение морфологии хитинсодержащих материалов осуществляли методом атомно-силовой микроскопии на приборе «ИНТЕГРА Прима» (NT-MDT, Россия). Минеральный состав хитин-минерального материала изучали на атомно-абсорбционном спектрометре «КВАНТ Z.3TA». Содержание пищевых волокон определяли в соответствии с Р 4.1.1672-03. Удельную поверхность исследовали методом тепловой десорбции азота на газовом хроматографе «Хром-5». Предельный объем сорбционного пространства по бензолу и воде определяли эксикаторным методом.

Пористую структуру хитин-минерального материала изучали на порометрической установке П-ЗМ. Сорбцию ионов металлов исследовали спектрофотометрическим методом. Липидсвязывающую способность хитинсодержащих материалов определяли методом связывания липидов ¡п укго с учетом кислотно-основных параметров среды желудочно-кишечного тракта (\Vadstein I., 2000). Оптимизацию процесса обезжиривания хитинсодержащих материалов осуществляли построением экспериментально-статистической модели этого процесса методом Брандона. Эксперименты проводили не менее чем в трехкратной повторности. Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием критерия Стьюдента, доверительная вероятность 0,95.

2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 2.2.1. Разработка технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом

2.2.1.1. Выбор и обоснование оптимального режима депротеинирования панцирьсодержащего сырья. Основным принципом получения хитин-минерального материала из панцирьсодержащего сырья является отделение белковой составляющей. Полученный по существующей электрохимической технологии депротеинирования панцирьсодержащего сырья (двукратная обработка в катодной камере диафрагменного электролизера при оптимальных технологических параметрах: плотность тока, концентрация электролита, продолжительность и температура обработки) хитин-минеральный материал имел достаточно высокую степень депротеинирования (остаточное содержание белка составило 1,3-1,4 %), но низкие значения сорбционной ёмкости ионов переходных металлов и неудовлетворительные органолептические характеристики.

Серьезным недостатком данной технологии являлась необходимость частой промывки используемого оборудования (электролизеров). Это обусловлено тем, что при депротеинировании исходного панцирьсодержащего сырья в электролизерах происходило их быстрое загрязнение концентрированными белково-липидными растворами и изнашивание.

С целью повышения эффективности производства хитин-минерального материала было предложено основную массу мышечных белков панцирьсодержащих отходов креветки и целого гаммаруса отделять раствором

католита, образующимся после депротеинирования в электролизере предыдущей партии сырья (рис. 1).

Рисунок I. Модернизированная технологическая схема процесса депротеинирования панцирьсодержащего сырья электрохимическим способом

Процесс выдерживания панцирьсодержащего сырья в католите при комнатной температуре проводили в течение 24 часов. При определении зависимости окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) (рис. 2) и рН суспензии, а также выхода хитин-минерального материала (рис. 3) от продолжительности выдерживания и термостатирования к католите

! Е||. мВ 200 , К 1.1 о ■"„Г«"л"„"„"„" " *

\ -юо ! .<<•>() > ; -1ООО О О.* 1 < | А 2-1.5 В, |

Выход ХММ к сырью, %

И ХММ после

У) № ад 120 180 240 300

Время, мин

Рисунок 2. Зависимость ОВП суспензии от продолжительности выдерживания и термостатирования при депротеинировании гаммаруса католитом

Рисунок 3. Зависимость выхода хитин-минерального материала от времени выдерживания гаммаруса в католите

измельченного панцирьсодержащего сырья было установлено, что наибольшее экстрагирование белка из сырья католитом наблюдалось в течение первых 2,5 ч выдерживания при комнатной температуре и 45 мин последующего термостатирования при 83±2 °С.

Сравнение выходов и химического состава образцов хитин-минерального материала и белоксодержащих растворов, получаемым по двум технологиям, показало, что предлагаемая технология с одной обработкой сырья в электролизере по эффективности экстрагирования белка из панцирьсодержащего сырья не уступает существующей технологии (табл. 1).

Таблица 1.

Сравнительная характеристика образцов хитин-минерального материала и

белковых растворов из креветки при разных режимах депротеинирования

Депротеиннроваиис электрохимическим способом Продукты

ХММ Белковый раствор

Выход к сырью, % Содержание общего ¡цепа, % на сух. вещ-во Сух. в-ва, О' Содержание общего азота, % на сух. вещ-во

Технология с 2-мя обработками в катодной камере 29,8±0,5 3,68±0,04 6,5±0,1 8,34±0,03

Модернизированная технология 33,9±0,6 3,44±0,04 7,8±0,2 8,91±0.03

Разработанный режим депротеинирования панцирьсодержащего сырья электрохимическим способом позволяет предотвратить быстрое загрязнение электролизеров и, соответственно, уменьшить потерю времени, связанного с мытьем оборудования, в результате удаления основной части белка, содержащегося в сырье, перед началом его обработки в электролизере, в два раза снизить затраты электроэнергии и расход химических реактивов при получении хитин-минерального материала.

Характеристика образцов хитин-минерального материала из различного панцирьсодержащего сырья представлена в табл. 2. Из данных, представленных в таблице, следует, что полученные электрохимическим способом из гаммаруса и креветки образцы хитин-минерального материала содержат большое количество остаточных липидов. Это, по-видимому, обусловлено мягкими условиями процесса депротеинирования электрохимическим способом (концентрация ОН -ионов, образующихся при электролизе 1%-го водного раствора ЫаС1, составляет 0,3-0,5%). Высокое остаточное содержание липидов в хитинсодержащих материалах ухудшает их органолептические показатели и уменьшает сроки хранения.

Таблица 2.

Состав и сорбционные свойства образцов хитин-минерального материала

Вид сырья Содержание влаги, % Содержание, % на сухое вещество Сорбционная емкость по Си ммоль/г (исх. конц. 5 ммоль/л, т:ж=1:200)

белка минеральных веществ липидов

ПСО креветки мороженые 4,5±0,3 1,0±0,1 37,2±0,4 12,90±0,05 0,45±0,01

Гаммарус сушеный 5,0±0,3 1,0±0,1 46,5±0,3 10,41±0,05 0,51 ±0,01

2.2.1.2. Разработка технологии удаления липидов из хитин-минерального материала. Изучение липидного состава сырья и продуктов его депротеинирования, полученных электрохимическим и, для сравнения, традиционным химическим способами, показало, что в образце хитин-минерального материала, полученном при обработке 4%-ным раствором №ОН, содержание остаточных липидов в 1,4 раза ниже (табл. 3).

Таблица 3.

Фракционный состав липидов гаммаруса и образцов хитин-минерального материала

Фракции липидов Содержание, %

Гаммарус Хитин-минеральный материал, полученный

традиционным способом электрохимическим способом

Общие липиды 8,86 7,51 10,41

Сумма полярных липидов 71,93 87,54 41,29

Сумма неполярных липидов 28,07 12,46 58,71

Однако депротеинирование электрохимическим способом позволяет более эффективно удалять полярные фракции липидов панцирьсодержащего сырья (фосфолипиды), которые присутствуют в препаратах хитина и хитозана, получаемых традиционными способами.

Остаточные липиды из хитин-минерального материала, полученного электрохимическим способом, среди которых преобладают неполярные фракции и свободные жирные кислоты, могут быть удалены с помощью дополнительной щелочной обработки.

Нами была показана возможность использования для дополнительного обезжиривания хитин-минерального материала щелочного реагента карбоната натрия (Ыа2С03), менее агрессивного, чем ЫаОН.

Оптимальные параметры процесса обезжиривания образцов хитин-минерального материала устанавливали путём построения экспериментально-статистической модели методом Брандона. Получено уравнение регрессии:

Лост = 6,7200(1,0730/х! - 0,0473)(0,2593 - 0,0060х2)(1/(0,1338+0,0007х3)), где Лост-остаточное содержание липидов в хитин-минеральном материале, %; XI -концентрация Ма2С03 (%), х2-продолжительность обезжиривания (мин), х3-соотношение сырье/экстрагент. Проверка адекватности модели с использованием компьютерной программы БРАНДОН показала, что корреляционное отношение составило 0,9999, средняя относительная погрешность по остаточному содержанию липидов в хитин-минеральном материале - 0,72 %.

На основании полученного уравнения регрессии установлено, что рациональными условиями процесса обезжиривания являются: концентрация Ка2СОз - 4 %; температура - 82±3 °С; продолжительность - 45 мин; соотношение сырье/экстрагент - 1:10.

Оптимизация технологии обезжиривания хитин-минерального материала раствором №2С03 позволила снизить содержание липидов в нем с 10 - 17 % до 1,9 - 2,2 % в зависимости от исходного содержания липидов в сырье, что привело к улучшению органолептических и сорбционных свойств хитин-минерального материала и получаемого из него хитина (табл. 4).

Таблица 4.

Химический состав и сорбционные свойства хитин-минерального материала и хитина, полученных разными способами из гаммаруса

Характеристика Электрохимический способ получения

технология с 2-мя обработками в катодной камере модерниз технология обезжи нрованная без стадии эивания модерниз технология обезжи 1рованная со стадией эивания

ХММ хитин ХММ хитин ХММ хитин

Содержание белка, % 1,3 2,69 1Д 2,21 0,25 0,5

Содержание минеральных веществ, % 45,6 1,90 46,8 2,04 55,0 0,4

Содержание липидов, % 12,1 22,2 10,4 19,4 2,0 3,8

Сорбционная емкость по Си2* (исх. конц. 5 ммоль/л), мг-экв-г' 0,85 0,26 1,0 0,28 2,1 0,34

Одним из преимуществ разработанной технологии удаления липидов является исключение токсичных органических веществ, повышающих себестоимость конечного продукта и пожароопасность производства.

Технологическая схема получения хитин-минерального материала при комплексной переработке панцирьсодержащего сырья электрохимическим способом представлена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема технологического процесса получения хитин-минерального материала электрохимическим способом

2.2.2. Изучение физико-химических и биологических свойств хитин-минерального материала

2.2.2.1. Исследование структуры хитин-минерального материала. ИК-

спектр хитин-минерального материала (рис. 5), полученного из гаммаруса по разработанной технологии, характеризуется наличием в нем полос поглощения, характерных для хитина ракообразных, но отличается по ярко выраженным полосам поглощения у частот 711, 874 и 1440 см"1, характеризующим колебания аниона ССЬ,2~ карбоната кальция, которые отсутствуют в спектре хитина.

120 100

5-80

з =

I 60

0 с;

1 4,1 20

Рисунок 5. ИК-спектр хитин-минерального материала, полученного электрохимическим способом

1000 2000 3000

Волновое число, см-1

Результаты исследования пористой структуры образцов хитин-минерального материала, хитина и хитозана, полученных различными способами из гаммаруса, приведенные в табл. 5, показали, что наиболее развитую внутреннюю поверхность из исследованных образцов имел хитин-минеральный материал.

Таблица 5.

Удельная поверхность и суммарный объем пор хитинсодержащих материалов

Хитинсодержащий материал Sw, м2/г Предельный объем сорбционного пространства по бензолу, см^г

Электрохимический способ получения:

-хитин-минеральный материал технический 2,8 0,006

-хитин-минеральныи материал пищевои, кормовой 11.0 0,010

-хитин эл. 1,8 0.004

-хитозан эл. 2,0 0,000

Кислотно-щелочной способ получения:

-хитин-минеральныи материал к.-щ. 5,0 0,007

-хитин к.-щ. 1,2 -

-хитозан к.-щ. 0,2 0,000

Полученные данные свидетельствуют о том, что увеличение удельной поверхности и предельного объёма сорбционного пространства хитин-

минерального материала было достигнуто благодаря введению в электрохимическую технологию стадии дополнительного удаления липидов. Исследование распределения объема пор по радиусам методом ртутной порометрии показало, что хитин-минеральный материал обладает порами размером от 3 до 6000 нм. Различие в пористости структур хитин-минерального материала и хитина подтверждено методом атомно-силовой микроскопии (рис. 6). Из этих данных видно, что после стадии деминерализации средний размер пор уменьшается.

А Б

Рисунок 6. Исследование структуры хитин-минерального материала (А) и хитина (Б) методом атомно-силовой микроскопии

2.2.2.2. Органолептические и химические свойства хитин-минерального материала. Основные показатели качества хитин-минерального материала, полученного из гаммаруса по разработанной технологии, представлены в табл. 6.

Таблица 6.

Показатели качества хитин-минерального материала

Наименование показателя Характеристика показателя

Внешний вид Чешуйки размером не более 5 мм

Вкус и запах Без вкуса и запаха

Цвет Белый или светло-бежевый

Выход готового продукта, (% массы сырья) 14

Массовая доля влаги, % 5

Массовая доля протеинов в сухом веществе, % 0,25

Общий фосфор, мгт"1 13,53

Массовая доля минеральных веществ, % 55

Са, мг г"1 282,35

Mg, мг г"1 27,65

Ие, мгг 1 1,20

гп, мг г 1 0,90

Си, мг г"1 0,10

Сг, мгт"1 0,001

Массовая доля нерастворимых пищевых волокон, % 37

Высокий уровень содержания кальция природного происхождения в хитин-минеральном материале свидетельствует о целесообразности его использования в составе биологически активных препаратов, предназначенных для коррекции дефицита кальция в рационе животных. Благодаря содержанию в хитин-минеральном материале 37 % волокон, не подвергающихся гидролизу со стороны пищеварительных ферментов, его можно рассматривать как источник пищевых волокон в профилактике многих заболеваний желудочно-кишечного тракта животных.

2.2.2.3. Изучение сорбционных свойств хитин-минерального материала.

Исследования по определению сорбционных свойств хитин-минерального материала в сравнении с хитином и хитозаном в отношении ионов меди из водных растворов в широком диапазоне концентраций и полученные при этом результаты свидетельствуют о том, что хитин-минеральный материал обладает на порядок более высокими сорбционными свойствами, чем хитин, и по своей сорбционной способности сопоставим с хитозаном (рис. 7).

Рисунок 7. Зависимость обменной емкости хитинсодержащих материалов от концентрации ионов Си2+ в растворе (т : ж=1:200, время контакта 24 ч): 1-хитозан к.-щ., 2-хитин-минеральный материал пищ., 3-хитин-минеральный материал к.-щ.,4—хитин-минеральный материал техн., 5-хитозан эл., 6-хитин к.-щ.,7-хитин эл.

Анализ вида изотерм сорбции ионов Си"' показал, что наиболее полное удаление липидов из хитин-минерального материала приводит к значительному улучшению его сорбционной способности в области низких концентраций раствора ионов меди (рис. 7) и значительному повышению предельной величины сорбции (рис. 8).

Й 4

100

С„ (Си2+) ,ммоль/л

Рисунок 8. Зависимость обменной емкости хитинсодержащих материалов от концентрации ионов Си2 в растворе (т : ж=1:200, время контакта 24 ч): 1-хитозан к.-щ., 2-хитин-минеральный материал пищ., 3-хитин-минеральный материал к.-щ., 4-хитин-минеральный материал техн.

Сорбционные процессы в хитин-минерапьном материале проходят благодаря комплексообразованию ионов металлов с участием ацетамидных групп, что подтверждается полученными методом ИК-спектроскопии данными.

Изучено влияние рН среды на сорбционную способность хитин-минерального материала на примере сорбции ионов железа (рис. 9).

15 > 14

^ 13

1) ц.

ш и

Рисунок 9. Зависимость сорбционной емкости хитин-минерального материала от рН раствора

2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3.4 3.6 3,8 4 рН

Извлечение ионов Fe3' эффективно происходит при рН>3, что важно при его использовании в качестве энтеросорбента.

Липидсвязывающая способность хитин-минерального материала пищевого по триацилглицеринам, определенная в опытах in vitro, составляла 2,87 г/г, что незначительно отличалось от аналогичного показателя хитозана (3,26 г/г). Полученные результаты свидетельствуют о том, что хитин-минеральный материал, полученный электрохимическим способом, способен конкурировать с хитозаном в способности связывать нейтральные липиды и перспективен для применения в качестве липотропного энтеросорбента.

2.2.2.4. Исследование биологической активности и токсико-гнгиеннческая оценка хитин-минерального материала. Оценку биологической активности хитин-минерального материала проводили совместно с Институтом токсикологии Минздрава РФ (г. Санкт-Петербург) на моделях индуцирования дефицита кальция, свинцовой интоксикации, гиперлипидемии и атеросклероза у крыс. Доза препарата составляла 200 мг/кг.

Введение хитин-минерального материала позволяло прекратить судорожные приступы и сохранить жизнь паратиреоидэктомированных животных на неопределенное время. При этом уровень кальция в крови повышался до нормального значения.

Установлено, что хитин-минеральный материал обладает детоксицирующим действием при интоксикации тяжелыми металлами: его применение снижает содержание свинца в крови и костях животных на 50 % и 57 %, соответственно, и положительно влияет на синтез гемоглобина, уровень которого в крови опытных крыс возрос на 35 %. В ходе исследований детоксицирующих свойств хитин-минерального материала также было установлено его нормализующее действие на микрофлору толстой кишки, так как введение свинца сопровождалось снижением содержания микроорганизмов в кишечнике, т.е. развивался дисбактериоз.

Уровень холестерина и триглицеридов в сыворотке крови опытных крыс снижался на 52 % и 38 % соответственно, уровень липопротеидов низкой плотности - на 59 %, а содержание фосфолипидов в сыворотке, наоборот, увеличилось на 35 %. Масса тела животных, получавших хитин-минеральный материал, была ниже в 1,2 раза, они были более активными, без признаков ожирения.

Результаты испытания хитин-минерального материала на крысах свидетельствуют о его эффективности при дефиците кальция в организме, интоксикации тяжелыми металлами, избыточной массе тела, нарушении жирового обмена, повышенном уровне холестерина в крови.

Исследования, проведенные сертифицированной лабораторией ФГУ «Тест-С.-Петербург», показали, что по микробиологическим показателям и содержанию токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов хитин-минеральный материал, полученный по разработанной технологии, соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078, предъявляемым к биологически-активным добавкам (БАД).

2.2.3. Разработка биологически активных препаратов на основе хитин-минерального материала. Хитин-минеральный материал (пищевой), характеризующийся высоким содержанием кальция в пределах 180-280 мг/г и пищевого волокна (хитина) не менее 37 %, стал основой БАД «Хизитэл» (рис. 10).

Разработана и утверждена нормативная документация на препарат «Хизитэл» - технические условия (ТУ 9197-003-00472437-03), технологическая инструкция и технологический регламент по производству, проведена его санитарно-эпидемиологическая экспертиза и сертифицирование, получено санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.03.919.Б.000250.02.04 от 26.02.2004 г.

Известно, что эффективность всасывания кальция в кишечнике животных зависит от обеспеченности организма животных витамином Д3 и присутствия цитрат-ионов. В связи с этим нами разработана рецептура и технология комплексного препарата «Кальций-Д3-Хизитэл», основу которого составляют хитин-минеральный материал, витамин Д3 и лимонная кислота.

Обоснование количества введения витамина Д3 в состав БАД основано на аналитическом расчете, исходя из рекомендуемой суточной нормы потребления данного витамина (200 МЕ) и с учетом возможности его поступления в организм с другими продуктами питания. Нами предложено ввести на 100 г хитин-минерального материала 7500 МЕ витамина Д,. Разработанная технология БАД «Кальций-Дз-Хизитэл» предусматривает выпуск препарата в виде гранул и таблеток (рис. 10).

Рисунок 10. Технологическая схема получения БАД «Хизитэл» и БАД «Кальций-Дз-Хизитэл»

Разработана и утверждена нормативная документация на БАД «Кальций-Д3-Хизитэл» - технические условия (ТУ 9197-010-00472437-05) и технологическая инструкция по производству, проведена его санитарно-эпидемиологическая экспертиза и сертифицирование, получено свидетельство о госрегистрации №77.99.23.3.У. 1024.2.06 от 09.02.2006 г.

2.2.4. Опытно-промышленная установка для производства хитин-минерального материала. Для реализации технологии на основе опыта эксплуатации лабораторной установки периодического действия были разработаны техническое задание и исходные требования для создания опытно-

промышленной установки (ОПУ). Фирмой «ИНТЭКОС» (г. Санкт-Петербург) была подготовлена конструкторская документация и изготовлена ОПУ «УПХ-1.00.00.000» для переработки панцирьсодержащего сырья и получения хитин-минерального материала. Аппаратурная схема опытно-промышленной установки представлена на рис. 11.

I - моноблок подготовки сырья; II - моноблок депротеинирования-I; III - моноблок электрохимической обработки (депротеинирования-Н); 1У - моноблок обезжиривания; 1 -измельчитель сырья; 2 - емкость сырья; 3 - емкость для размачивания сухого сырья; 4 -устройство отжима; 5 - реактор полуфабриката; 6 - фильтр полуфабриката; 7 - реактор для промывки; 8 - емкость электролита; 9 - реактор электрообработки; 10 - электролизер; 11 -емкость электролита; 12 - реактор обработки NaiCCb; 13 - фильтр хитин-минерального материала; 14 - реактор для промывки; 15-18-насос.

Рисунок 11. Аппаратурная схема ОПУ УПХ-1.00.00.000 для производства хитин-минерального материала

Опытно-промышленная установка прошла Государственные межведомственные приёмочные испытания. Данная установка позволяет при двухсменном режиме работы перерабатывать до 2500 кг сушеного панцирьсодержащего сырья в год и получать в зависимости от вида сырья 300-900 кг хитин-минерального материала.

ВЫВОДЫ

1. Разработана технология получения композиционного хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом без применения агрессивных и токсических химических реагентов, обеспечивающая высокий уровень его сорбционных свойств и биологической активности.

2. Оптимизирован режим электрохимической обработки панцирьсодержащего сырья, позволяющий, в отличие от традиционных способов, получать хитин-минеральный материал с остаточным содержанием белка не более 1,1 % в мягких условиях при концентрации ОН'-ионов 0,3-0,5% и повысить эффективность его производства в результате устранения технологических недостатков (быстрой загрязняемости, износа используемого оборудования), снижения энергозатрат и расхода реактивов.

3. Разработана технология дополнительного обезжиривания хитин-минерального материала, которая обеспечивает в 9 раз снижение в нём содержания липидов и увеличение в 4 раза его удельной поверхности, объёма предельного сорбционного пространства в 1,7 раза, предельной величины сорбции ионов меди в 2,8 раза, а также улучшение его органолептических показателей, что позволяет расширить области его применения.

4. Установлено, что удельная поверхность хитин-минерального материала, составляющая 11 м2т"', в 9 раз превышает аналогичный показатель чистого хитина. Методами атомно-силовой микроскопии и ртутной порометрии определено, что хитин-минеральный материал, в отличие от микропористого хитина, характеризуется наличием широкого спектра пор размером от 3 до 6000 нм. По эффективности сорбции ионов переходных металлов полученный хитин-минеральный материал, полная сорбционная емкость которого для меди составляет 5,2 мг-эквт"сопоставим с хитозаном.

5. В экспериментальных условиях на лабораторных животных показано, что хитин-минеральный материал обладает способностью регулировать липидный обмен, снижать уровень холестерина в крови, восполнять дефицит кальция и проявляет детоксицирующее действие.

6. Разработаны и зарегистрированы биологически активные препараты «Хизитэл» и «Кальций-Дз-Хизитэл» на основе хитин-минерального материала, рекомендованные в качестве дополнительного источника пищевых волокон и кальция.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На ТИС Филиала «ЭКОС» ОАО «Гипрорыбфлот» проведены заводские и пуско-наладочные испытания опытно-промышленной установки УПХ-1.00.00.000 по производству хитин-минерального материала электрохимическим способом.

По разработанной технологии на ОПУ УПХ-1.00.00.000 были наработаны опытные партии хитин-минерального материала, изготовлена опытная партия БАД «Хизитэл»; на производстве ООО «Фармпродукт» изготовлена опытная партия БАД «Кальций-Д3-Хизитэл».

На основании проведенных исследований разработана и утверждена нормативная документация:

1. ТУ 9197-003-00472437-03 «Биологически активная добавка «Хизитэл» (утверждены директором ОАО «Гипрорыбфлот» 30 июня 2003 г.);

2. Технологический регламент на производство биологически активной добавки «Хизитэл» (утвержден директором ОАО «Гипрорыбфлот» 15 декабря 2003 г.);

3. ТУ 9197-010-00472437-05 «Биологически активная добавка «Кальций-Дз-Хизитэл» (утверждены директором ОАО «Гипрорыбфлот» 30 июня 2005 г.);

Проведено сертифицирование препаратов «Хизитэл» и «Кальций-Дз-Хизитэл», получены санитарно-эпидемиологические заключения и свидетельство о государственной регистрации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Козлова, И. Ю. Высокоэффективные сорбенты на основе хитина, полученного электрохимическим способом / И. Ю. Козлова, К. Г. Тимофеева // Материалы И Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов, Санкт-Петербург, 8 декабря 1997 г. - СПб., 1997. - С. 45.

2. Куприна, Е. Э. Современные тенденции в способах получения и применения хитина и хитозана : обзорн. информ. / Е. Э. Куприна, И. Ю. Козлова, К. Г. Тимофеева. - М. : ВНИЭРХ, 1999. - 60 с. - (Серия «Обработка рыбы и морепродуктов» ; вып. 111(1)).

3. Тимофеева, К. Г. Исследование липидного состава хитинов, полученных электрохимическим способом / К. Г. Тимофеева, И. Ю. Козлова, Е. Э. Куприна //

Материалы III науч.-техн. конф. аспирантов СПбГТИ (ТУ), посвященной памяти Ю.Н. Кукушкина, Санкт-Петербург, 24-25 мая 2000 г. - Ч. II. - СПб. : СПбГТИ (ТУ), 2000.-С. 84.

4. Куприна, Е. Э. Биологически активная гиполипидемическая пищевая добавка на основе хитина, полученного электрохимическим способом / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, И. Ю. Козлова // Материалы науч.-техн. симпозиума «Современные средства воспроизводства и использования водных биоресурсов» в рамках 7-й Междунар. выставки «ИНРЫБПРОМ-2000», Санкт-Петербург, 21-25 июня 2000 г. - Т. 3. - СПб., 2000. - С. 71-72.

5. Куприна, Е. Э. Разработка технологии получения биологически активных хитиновых сорбентов на основе продуктов переработки ракообразных электрохимическим способом / Е. Э. Куприна, С. В. Водолажская, Г. В. Няникова, К. Г. Тимофеева // Материалы VI Междунар. конф. «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана», Москва-Щелково, 22-24 октября 2001 г. - М. : ВНИРО, 2001. - С. 31-34.

6. Куприна, Е. Э. Особенности получения хитинсодержащих материалов электрохимическим способом / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, С. В. Водолажская // Журнал прикладной химии. - 2002. - Т. 75, № 5. - С. 840-846.

7. Куприна, Е. Э. Электрохимический способ получения сорбентов из хитинсодержащих материалов с усиленными антимикробными свойствами / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, И. Ю. Козлова, А. В. Пименов // Материалы VII Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Санкт-Петербург-Репино, 15-18 сент.2003 г.-М.: ВНИРО, 2003.-С. 19-23.

8. Способ обезжиривания хитина : пат. 2225142 Рос. Федерация : МПК7 А 23 L 1/33 1/0562 / Куприна Е. Э., Тимофеева К. Г.; заявитель и патентообладатель науч.-исслед. и проект.-констр. институт по развитию и эксплуатации флота «Гипрорыбфлот». - № 2001122607 ; заявл. 09.08.2001 ; опубл. 10.03.2004, Бюл. № 7 (III).-С. 375.

9. Куприна, Е. Э. Биологически активные энтеросорбенты-жиропоглотители на основе хитинсодержащих материалов / Е. Э. Куприна, Е. В. Осипова, К. Г. Тимофеева, Г. Г. Няникова, Е. В. Бачище // Сборник материалов конф. «Развитие рыбохозяйственного комплекса России» в рамках 9-й Междунар. выставки «ИНРЫБРОМ-2004», Санкт-Петербург, 22 июня 2004 г. - СПб., 2004. - С. 51-52.

10. Куприна, Е. Э. Биологически активная пищевая добавка «Хизитэл» / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, Е. В. Осипова, Г. Г. Няникова, Е. В. Бачище // Рыбная промышленность. - 2004. - № 1. - С. 19.

11. Куприна, Е. Э. Энтеросорбент-жиропоглотитель «Хизитэл» из ракообразных / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, А. А. Дементьев, С. Г. Метелица // Рыбное хозяйство. - 2005. - № 6. - С. 89.

12. Куприна, Е. Э. Опытно-промышленная установка для получения хитин-минерального комплекса «Хизитэл» электрохимическим способом / Е.Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, В. Е. Красавцев, Ю. А. Бойков // Материалы Восьмой Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Казань, 12 - 17 июня 2006 г. - М.: ВНИРО, 2006. - С. 34-37.

13. Куприна, Е. Э. Сравнительная оценка липидсвязывающей способности хитинсодержащих материалов, полученных различными методами / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева, И. Ю. Козлова, Е. В. Бачище // Материалы Восьмой Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Казань, 12 - 17 июня 2006 г. - М.: ВНИРО, 2006. - С. 102-106.

14. Тимофеева, К. Г. Функциональные продукты питания на основе рыбных фаршей / К. Г. Тимофеева, Е. Э. Куприна, С. Н. Казунин, Н. В. Модестова // Рыбпром. - 2007. - № 4. - С. 14-16.

15. Куприна, Е. Э. Функциональные продукты питания на рыбной основе с кальцийобогащающими свойствами / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева // Материалы науч.-практ. конф. «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Светлогорск, 2-3 июля 2008 г. - М. : МАКС Пресс, 2008. - С. 8283.

16. Тимофеева, К. Г. Биологически активная добавка к пище на основе хитина / К. Г. Тимофеева, Е. Э. Куприна // Пищевая промышленность. — 2010. — №8. -С. 14-16.

Заказ № 04-а/11/2011 Подписано в печать 02.11.2011 Тираж 120 экз. Усл. п.л. 1.2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru; е-таИ:т^э@.cfr.ru

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тимофеева, Кристина Геннадьевна

Список используемых сокращений.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Современные представления о строении, структуре и свойствах хитина и хитозана.

1.2. Характеристика панцирьсодержащего сырья морских и пресноводных ракообразных.

1.3. Сравнительный анализ способов переработки панцирьсодержащего сырья ракообразных.

1.3.1. Химический и биотехнологический способы получения хитина.

1.3.2. Электрохимический способ получения хитина.

1.3.3. Получение хитозана.

1.4. Области применения хитина и хитозана.

1.5. Композиционные хитинсодержащие материалы: способы получения, свойства и применение.

2. Экспериментальная часть.

2.1. Объекты исследований.

2.2. Методы исследований.

2.2.1. Технологические стадии.

2.2.2. Методы анализа.

3. Результаты и их обсуждение.- —

3.1. Разработка технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом.

3.1.1. Выбор и обоснование оптимального режима депротеинирования панцирьсодержащего сырья.

3.1.2. Разработка технологии удаления липидов из хитин-минерального материала.

3.1.2.1. Исследование качественного и количественного состава липидов образцов ХММ, полученных электрохимическим и кислотно-щелочным способами.

3.1.2.2. Выбор и обоснование рациональных параметров процесса удаления липидов из ХММ.

3.1.3. Сравнительная оценка хитинсодержащих материалов, полученных электрохимическим способом без и со стадией обезжиривания.

3.1.4. Технология получения хитин-минерального материала при комплексной переработке панцирьсодержащего сырья электрохимическим способом.

3.2. Изучение физико-химических и биологических свойств хитин-минерального материала.

3.2.1. Исследование структуры хитин-минерального материала.

3.2.1.1. ИК-спектры хитинсодержащих материалов.

3.2.1.2. Исследование пористой структуры хитинсодержащих материалов.

3.2.1.2.1. Исследование удельной поверхности и объема сорбционного пространства хитинсодержащих материалов.

3.2.1.2.2. Исследование эффективного радиуса и объема пор хитин-минерального материала.

3.2.2. Изучение сорбционных свойств хитин-минерального материала.

3.2.2.1. Исследование сорбционных свойств хитинсодержащих , материалов в отношении ионов тяжелых и переходных металлов.

3.2.2.2. Исследование липидсвязывающей способности хитин-минерального материала.

3.2.3. Органолептические и химические свойства ХММ.

3.2.4. Исследование биологической активности и токсико-гигиеническая оценка ХММ.

3.3. Разработка биологически активных препаратов на основе хитин-минерального материала.

3.3.1. Разработка Б АД «Хизитэл».

3.3.2. Разработка рецептуры и технологии Б АД «Кальций-Д3-Хизитэл».

3.4. Опытно-промышленная установка для производства хитин-минерального материала.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Технология получения биологически активных хитин-минеральных препаратов из ракообразных электрохимическим способом"

В настоящее время одним из перспективных направлений в биотехнологии является выделение биологически активных веществ из гидробионтов, содержащих широкий спектр уникальных компонентов с ценными свойствами, и получение препаратов на их основе для применения в различных отраслях народного хозяйства и одновременно более полное, комплексное использование природных биоресурсов.

Биополимеры хитин и хитозан, основным источником получения которых служат панцирьсодержащие отходы переработки промысловых ракообразных, находят широкое применение благодаря своей сорбционной, липотропной, бактериостатической, иммуномодулирующей и другой биологической активности. В настоящее время разработано более 100 направлений использования хитина и хитозана в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, косметике, биотехнологии и экологии, исследования по расширению областей их применения активно продолжаются [7, 25 и др.].

Рыбная отрасль России располагает значительной базой панцирьсодержащего сырья (ПСС), однако получение хитина с воспроизводимыми характеристиками из панцирьсодержащих отходов крабов затруднено из-за их неоднородности, а более отвечающие этим требованиям панцирь криля и креветки недоступны в России из-за утраты криледобывающего флота и экспорта основной массы добываемой креветки.

В определенных областях использования: очистка воды и почв от ионов тяжелых и переходных металлов и радионуклидов конкурентоспособными с хитином материалами являются полупродукты его получения - хитин-глюкановый [42], хитин-белковый; хитин-меланиновый [110] и хитин-минеральный комплексы [143]. Благодаря* высоким/ сорбционным свойствам хитин-минерального материала по отношению к ионам тяжелых металлов и радионуклидам [142] использование его в области энтеросорбции весьма перспективно.

Отмечается возросший интерес к панцирьсодержащему сырью как источнику сбалансированных легкоусвояемых минеральных комплексов, предназначенных для восполнения дефицита кальция, магния, цинка, фосфора' и других элементов, играющих важную роль в жизнедеятельности организма [105].

Известно, что свойства хитинсодержащих материалов (ХСМ), в т.ч. биологические, зависят не только от состава, но и от способа получения ХСМ. Традиционные способы получения ХСМ, основанные на многократном депротеинировании, деминерализации и обесцвечивании хитинсодержащего сырья с помощью щелочей, кислот, окислителей или ферментных препаратов, весьма длительны, дорогостоящи и экологически опасны. Использование химически агрессивных сред, вызывающих деструкцию и окисление нутриентов, часто приводит к ухудшению качества получаемого хитина и сопутствующих компонентов (белков, липидов), что не позволяет комплексно перерабатывать ПСС — его ценная белково-минеральная составляющая в связи с переводом в деструктурированные солевые формы лишается своей биологической ценности.

Альтернативным способом является электрохимический метод, основанный на обработке панцирьсодержащего сырья в водных растворах электролитов под действием постоянного электрического тока, обеспечивающий более щадящие условия осуществления технологических процессов и позволяющий в одном технологическом цикле получать все ценные компоненты (хитин, белковые гидролизаты и липиды) высокого качества [83, 158].

В- связи с этим представляются актуальными исследования, направленные на разработку новой технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом и создание- наг его основе'биологически активных препаратов.

Цель настоящей работы - разработка технологии получения хитин-минерального материала из ракообразных электрохимическим способом и создание на его основе биологически активных препаратов.

Для достижения поставленной цели были определены основные задачи:

- оптимизировать режимы депротеинирования и обезжиривания панцирьсодержащего сырья при получении хитин-минерального материала электрохимическим способом;

- исследовать физико-химические и биологические свойства хитин-минерального материала;

Научная новизна работы.

Впервые разработана, апробирована и внедрена в опытно-промышленное производство технология получения хитин-минерального материала электрохимическим способом, обеспечивающая его высокие сорбционные свойства и биологическую активность, а также существенное снижение затрат электр<ээнергии, расхода реагентов и возможность организации непрерывного и малоотходного процесса производства хитин-минерального материала.

Разработан эффективный способ обезжиривания панцирьсодержащего сырья без, использования токсичных органических веществ, научная новизна которого1 подтверждена патентом РФ (№ 2225142 «Способ обезжиривания хитина»).

Практическая значимость работы.

Разработанная технология получения хитин-минерального материала • электрохимическим способом из рачка-бокоплава гаммаруса и креветки внедрена в опытно-промышленное производство. Подготовлена нормативная документация на создание опытно-промышленной установки УПХ-1.00.00.000 для производства хитин-минерального материала, проведены заводские и Государственные межведомственные приёмочные испытания установки.

Разработана нормативная документация на производство препаратов на основе хитин-минерального материала: ТУ 9197-003-0047243 7-03 «Биологически активная добавка «Хизитэл», ТУ 9197-010-00472437-05 «Биологически активная добавка «Кальций-Д3-Хизитэл». Наработаны опытные партии хитин-минерального материала и препаратов «Хизитэл» и «Кальций-Дз-Хизитэл» на ТИС Филиала «ЭКОС» ОАО «Гипрорыбфлот» и ООО «Фармпродукт».

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)", Тимофеева, Кристина Геннадьевна

157 ВЫВОДЫ

2. Оптимизирован режим электрохимической обработки панцирь-содержащего сырья, позволяющий, в отличие от традиционных способов, получать хитин-минеральный материал с остаточным содержанием белка ие более 1,1 % в мягких условиях при концентрации ОН -иоиов 0,3-0,5 % и повысить эффективность его производства в результате устранения технологических недостатков (быстрой загрязняемости, износа используемого оборудования), снижения энергозатрат и расхода реактивов.

4. Установлено, что удельная поверхность хитин-минерального материала, составляющая 11 м2-г"', в 9 раз превышает аналогичный показатель

I I чистого хитина. Методами атомно-силовой микроскопии и ртутной порометрии выявлено, что хитин-минеральный материал, в отличие от микропористого хитина, характеризуется наличием широкого спектра пор размером от 3 до 6000 нм. По эффективности сорбции ионов переходных металлов полученный хитин-минеральный материал, полная сорбционная емкость которого для меди составляет 5,2 мг-экв-г"1, сопоставим с хитозаном.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Тимофеева, Кристина Геннадьевна, Щёлково

1. Агаджанян, С. И. Физико-химические свойства растворов хлорида натрия после электрохимической обработки в проточном электролизере / С. И. Агаджанян и др. // Журнал прикладной химии. 1996. - Т. 69, № 3. - С. 427432.

2. Акопова, Т. А. Влияние размола на структуру и свойства хитозана / Т. А. Акопова и др. // Высокомолекулярные соединения. 1996. - Т. А38, № 2. -С. 263-268.

3. Албулов, А. И. Разработка и расширение сферы применения биологически активных препаратов на основе сырья природного происхождения / А. И. Албулов и др. // Вестник биотехнологии. 2006. - №2. - С. 33-34.

4. Албулов, А. И. Хитозансодержащие биологически активные добавки к пище в рационализации питания населения / А. И. Албулов и др. // Рыбпром. -2010.-№2.-С. 25-28.

5. Александрова, Е. А. Эффективность препарата «Олигохит» при вертеброгенной дорсалгии / Е. А. Александрова, А. В. Суворов, Е. А.

6. Антипенко // Материалы Седьмой Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Санкт-Петербург Репино, 15-18 сентября 2003 г. - М. : ВНИРО, 2003. - С. 131-135.

7. Александрова, Т. А. Исследование внутримолекулярной подвижности хитозана методом спиновых меток / Т. А. Александрова, А. М. Вассерман, А. И. Гамзазаде // Высокомолекулярные соединения. 1983. - Т. Б25, № 3. - С. 219-222.

8. Антарктический криль : справочник / под ред. В. М. Быковой. — М. : ВНИРО, 2001.-207 с.

9. Бахир, В. М. Теоретические аспекты электрохимической активации / В. М. Бахир // Тез. докл. II Междунар. симпозиума «Электрохимическая активация», Москва, 28-29 октября 1999 г. М., 1999. - С. 39-49.

10. Г4. Бахир, В. М. Химический состав и свойства электрохимически активированных растворов / В.М. Бахир. М., 1990. - 11 с.

11. Бахир, В. М. Электрохимическая активация / В. М. Бахир. — М. : ВНИИМТ, 1992. Ч. 2. - 657 с.

12. Беркович, JI. А. Гидродинамические иконфармационные параметры хитозана / JI. А. Беркович, Г. И. Тимофеева, М. П. Цюрупа // Высокомолекулярные соединения. 1980. - Т. А22, № 8. - С. 1834-1841.

13. Богатырев, А. H. Витаминизация пищевых продуктов важнейший путь повышения их качества / А. Н. Богатырев, В. Б. Спиричев // Пищевая промышленность. - 1987. -№ 10. - С. 46-51.

14. Богданов, В. Д. Структурообразователи и рыбные композиции / В. Д. Богданов, Т. М. Сафронова. М. : ВНИРО, 1993.-172 с.

15. Борисочкина, JI. И. Безотходная и малоотходная технология производства продукции из нерыбных объектов промысла / JI. И. Борисочкина. М: : ЦНИИТЭИР, 1988. - 51 с.

16. Быков, В. П. Получение хитозана из гаммаруса / В. П. Быков, Д. И. Фурман // Материалы Пятой конф. «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана»Москва-Щелково, 25-27 мая 1999 г. М. : ВНИРО, 1999. -С. 18-21.

17. Быкова, В. М. Сырьевые источники и способы получения хитина и хитозана / В.М. Быкова, C.B. Немцев // Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / под ред. К. Г. Скрябина, Г. А. Вихоревой, В. П. Варламова. М. : Наука, 2002. - С. 7-23.

18. Вальтер, М. Б. Постадийный контроль в производстве таблеток / М. Б. Вальтер, О. Л. Тютенков, Н. Д. Филиппин. М., 1982. - 315 с.

19. Варламов, В. П. Зарождение и развитие российской хитинологии / В. П. Варламов // Рыбпром. 2010. - № 2. - С. 4-8.

20. Василевский, П. Б. Электрохимические технологии глубокой переработки гидробионтов: состояние и перспективы / П. Б. Василевский //

21. Материалы Всерос. науч.-техн. конф. «Наука и образование-2002», Мурманск, 16-29 апреля 2002 г. / МГТУ. Мурманск : МГТУ, 2002. - С.631-632.

22. Васюкова, Н. И. Модулирование болезнеустойчивости растений с помощью низкомолекулярного хитозана / Н. И. Васюкова и др. // Прикладная биохимия и микробиология.-2001. Т. 37, № 1.-С. 115-122.

23. Веприкова, Е. В. Получение энтеросорбентов из отходов окорки березы / Е. В. Веприкова и др. // Химия растительного сырья. 2005. - № 1. — С. 65-70.

24. Веприкова, Е. В. Свойства порошкообразных и таблетированных препаратов на основе энтеросорбента из луба коры березы / Е. В. Веприкова, М. Л. Щипко, Е. Н. Чунарев // Химия растительного сырья. — 2010. № 2. — С. 31-36.

25. Водолажская, С. В. Гаммарус — перспективный источник для получения хитина, хитозана и белковых гидролизатов / С. В. Водолажская- и др. // Академия. 1997. - № 4. - С. 56-57.

26. Волошина, О. В. Концентрат рыбный белковый для профилактики и лечения остеопороза / О. В. Волошина и др. // Рыбная промышленность. — 2005. № 3. - С. 46-47.

27. Воробьев, В. В4. Эффективная МВ-технология производства продукции из мидий / В. В. Воробьев // Рыбное хозяйство. — № 6. 2001. - С. 48-49.

28. Ворожбитова, JI. Н. Хромотографические методы исследования свойств высокодисперсных пористых тел : лабораторный практикум / JI. Н. Ворожбитова и др.. JI. : ЛТИ им. Ленсовета, 1991. - 76 с.

29. Воспроизведение заболеваний у животных для экспериментально-терапевтических исследований / под ред. Н. В. Лазарева. Л. : МедГИЗ., 1954. - С. 370-374.

30. Гаппаров, М. Проблема ликвидации дефицита микронутриентов у населения России / М. Гаппаров // Вопросы питания. 1999. - № 2. - С. 3-4.

31. Гарсия-Алонсо, И. Влияние ионов кальция в хитине омара на его характеристики / И. Гарсия-Алонсо, Д. Овьедо-Вега, Р. Хенрикес // Биоорганическая химия. 1984. - Т. 10, № 9. - С. 1253-1255.

32. Генин, Я. В. Рентгенографическое изучение пленок хитозана / Я. В. Генин, А. М. Скляр, Д. Я. Цванкин // Высокомолекулярные соединения. 1984. -Т. А26, № 11.-С. 2411-2416.

33. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические- правила и нормативы. СанПиН 2.3.2.1078-01. Введ. 01.09.2002. - М. : РИТ ЭКС-ПРЕСС, 2002. - 216 с.

34. Горовой, Л. Ф. Хитинсодержащие материалы «Микотон», получаемые из грибной биомассы / Л. Ф. Горовой // Материалы Пятой конф. «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана», Москва-Щелково, 25-27 мая 1999 г.-М. : ВНИРО, 1999.-С. 130-133.

35. ГОСТ 7631-2008 Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Методы определения органолептических- и физических показателей. Введ. 01.01.2009. - М. : Стандартинформ, 2008. - 15 с.

36. ГОСТ 7636-85 Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные, водоросли и продукты их переработки. Методы анализа. -Введ. 01.01.86. М. : Изд-во стандартов, 1998. - 87 с.

37. ГОСТ 31339-2006 Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Правила приемки и методы отбора проб. Введ. 01.07.2008. - М. : Стандартинформ, 2007. — 15 с.

38. Государственная фармакопея СССР! Одиннадцатое издание (выпуск 2). М. : Медицина, 1990. - 679 с.

39. Григорьева, Е. В: Обоснование переработки гаммаруса балтийского моря (ваттагиз Ьсшйз) методами биотехнологии : дис. . канд. техн. наук : 05.18.04, 05:18.07 : защищена 11.06.2008 / Григорьева Евгения Васильевна. М., 2008. -235 с.

40. Дацун, В. М. Вторичные ресурсы рыбной промышленности / В. М. Дацун. М. : Колос,1995. - 97 с.

41. Дубинин, М. М. Адсорбция и пористость / М. М. Дубинин. — М. : ВАХЗ, 1972.-128 с.

42. Ежова, Е. А. Обоснование и разработка, технологии пищевого хитозана и препаратов на его основе : дис. . канд. техн. наук : 05.18.04 : защищена 23.09.2005 / Ежова Елена Анатольевна. М. : ВНИРО, 2005. - 127 с.

43. Ежова, Е. А. Расширение спектра использования БАД на основе хитозана / Е. А. Ежова и др. // Рыбпром. 2007. - № 1. - С. 37-39.

44. Елагин, А. Л. Конформация изолированной макромолекулы хитина / А. Л. Елагин, А. И. Перцин // Высокомолекулярные соединения. 1983. - Т. А25, № 4. — С. 804-811.

45. Ершов, Б. Г. Сорбция ионов Си2+ хитином и хитозаном из водных растворов. Молекулярная структура образующихся комплексов / Б. Г. Ершов и др. // Известия Академии наук. Серия химическая. 1992. - № 10. - С. 23052310.

46. Ершова, О. Б. Современный взгляд на роль препаратов кальция в ревматологии / О. Б. Ершова, К. Ю. Белова // Русский медицинский журнал. — 2004.-Т. 12, №20.-С. 1152-1155.

47. Жемаева, Н. П. Аз8е1ш aquaflcus Ь. и Оатшатэ ри1ех Ь. как объекты интродукции в рыбоводные пруды : автореф. дис. . канд. биол. наук : 03.00.10, 03.00.18 / Жемаева Наталья Прокофьевна. М., 1988. - 23 с.

48. Игнатюк, Л. Н. Исследование липидного состава в структурах хитина и хитозана / Л. Н. Игнатюк, С. В. Исай, С. Н. Максимова // Материалы юбилейной науч. конф. «Рыбохозяйственное исследование океана». — Владивосток : Дальрыбвтуз, 1996. С. 83-84.

49. Измайлова, В. Н. Структурообразование в белковых системах / В. Н. Измайлова, П. А. Ребиндер. М. : Наука, 1974. - 268 с.

50. Ильина, А. В. Деполимеризация высокомолекулярного хитозана ферментным препаратом Целловеридин Г20х / А. В. Ильина, Ю. В. Ткачева, В. П. Варламов // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. - Том 38, № 2. -С. 132-135.

51. Исмаилов, М. Г. Высокоэффективный углеродный сорбент медицинского назначения из хлопкового лигнина / М. Г. Исмаилов, X. М. Махкамов, П. Л. Исмаилов // Химико-фармацевтический журнал. — 2000. — Т. 34, № 12. С. 38-40:

52. Кайминь, И. Ф. Исследование температурных переходов хитозана / И. Ф. Кайминь, Г. А. Озолиня, Е. А. Плиско // Высокомолекулярные соединения. 1980,-Т. А22,№ 1.-С. 151-156.

53. Карбаинов, Ю. А. Электрохимическая активация водных сред в новых ресурсосберегающих технологиях / Ю. А. Карбаинов // Соросовский образовательный журнал. 1999. - № 10. - С. 51-54.

54. Катионные полимеры биологического происхождения : пат. 2159253 Рос. Федерация / Вахтер Р., Тесманн X., Свеннинг Р., Ользен Р., Стенберг Э. -1995.

55. Ким, Г. Н. Аминосахара и полиаминосахариды в сырье и пище из гидробионтов : учеб. пособие / Г. Н. Ким, С. Н. Максимова, Т. М. Сафронова. -Владивосток : Дальрыбвтуз, 2008. 87 с.

56. Игнатюк, Л. Н. Исследование липидного состава в структурах хитина и хитозана / Л. И. Игнатюк, С. В. Исай, С. И. Максимова // Материалы юбилейной науч. конф. «Рыбохозяйственное исследование океана». -Владивосток : Дальрыбвтуз, 1996. О. 83-84.

57. Измайлова, В. И. Структурообразование в белковых системах / В. И. Измайлова, П. А. Ребиндер. М. : Наука, 1974. - 268 с.

58. Кайминь, И; Ф. Исследование температурных переходов хитозана / И. Ф. Кайминь, F. А. Озолиня, Е. А. Плиско // Высокомолекулярные соединения. —1980;—Т. А22,№ 1.-С. 151-156.

59. Карбаинов, Ю: А. Электрохимическая активация водных сред в новых ресурсосберегающих технологиях / Ю. А. Карбаинов // Соросовский образовательный журнал. 1999; - № 10. - С. 51-54.

60. Катионные полимеры биологического происхождения : пат. 2159253 Рос. Федерация / Вахтер Р., Тесманн X., Свеннинг Р., Ользен Р., Стенберг Э. -1995:

61. Ким, Г. Н. Аминосахара и полиаминосахариды в сырье и пище из гидробионтов : }Д1еб; пособие / Е. Н. Ким, С. Н. Максимова, Т. М. Сафронова. -Владивосток : Дальрыбвтуз, 2008. 87 с.

62. Комплексная установка для получения белкового гидролизата : пат. 2059390 Рос. Федерация : МПК6 С 12 Р 21/06, С 12 N 1/20 / Маслова Г. В и др.. -Заявл. 15.04.94 ; опубл. 10.05.96, Бюл. № 13 (II). С. 306.

63. Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года // Собрание законодательств РФ. № 34. - 21.08.98. Издание официальное. - С. 7882-7888.

64. Коротько, Г. Ф. Желудочное пищеварение, его функциональная организация и роль в пищеварительном конвейере / Г. Ф. Коротько. Ташкент : Медицина, 1995. - 218 с.

65. Коршунова, Н; Очищение организма изнутри / Н. Коршунова // Здоровье. 2002. - № 5. - С. 44-48.

66. Кочеткова, А. А. Продукты электрохимического синтеза в технологии пищевых волокон / А. А. Кочеткова и др. // Тез. докл. II Междунар.симпозиума «Электрохимическая активация», Москва, 28-29 октября 1999 г. -М., 1999.-С. 215-222.

67. Красавцев, В. Е. Увеличение экономического эффекта промысла криля / В. Е. Красавцев // Рыбпром. 2010. - № 2. - С. 23-24.

68. Кузнецов, И. Пищевые волокна / И. Кузнецов // Вопросы питания. — 2002. -№ 1.-С. 31-33.

69. Купина, Н. М. Использование отходов от разделки крабов / Н. М. Купина, С. В. Леваньков // Рыбное хозяйство. 1988; - № 4. - С. 75-78.

70. Куприна; Е. Э. Современные тенденции в способах получения и применения хитина и хитозана : обзорн. информ. / Е. Э. Куприна, И. Ю. Козлова, К. Г. Тимофеева. М. : ВНИЭРХ, 1999. - 60 с. - (Серия «Обработка рыбы и морепродуктов» ; вып. 1П(1)).

71. Куприна, Е. Э. Способы получения и активации хитина и хитозана / Е. Э. Куприна, С. В. Водолажская // Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / под ред. К. Г. Скрябина, Г. А. Вихоревой, В. П. Варламова. — М. : Наука, 2002. С. 44-63.

72. Куприна, Е. Э. Электрохимическая технология консервирования панцирьсодержащих отходов переработки ракообразных в судовых условиях / Е. Э. Куприна, К. Г. Тимофеева // Рыбпром. 2010. - № 2. - С. 48-52.

73. Лебская, Т. К. Научные и практические основы малоотходных технологий беспозвоночных Баренцева моря : дис. . докт. техн. наук : 05.18.04 / Лебская Татьяна Константиновна. М., 2001. - 258 с.

74. Леонов, Б. И. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды / Б. И. Леонов, В. И. Прилуцкий, В. М. Бахир. М.: ВНИИМТ, 1999. - 224 с.

75. Леонов, Б. И. Электрохимическая активация в практической медицине / Б. И. Леонов, В. М. Бахир, В. И. Вторенко // Тез. докл. II Междунар. симпозиума «Электрохимическая активация», Москва, 28-29 октября 1999 г. -М., 1999.-С. 15-23.

76. Линар, Е. Ю. Кислотообразовательная функция желудка в норме и патологии / Е. Ю. Линар. Рига : Зинатне, 1988. - 438 с.

77. Любина, С. Я'. Двойное лучепреломление в потоке и вязкость растворов хитозана в уксусной кислоте при различной ионной силе / С. Я. Любина, И. А. Стрелкина, Л. А. Нудьга // Высокомолекулярные соединения. -1983. Т. А25, № 7. - С. 1467-1472.

78. Ляликов, Ю. С. Физико-химические методы анализа / Ю. С. Ляликов. М. : Химия, 1974. - 534 с.

79. Максимов, В. И. Продукты функционального питания из панцирьсодержащих отходов / В. И. Максимов, В. Е. Родоман // Материалы Пятой конф. «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана», Москва-Щелково, 25-27 мая 1999 г.-М. : ВНИРО, 1999.-С. 161-164.

80. Марьин, А. П. Влияние кристалличности на сорбционные и термические свойства хитозана / А. П. Марьин, Е. П. Феофилова, Я. В. Генин // Высокомолекулярные соединения. 1982. - Т. Б24; № 9. — С. 658-662.

81. Маслова, Г. В. Теория и практика получения хитина электрохимическим способом / Г. В. Маслова // Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / под ред. К. Г. Скрябина, Г. А. Вихоревой, В. П. Варламова. М.: Наука, 2002. - С. 24-43.

82. Мащенко, И. С. Сорбционные методы детоксикации в клинике / И. С. Мащенко, В. Г. Помойницкий. Минск, 1983. - 182 с.

83. Мезенова, О. Я. Основы технологии высокоминерализованных биопрепаратов / О. Я. Мезенова // Биотехнология морепродуктов : учеб. пособие / Л. С. Байдалинова и др.. М. : Мир, 2006. - Гл. 7. - С.439^158.

84. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) : учеб. пособие / под ред. М. И. Прохоровой. Л. : Издво Ленингр. Унта, 1982.-272 с.

85. Мищукова, А. М. Химический состав и энергетическая ценность озерного бокоплава / А. М. Мищукова // Гидробиологический журнал. — 1986. -Т. 22, № 1.-С. 61-64.

86. Мышкина, Л. А. Хитин, хитозан: получение, свойства, применение : обзор, информ. / Л. А. Мышкина, В. В. Луценко, А. Ю. Низовский. М. : ВНИИСЭНТИ, 1991. - 33 с. - (Серия «Химико-фармацевтическое производство» ; вып. 4).

87. Невар, Т. Н. Влияние коллоидно-химических свойств активированных углей на их терапевтическую эффективность / Т. Н. Невар и др. // Химико-фармацевтический журнал. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 44—48.

88. Нефрология: руководство для врачей / под ред. И. Е. Тареевой. -2е изд., перераб. и доп. М. : Медицина, 2000. - С. 62-75.

89. Новиков, В. Ю. Деполимеризация хитозана под действием ферментов гепатопакреаса камчатского краба Paralithodes camtschaticus / В. Ю. Новиков, В. А. Мухин // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. — Т. 39, № 5. - С. 530-535.

90. Нудьга, J1. А. Получение хитозана и изучение его фракционного состава / JI. А. Нудьга, Е. А. Плиско, С. Н. Данилов // Журнал органической химии. 1971. - Т. XLI. - С. 2555-2558.

91. Оглобин, Н. А. Оценка факторов риска развития алиментарнозависимого остеопороза у различных групп населения : автореф. дис. . канд. мед. наук : 14.00.07 : защищена 29.01.2007 / Оглобин Николай Александрович. М., 2006. - 23 с.

92. Павлов, Б. А. Курс органической химии / Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. — М.: Химия, 1972. 246 с.

93. Пак, Т. С. Энтеросорбент на основе фиброина натурального шелка и его механохимическая модификация дезоксипеганин гидрохлоридом / Т. С. Пак, Д. Б. Тахтаганова, Э. JI. Кристаллович // Химико-фармацевтический журнал. 2007. - Т. 41, № 1. - С. 21-26.

94. Панова, В. С. Биохимический состав некоторых беспозвоночных / В. С. Панова, И.К. Трубачева, В.П. Барашков // Гидробиологический журнал. — 1982.-Т. 18, №4. С. 58-62.

95. Пища и пищевые добавки. Роль БАД в профилактике заболеваний / под ред. Дж. Ренсли, Дж. Доннелли, Н. Рида. М. : Мир, 2004. - 312 с.

96. Плаченов, Т. Г. Ртутная порометрическая установка П-ЗМ-/ Т. Г. Плаченов. JI. : ЛТИ им. Ленсовета, 1968. - 22 с.

97. Плиско, Е. А. Хитин и его химические превращения / Е. А. Плиско, Л. А. Нудьга, С. Н. Данилов // Успехи химии. 1977. - Т. 46, № 8. - С. 14701487.

98. Поверхностно-активные вещества и моющие средства : справочник / под ред. А. А. Абрамзона. М. : ТОО НТР «Гиперокс», 1993. - 274 с.

99. Поворознюк, В. В. Кальций и остеопороз: современный взгляд на проблему / В. В. Поворознюк // Здоровье Украины. 2002. - № 3. - С. 37.

100. Прилуцкий, В. И. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия / В. И. Прилуцкий, В. М. Бахир. М.: ВНИИМТ, 1997. - 228 с.

101. Рачковская, JI. Н. Использование сорбентов для детоксикации / Л. Н. Рачковская // Материалы Междунар. симпозиума «Проблемы сорбционной детоксикации внутренней среды организма», Новосибирск, 28-30 ноября 1995 г. Новосибирск, 1995. - С. 223-231.

102. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. Методические рекомендации MP 2.3.1.1915-04. — М. : Минздрав РФ, 2004 г. 36 с.

103. Роговин, 3: А. Химия целлюлозы / З.А. Роговин. М. : Химия, 1972. -520 с.

104. Рожинская, Л. Я. Соли кальция в профилактике и лечении остеопороза / Л. Я. Рожинская // Остеопороз и остеопатии. 1998. - № 1. — С. 43-45.

105. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Р 4.1.1672-03. Введ. 30.06.2003. — Ml : Минздрав РФ, 2004. - 240 с.

106. Руководство по гастроэнтерологии / под ред. Ф. И. Комарова, А. Л. Гребнева. М. : Медицина, 1995. - 670 с.

107. Сазанов, Ю. Н. Изучение термостабильности хитина, хитозана и некоторых его производных методом ДТА и ДТГ / Ю. Н. Сазанов, Г. Н. Федорова, Е. А. Плиско // Журнал прикладной химии. 1980. - Т. 53, № 9. — С. 2143-2146.

108. Сафронова, Т. М. Применение хитозана в производстве пищевых продуктов / Т. М. Сафронова // Хитин и хитозан: Получение, свойства, и применение / под ред. К. Г. Скрябина, Г. А. Вихоревой, В. П. Варламова. — М. : Наука, 2002. С. 346-359.

109. Сафронова^ Т. М. Сырье и материалы рыбной промышленности / Т. М. Сафронова. -М.: Агропромиздат, 1991. 191 с.

110. Селиверстов, А. Ф. Композиционные материалы на основе хитина для сорбции ионов металлов из водных растворов / А. Ф. Селиверстов и др. // Журнал прикладной химии. 1997. - Т. 70, № 1. - С. 148-152.

111. Селиверстов, А. Ф. Сорбция металлов из водных растворов хитинсодержащими материалами / А. Ф: Селиверстов, А. Ю. Емельянов, Б. Г. Ершов // Журнал прикладной химии. 1993. - № 10. - С. 2331-2336.

112. Сергиенко, В. И. Современное состояние и перспективы развития гемо- и энтеросорбентов / В. И: Сергиенко, В. Д. Горчаков, А. И. Мартынов. -М. : ВНИИСЭНТИ1 1994. - Вып. 1. - 41 с.

113. Скопцов, В. А. Рост, обмен озерного бокоплава при разных температурах / В. А. Скопцов // Экология. 1981. - № 2. - С. 97-98.

114. Слесарев, В. И. Химия: Основы химии живого : учебник для вузов / В. И. Слесарев. СПб. : Химиздат, 2001. - 784 с.

115. Составление экспериментально-статистических моделей по методу Брандо.на : метод, указания / С. Н. Саутин и др.. Л. : ЛТИ им. Ленсовета, 1988.-24 с.

116. Спиричев, В. Б. Медико-биологические аспекты обогащения пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами / В. Б. Спиричев // Федеральные и региональные аспекты политики здорового питания. -Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2002. С. 45-66.

117. Спиричев, В. Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами / В. Б. Спиричев, Л. Н. Шатнюк, В. М. Позняковский. Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2004. — 548 с.

118. Спиричев, В. Б. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами: научные подходы и практические решения / В. Б. Спиричев, Л. Н. Шатнюк, В. М. Позняковский // Пищевая промышленность. -2003.-№3.-С. 10-17.

119. Спиричев, В. Б. Роль витаминов и минеральных веществ в остеогенезе и профилактике остеопатии у детей // Вопросы детской диетологии. 2003. - Т. 1, № 1. - С. 40^19.

120. Способ деминерализации панцирей ракообразных : пат. 4066735 США / Пенистон К., Джонсон Э, 1978 ; пер. с англ. КЕ-49566. Киев : Всезоюзный центр переводов, 1984.

121. Способ получения низкомолекулярного хитозана для противолучевых препаратов : пат. 2188829 Рос. Федерация / Варламов В. П. и др..-Опубл. 10.09.2002.

122. Способ получения хитина : а. с. 665683 СССР : МКИ / А. И. Гамзазаде, Т. А. Мрачковская, Ю. А. Давидович и др. (СССР). 1979.

123. Способ получения хитозана : пат. 2073017 Рос. Федерация / Банников В. В., Львович Ф. И., Фрайман Д. Б. — 1997.

124. Тагер, А. А. Физикохимия полимеров / А. А. Тагер. Зе изд., перераб. - М. : Химия, 1978. - 544 с.

125. Тихонов, В. Е. Определение терминов в области хитина и хитозана / В. Е. Тихонов // Материалы Девятой Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Ставрополь, 13-17 октября 2008 г. М. : ВНИРО, 2008. - С. 42^18.

126. Тутельян, В. А. Биологически активные добавки в питании человека / В. А. Тутельян, Б. П. Суханов, А. Н. Австриевских. Томск : Издво НТЛ, 1999.-296 с.

127. Тутельян, В. А. Ваше здоровье в Ваших руках / В. А. Тутельян // Пищевая промышленность. - 2005. - № 4. - С. 6-7.

128. Феофилова, Е. П. Биологические функции и практическое использование хитина / Е. П. Феофилова // Прикладная биология и микробиология. 1984. - Т. 20, вып. 2. - С. 147-160.

129. Феофилова, Е. П. Клеточная стенка грибов / Е. П. Феофилова. — М. : Наука, 1983.-248 с.

130. Феофилова, Е. П. Мицелиальные грибы как источники для получения полиаминосахаридов / Е. П. Феофилова и др. // Тез. докл. четвертой Всерос. конф. «Производство и применение хитина и хитозана», Москва, 25-26 апр. 1995 г. М. : ВНИРО, 1995. - С. 6-8.

131. Физиология'человека / под ред. Р. Ф. Шмидта. М. : Мир, 1994.312 с.

132. Шабров, А. В. Биохимические основы действия микрокомпонентов пищи / А. В. Шабров, В. А. Дадали, В. Г. Макаров ; под ред. В. А. Дадали. М. : Авваллон, 2003. - 184 с.

133. Энтеросорбция / под ред. Н. А. Белякова. — СПб., 1996. — 336 с.

134. Brine, C. J. Chitin-protein interaction / C. J. Brine // Chitin and Chitozan. The Jaranese Society of Chitin and Chitozan / ed. by S. Hirano and S. Tokura. -1981.-P. 105-110.

135. Cha, J. К. Влияние дезацетилирования на сорбцию хитином красителя и хрома / J. К. Cha, М. Hyung // J. Appl. Polym. Sei. 1997. - №. 6. -С. 725-727.-Англ.

136. Chang, К. L. В. Heterogeneous N-deacetylation of chitin in alkaline solution / K. L. B. Chang et al. // Carbohydrate Research. 1997. - Vol. 303, № 3. -P. 327-332.

137. Cho, Y-W. Water-soluble chitin as a wound healing accelerator / Y-W. Cho et al. // Biomaterials. 1999. - Vol. 20, № 22. - P. 2139-2145.

138. Dawsey, T. R. The lithium chloride/dimethylacetamide solvent for cellulose: a literature review / T. R. Dawsey, C. L. McCormick // Macromol. Chem. Phys. 1990. - № 30. - P. 405-440.

139. Dietary Reference Intakes for Calcium; Phosphorus, Magnesium, Vitamin D and Fluoride // Inst, of Med. Washington : National Academy Press, 1997.-P. 432.

140. Friedman, M. Relationship between in vitro digestibility of casein and its content- of lysinoalanine and D-amino acids / M. Friedman, J. C. Zahnley, P. M. Masters // J. Food Sei. 1981. -№ 46. - P. 127-129.

141. Gadnaire, D. NMR studies of chitin and chitin derivatives / D. Gadnaire, D. Saint-Germain, M. Vineendon // Macromol. Chem. - 1982. - Vol. 183, № 3. - P. 593-601.

142. Giraud-Guille, M. M. Chitin-protein molecylar organization in arthropod / M. M. Giraud-Guille // Chitin in Nature and Technology / ed. by R. A. A. Muzzarelli, C. Jenniaux, G. W. Gooday. — New York and London : Plenum Press, 1986.-P. 29-35.

143. Giraud-Guille, M. M. Chitin-protein supramolecylar order in arthropod cuticles analogies with liquid crystals / M. M. Giraud-Guille // 1st Summerschool of Eoropean Chitin Sociey "EUCHIS" «Chitin in life sciences». Lion : 1996. - P. 110.

144. Girand-Guille, M. M. Crystal growth in a chitin matrix: the study calcite development in the crab cuticle / M. M. Girand-Guille, Y. Bouligand // Proc. 6th Int. Conf. Chitin and Chitosan, Poland, 1994. P. 201-224.

145. Hayashi, R. Decreased proteolysis of alkali treated protein: consequences of racemization in food processing / R. Hayashi, I. Kameda // J. Food Sci. — 1980. -№45.-P. 1430-1436.195. http://www.biocenter.ru/196. http://www.businesspress.ru/

146. Ilium, L. Chitosan and its use as a pharmaceutical excipient / L. Ilium // Pharmaceutical Pesearch. 1998. - Vol. 15, № 9. - P. 1326-1331.

147. Irvin, E. Liner toxic constituents of plant food stuffs / E. Irvin // Academic Press. 1980. - P. 407-410.

148. Jagur-Grodzinski, J. Biomedical application of functional polymers / J. Jagur-Grodzinski // Active & Functional Polymers. 1999. - Vol. 39, № 2. - P. 99138.

149. Khora, E. Implantable applications of chitin and chitosan / E. Khora, L. Lim // Biomaterials. 2003. - Vol. 24, № 13. - P. 2339-2349.

150. Kittur, F. C. Low molecular weight chitosans preparation by depolimerization with Aspergilius niger pectinase, and characterization / F. C. Kittur, A. B. V. Kumar // Carbohydrate Research. - 2003. - Vol. 338, № 12. - P. 12831290.

151. Kumar, A. B. V. Low moleculer weight chitosans: preparation with the aid of pepsin, characterization, and its bacterial activity / A. B. V. Kumar, M. C. Varadaraj, R. N. Tharanathan // Biochemystry. 2004. - Vol. 312, № 6. - P. 853859.

152. Kumar, A. B. V. Non-specific depolimerization of chitosan by pronase and characterization of the resultant products / A. B. V. Kumar, L. R. Gowda // Biochemystry. 2004. - Vol. 271, № 4. - P. 713-723.

153. Kumara, G. Enzymatic gelation of the natural polymer chitosan / G. Kumara et al. // Polymer. 2000. - Vol. 41, № 6. - P. 2157-2168.

154. Lipke, H. Composition of peptidochitodextrins from sarcophagid puparial cares / H. Lipke, T. Geoghegam // Biochem. J. 1971. - № 12. - P. 703-716.

155. Maslova, G. Gammarus pulex as a perspective source of raw material for production of chitin and chitosan / G. Maslova et al. // Prog, of 2nd Asia-Pacific

156. Symp. «Chitin and Chitosan» Bangkok, Thailand, 21-23 November 1996. P. 68f

157. Mattai, J. Characterization of chitosan by pyrolyses mass-spectrometry / J. Mattai, E. Hayes // J. Anal. Appl. Polym. Sci. 1982. - Vol. 27, № 4. - P. 327334.

158. Method of chitosan obtaining : pat. 04195175 USA / Peniston Q. P., Johnson E. L. 1980.

159. Mima, S. Highly deacetylated chitosan and its properties / S. Mima, M. Miya, R. Jwamoto // J. Appl. Polim. Sci. 1983. - Vol. 28, № 6. - P. 1909-1917.

160. Muzzarelli, R. A. A. Chitin / R. A. A. Muzzarelli. Oxford: Pergamon Press, 1977.-309 p.

161. Muzzarelli, R. A. A. Depolimerization of chitosan and substituted chitosan with the aid of a wheat germ lipase preparation / R. A. A. Muzzarelli, W. Xia, P. Ilary // Enzyme and microbiology. 1995. - Vol. 17, № 6. - P. 541-545.

162. Muzzarelli, R. A. A. Chitin in nature and technology / R. A. A. Muzzarelli, C. Jeuniaux, G. W. Gooday. New York : Plenum Press, 1986. - 143 p.

163. No, H. K. Preparation of chitin and chitosan / H. K. No, S. P. Meyers // Chitin handbook / ed. by R. A. A. Muzzarelli, M. G. Peter. Italy, 1997. - P. 475489.

164. No, H. K. Isolation and characterization of chitin from crayfish shell, waste / H. K. No, S. P. Meyers, K. S. Lee // J. Agr. and Food Chem. 1988. - Vol.37, №3.- P. 575-579. '

165. Rhazi, M. Influence of the nature of the metal ions on the complexation with chitosan. Application to the treatment of liquid waste / M. Rhazi et al. // European Polymer Journal. 2002. - Vol. 38, № 8. - P. 1523-1530.

166. Roberts G. A. F. Chitin Chemistry / G.A.F. Roberts. London : Macmillan Press, 1992. - 352 p.

167. Shigeno, J. Radiation-indueed graft polymerization of sturene onto chitin and chitosan / J. Shigeno, K. Kondo, K. Takemoto // J. Macromol. Sci. Chem. -1982. --Vol. A17, № 4. P. 571-583.

168. Shimizu, J. Связь кислотных красителей с хитозаном, сшитом глутаровым альдегидом / J. Shimizu, Н. Takeda // J. Chem. Soc. Jap : Яп. рез. Англ. 1998,-№9.-P. 637-641.

169. Taylor, I. Measurement of primary amine groups on surface-modified silica and their role in metal binding / I. Taylor, A. Howard // Analitica Chimica Acta. 1993. - Vol. 271. - P. 77-82.

170. Teng, W-L. Concurrent production of chitin from shrimp shells and fungi / W-L. Teng et al. // Carbohydrate Research. 2002. - Vol. 332, № 3. - P. 305316.

171. Tolaimate, A. Contribution to the preparation of chitins and chitosans with controlled physico-chemical properties / A. Tolaimate et al. // Polymer. — 2003. Vol. 44, № 26. - P. 7939-7952.

172. Tolaimate, A. On the influence of deacetylation process on the physicochemical characteristics of chitosan from squid chitin / A. Tolaimate et al. // Polymer. 2001. - Vol. 41, № 7. - P. 2463-2469.

173. Vongchan, P. Anticoagulant activity of a sulfated chitosan / P. Vongchan et al. // Carbohydrate Research. 2002. - Vol. 337, № 13. - P. 1233-1236.

174. Wang, S-L. Deproteinization of shrimp and crab shell with the protease of Pseudomonas aeruginosa K-187 / S-L. Wang, S-H. Chio // Enzyme and microbial technology. 1998. - Vol. 22, № 7. - P. 629-633.

175. Westall, F. Fifteen-minute acid hydrolysis of peptides / F. Westall, H. Hesser // Anal. Biochem. 1974. - Vol. 61, № 2. - P. 610-613.

176. Yang, J-K. Production and purification of protease from a Bacillus subtilis that can deproteinize crustacean wastes / J-K. Yang et al. // Enzyme and microbial technology. 2000. - Vol. 26, № 5/6. - P. 406-413.

177. Zechendorf, B. Sustainable development: how can biotechnology contribute? / B. Zechendorf // Trends in Biotechnology. 1999. - Vol. 17, № 6. - P. 219-225.

178. Zhang, M. Structure of insect chitin isolated from beetle larva cuticle and silkworm {Bombyx mori ) pupa exuvia / M. Zhang et al. // Int. J. Biological Macromolecules. 2000. - Vol. 27, № 1. - P. 99-105.

179. Zugenmeier, P. Electronenbesch-leunigungs-untersuchungen an polymerkristallen des f3-chitins / P. Zugenmeier, W. Herbt, G. Lieser // Colloid, and Polim. Sci. 1981. - Vol. 259, № 4. - P. 472-473.

Информация о работе

Тимофеева, Кристина Геннадьевна
кандидата технических наук
Щёлково, 2011
ВАК 03.01.06

Диссертация

Технология получения биологически активных хитин-минеральных препаратов из ракообразных электрохимическим способом - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы