ДИПЛОМНА РОБОТА ДИПЛОМНА РОБОТА на здобуття ступеня магістрана здобуття ступеня магістра

ТемаТема:: Удосконалення технології гідролізованих Удосконалення технології гідролізованих риборослинних кормових сумішей з риборослинних кормових сумішей з

використанням методу електрохімічного використанням методу електрохімічного гідролізу в умовах Керченського гідролізу в умовах Керченського

рибопереробного заводу АР Кримрибопереробного заводу АР Крим

Виконав: студент Виконав: студент магістратуримагістратуриГанич Олександр Ганич Олександр ВалерійовичВалерійовичКерівник: к.т.н, доцент. Керівник: к.т.н, доцент. Віннов Олексій Сергійович Віннов Олексій Сергійович 20120122 рік рік

Актуальність теми Однією з найважливіших характеристик технологіч-ного процесу ферментованих кормових продуктів є швидкість деструкції високомолекулярних білків сировини. Для забезпечення високої цінності продукту і його мікро-біологічної безпеки, швидкість ферментативного гідролізу повинна значно перевершувати швидкість розвитку гнильної мікрофлори. Збільшення швидкості протеолізу може бути досягнуто в результаті стимулювання процесу електролізом. Наше дослідження режимів протеолізу білків рибної сировини електрохімічним методом покаже на скільки деградують субстрати. Це питання є досить актуальним, так як ми зможемо визначити як впливає електроліз на збільшення швидкості проведення гідролізу.

Об'єкт і предмет дослідженняОб'єкт і предмет дослідження

ОбОб’’єктєкт дослідження дослідження -- технологія технологія виробництва рибних кормових виробництва рибних кормових гідролізатівгідролізатів

Предмет дослідження Предмет дослідження --чорноморська кількачорноморська кілька

МетаМета

Визначення режимів Визначення режимів електричного гідролізу білків, і електричного гідролізу білків, і вплив даного методу на ступінь вплив даного методу на ступінь деградації субстрату при деградації субстрату при виробництві рибних кормових виробництві рибних кормових гідролізатівгідролізатів

Завдання дослідженняЗавдання дослідження

Дослідження хімічного складу і активності Дослідження хімічного складу і активності протеолітичних ферментів сировини протеолітичних ферментів сировини

Визначення ефективності автопротеолізу Визначення ефективності автопротеолізу високомолекулярних білкових речовин кільки високомолекулярних білкових речовин кільки чорноморської в залежності від температури, гідратації, чорноморської в залежності від температури, гідратації, рН системи, продовження процесу;рН системи, продовження процесу;

Визначення впливу гідродинамічних умов автопротеолізу Визначення впливу гідродинамічних умов автопротеолізу на ефективність й відтворювання процесу ;на ефективність й відтворювання процесу ;

Дослідження хімічного складу отриманих ферментованих Дослідження хімічного складу отриманих ферментованих продуктів.продуктів.

Схема проведення експериментуСхема проведення експерименту

Методи дослідженняМетоди дослідження

1. Загальний Азот визначали по методу Кьєльдаля1. Загальний Азот визначали по методу Кьєльдаля

2. Небілковий азот визначали по методу Кьєльдаля після осадження 2. Небілковий азот визначали по методу Кьєльдаля після осадження високомолекулярних речовин трихлороцтовою кислотою.високомолекулярних речовин трихлороцтовою кислотою.

3. Масова частка вологи – визначали 3. Масова частка вологи – визначали ваговимваговим методом. методом.

4. Масова частка жиру – визначали по методу Сокслета4. Масова частка жиру – визначали по методу Сокслета

5. Ефективність процесу ферментолізу оцінювали по кількості 5. Ефективність процесу ферментолізу оцінювали по кількості гідролізованого білку за період інкубації, який визначали по гідролізованого білку за період інкубації, який визначали по кількості азоту Тирозину і розраховували по формулі: кількості азоту Тирозину і розраховували по формулі:

%1000

0 хАВТАЗТ

АВТАВТА

Місяці промис-лового періоду

Во-лога, %

Спіль-ний азот, мг/100г сиро-вини

Розподіл азотистих речовин по фракціях, мг/100г сировини

Вміст ліпі-

дів, % від

маси сиро-вини

Спіль-ний азот, мг/100г

сухої речови-

ни

Розподіл азотистих речовин по фракціях, мг/100г сухої речовини

Вміст ліпідів, % до маси сухої речовини

Азот високо-молеку-лярних з'єднань

Небіл-ковий азот

Азот високо-молеку-лярних з'єднань

Небіл-ковий азот

Квітень 71,8 2620 2588,9 31,1 8,9 9290,78 9180,49 110,28 31,56

Травень 70,4 2640 2611,1 28,9 10,13 8918,92 8821,28 97,64 34,22

Середнє значення за період промислу

71,1 2630 2600 30,0 9,52 9104,85 9000,89 103,96 32,89

Дослідження хімічного складу кільки чорноморськоїТаблиця 1

В період спостереження (квітень – травень) нами не було виявлено великих змін хімічного складу кільки чорноморської.

Хімічний склад кільки чорноморської

Визначення рН оптимуму процесу протеолізу Визначення рН оптимуму процесу протеолізу білків чорноморської кільки при електролізібілків чорноморської кільки при електролізі

Із отриманих результатів випливає можливість ефективного ферментолізу при нейтральних значення рН (7-9).

Визначення температурного оптимуму процесу протеолізу білківВизначення температурного оптимуму процесу протеолізу білківчорноморської кільки при електролізі субстратучорноморської кільки при електролізі субстрату

Визначення температурного оптимуму проводили для температурного діапазону 30-60 0С. На рис. 2 і 3 представлені графіки з температурними режимами 30 та 40 0С.

Отримані результати показують, що при температурі 300С протягом 6 годин удається гідролізувати приблизно 8% всіх високомолекулярних білків субстрату, а при температурі 400С – близько 9%.

Визначення температурного оптимуму процесу протеолізу білківВизначення температурного оптимуму процесу протеолізу білківчорноморської кільки при електролізі субстратучорноморської кільки при електролізі субстрату

На рис. 4 і 5 представлені графіки з температурними режимами 50 та 60 0С.

Отримані результати показують, що при температурі 500С протягом 6 годин удається гідролізувати близько 12% всіх високомолекулярних білків субстрату. При температурі 600С спостерігається інтенсивніший гідроліз в межах перших 120 хвилин процесу і його згасання в результаті денатурації білкової частки ферментів на другій стадії. Отримані експериментальні дані дозволяють зробити висновок про доцільність проведення процесу ферментативного гідролізу в температурному діапазоні 50-60ºС.

Дослідження динаміки накопичення продуктів гідролізу Дослідження динаміки накопичення продуктів гідролізу високомолекулярних білків тканин чорноморської кільки високомолекулярних білків тканин чорноморської кільки

залежно від ступеню гідратації системизалежно від ступеню гідратації системи Дослідження процесу накопичення продуктів ферментативної деградації високомолекулярних білків тканин чорноморської кільки залежно від кількості введеної в систему води (рис. 6) проводили при температурі 550С і природних (нейтральних/слаболужних) значеннях рН.

Отримана експериментальна залежність характеризується двома зонами перегину – 25-50% і 125-150% введеної в систему води по відношенню до маси вихідної сировини. Інтервал гідратації системи 50-150% характерний найбіль-шою інтенсивністю процесу.

5

10

15

20

25

30

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

Кількість введеної води, % до початкової маси рибної сировини

Рис. 6. Залежність кількості гідролізованого білку від кількості введеної в систему води

А, к

іль

кіс

ть

гід

ро

ліз

ов

ан

ого

біл

ку

, %

Дослідження динаміки накопичення продуктів ферментолізу високомолекулярних білків тканин чорноморської кільки

залежно від тривалості процесу

Експериментальними дослідженнями динаміки кількості гідролізованого білку від тривалості процесу встановлено, що в процесі протеолізу може дезагрегувати 90-92% високомолекулярних білків тканин сировини, при цьому максимальна ефективність гідролізу досягається на протязі 120 хвилин.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 30 60 90 120 150

Тривалість ферментолізу, хв. Рис. 8. Залежністькількості гідролізованого білку від тривалості ферментолізу

А,

кіл

ьк

істьгі

др

ол

ізов

ан

ого

біл

ку, %

Дослідження хімічного складу ферментованих тканинчорноморської кільки

Таблиця 2

Хімічний склад гідролізованої чорноморської кільки

Загальний Загальний азот, мг/100г азот, мг/100г

сухої сухої речовиниречовини

Розподіл азотистих речовин по Розподіл азотистих речовин по фракціях, мг/100г сухої речовинифракціях, мг/100г сухої речовини

Вміст ліпідів, % Вміст ліпідів, % до маси сухої до маси сухої

речовиниречовини

Азот Азот високомолеку-високомолеку-лярних з'єднаньлярних з'єднань

Небілковий Небілковий азотазот

9104,89104,8 936,1936,1 8114,88114,8 31,731,7

Одержані експериментальні дані по хімічному складу гідролізованої чорноморської кільки дозволяють зробити висновок, що близько 89% усіх азотистих речовин сировини представлено низькомолекулярними пептидами і вільними амінокислотами, що говорить про високу біологічну цінність отриманого продукту.

Принципова схема виробництва рибного кормового гідролізату

Прийом сировиниПрийом сировини Підготовка сировиниПідготовка сировини

Підігрів (55оС)

Протеоліз (2 год)

Коагуляція

Центрифугування Нагрівання

Сепарування Сушіння Охолодження

Зважування Упаковування Маркірування Зберігання

Подрібнення

Апаратурно-технологічна схема виробництва РКГ

Дефростер зрошувального Дефростер зрошувального типутипу

РиборізкаРиборізка Ємність для протеолізуЄмність для протеолізу Центрифуга

Сепаратор СушаркаСушарка ПневмотранспортерПневмотранспортер

Склад готової продукції

Ваги електронні Упаковочна машина Маркувальний

станок

Основні техніко-економічні показники проектуТаблиця 3

ПоказникиОд.

вимірюваньРКГ за

класичною рецептурою

РКГ за сучасною

рецептуроюВідхилення

Річний обсяг виробництва

т/рік 400 1 200 +800

Оптова ціна 1т (без ПДВ)

тис.грн 50 50 -

Річний дохід тис.грн 20 000 60 000 + 40 000

Зміна повної річної собівартості

тис.грн4 321,82 2 772,36 -1 549,46

Річний прибуток

тис.грн 15 678,18 57 227,64 + 41 549,46

Розрахунок техніко-економічних показників

впровадження дослідження

1. Хімічний склад шпрота (кільки) чорноморського (Sprattus phalericus), достатньо стабільний, з урахуванням природних сезонних коливань;

2. Встановлені режими протеолізу високомолекулярних білкових речовин тканин чорноморської кільки при електролізі субстрату:

рН оптимум - 7÷9

температура процесу - 55ºС

ступінь гідратації - 140%

тривалість автолізу - 120 хвилин.

3. Визначений хімічний склад гідролізованого продукту, отриманого у встановлених режимах. Отриманий продукт містить близько 56÷58% у перерахунку на суху речовину азотистих речовин білкової природи, при цьому близько 89% всіх азотистих речовин складають низькомолекулярні пептиди і вільні амінокислоти.

Загальні висновки

Дякую за увагу!Дякую за увагу!