Нами был проведён сравнительный анализ промышленных препаратов, обладающих этими свойствами и полученного препарата (табл. 5).
Таблица 5.
Характеристика протеолитических свойств и степени гидролиза гомогената шквары под действием различных ферментных препаратов.
| Фермент | Массовая доля, % | рН |
ПА, ед/см 3 |
Аминный азот, мг на см3 субстрата |
| Протовортманин | 0,1 | 7,2 | 0,838 | 7,616 |
| Протосубтилин | 0,1 | 7,2 | 0,0476 | 5,068 |
| Панкреотин | 0,1 | 7,2 | 0,0570 | 4,868 |
| Пепсин | 0,1 | 7,2 | - | - |
| Пигмауесин | 0,3 | 7,2 | - | - |
| Контроль | - | 7,2 | - | 0,000 |
Контролем служила среда, где вместо фермента была добавлена дистилированная вода в аликвотном количестве.
Согласно полученным результатам,препарат протовортманин наиболее эффективен при получении белкового гидролизата.
В дальнейшем нами были определены условия эффективной работы фермента. Наши исследования ограничивались изучением влияния гидромодуля среды, температуры, продолжительности гидролиза, дозировки препарата, т. е. параметров, играющих решающее значение для разрабатываемой технологии и влияющих на экономику процесса.
Протеолитические ферменты катализируют реакцию расщепления белков с участием воды. В связи с этим важным моментом в подборе условий гидролиза является определение минимального гидромодуля для высокого гидролиза субстрата.
Постановка эксперимента заключалась в следующем: в семь колб объёмом в 100см3 вносили по 10 г гомогената шквары, затем одновременно раствор ферментного препарата и соответствующий объём воды. После внесения фермента и воды колбы закрывали и ставили на 3 часа в ультратермостат при 50оС. Результаты эксперимента оценивали по степени накопления аминного азота (рис.6). Как видно на рисунке 6 для активного гидролиза белков сырья достаточен гидромодуль гомогенат / вода = 1/1 : 1,5. Дальнейший рост содержания воды в среде увеличения степени гидролиза не даёт.
Решающее значение в ферментативных реакциях имеет температура: при низких температурах фермент может быть практически не активен, а высокие температуры могут привести к инактивации фермента. Поэтому при постановке этого эксперимента особое внимание уделялось поддержанию строгого температурного режима. Эксперимент проводился в трёх поверхностях. В 15 колб по 100см3 вносили 10 г гомогената. Колбы помещали в термостаты при температурах 20, 30, 40, 50, 60оС. Затем вносили по 3см3 фермента и 12см3 воды (согласно ранее полученным данным), плотно закрывали и вели гидролиз в течение 3 часов. По истечению 3 часов из каждой колбы отбирали по 10см3 субстрата и определяли аминный азот по методике Серенсена. Результаты представлены на рис. 7. Как видно на рис.7 наибольшее накопление аминного азота, а, следовательно, и максимальная степень гидролиза наблюдается при температуре 50оС. При температурах 20, 30, 40оС гидролиз, видимо, идёт не до конца, т. е. эти температуры не обеспечивают достаточной катализирующей способности ферментного препарата и требуют увеличения продолжительности процесса гидролиза, что с точки зрения технологического процесса очень невыгодно.
Температура 60оС приводит, по-видимому, к частичной инактивации фермента. Дальнейшее увеличение температуры приведёт, скорее всего к полной инактивации фермента, поэтому исследование действия ферментного препарата при температурах выше 60оС не имеет смысла.
Таким образом, оптимальная температура гидролиза субстрата препаратом из Penicillium wortmannii 2091 равна 50оС.
 |
|||
|
|||
 |
|||
|
|||
Дальнейшим этапом нашей работы было определение дозировки препарата. Дозировка препарата в большей степени отражается на экономической стороне процесса, так как ферментные препараты пока ещё имеют достаточно высокую стоимость. Эксперимент проводился по аналогии с предыдущим с учётом оптимальной температуры и внесением различного количества ферментного препарата. Фермент вносили (по ПА) в количестве 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0 ед. (в расчёте на 10 г гомогената). После трёх часов гидролиза определяли аминный азот. Результаты представлены на рис.8.
Исходя из полученных в ходе эксперимента данных можно сделать вывод о целесообразности внесения 4,0 ед. (по ПА) ферментного препарата в расчёте на 10 г белкового сырья.
Время гидролиза, необходимое для течения реакции, отражается на продолжительности всего технологического процесса. Именно с целью определения минимального времени гидролиза с максимальным эффектом накопления аминного азота был поставлен следующий эксперимент: гомогенат в количестве 40 г, с выбранным гидромодулем, помещали в термостат при 50оС и добавляли раствор фермента в оптимальном количестве. Пробы отбирали каждый час с момента внесения фермента. Эксперимент проводился в трёх повторностях.
Анализируя результаты можно сказать, что первые пять часов идёт накопление аминного азота, следовательно, гидролиз ещё не окончен и целесообразно его продолжать. После 6 – 7 часов гидролиза изменение аминного азота незначительно, т. е. процесс гидролиза, видимо, находится на стадии завершения.
Таким образом, оптимальная продолжительность процесса гидролиза укладывается в 6 часов.
Для того, чтобы судить о ценности полученного гидролиза была проведена оценка полученного продукта в сравнении с исходным сырьём (табл. 6).
 |
|||
|
|||
Таблица 6.
Характеристика химического состава исследуемых продуктов.
| Показатель | Гомогенат шквары | Гидролизат шквары |
|
Плотность, кг/м3 |
1,005 | 1,005 |
| рН | 7,75 | 7,40 |
| Сухие вещества, % | 8,4 | 8,4 |
| Жир, % | 2,2 | 2,2 |
| Общий азот, % | 7,25 | 7,25 |
| Белковый азот водорастворимый, % | 2,5 | 0,91 |
| Аминный азот, мг/г | 1,6 | 11,0 |
| Вязкость | 42 | 4,2 |
Анализируя данные таблицы 6 можно сделать следующие выводы: полученный гидролизат значительно отличается по свойствам от исходного продукта. Гидролизат шквары характерен накоплением большого количества свободных аминокислот, о чём свидетельствует резкое увеличение аминокислот азота и снижение рН среды. Как показали наши исследования, заметные изменения произошли во фракционном составе белковых компонентов. В результате гидролиза высота нерастворённого осадка продукта уменьшилась в 4 раза, почти в 4 раза уменьшилось содержание водорастворимых белков. Накопление низкомолекулярных продуктов распада белков, видимо, является причиной потери желирующих свойств водорастворимой фракции и снижения вязкости среды в 10 раз.
Снижение жира практически не изменилось, т. е. фермент не обладает липазной активностью. Анализ свойств гидролизата дал возможность судить о ценности белкового продукта, полученного из шквары и возможности использования его в производстве в качестве заменителя основного сырья.
Мясная промышленность располагает большими резервами увеличения выработки ценных пищевых продуктов. В настоящее время большое внимание уделяется рациональному использованию малоценных продуктов убоя и переработки птицы для получения белковых гидролизатов, которые находят широкое применение не только как компонент пищи, но и как диетический продукт для лечебного питания.
Питательная ценность белковых пищевых гидролизатов зависит от технологии их производства. В мировой практике широко используются процессы кислотного и щелочного гидролиза белков. Однако они имеют ряд недостатков. Так при щелочном гидролизе практически полностью разрушается серин, треонин, аргенин, цистеин. Полученные гидролизаты обладают неприятным вкусом. Кислотный гидролиз протекает быстрее и более специфично. Ферментативный гидролиз лишён этих недостатков, что позволяет значительно повысить питательную ценность получаемых продуктов и имеет ряд преимуществ. При его применении исключается жесткое воздействие на белковые молекулы, распад аминокислот, возможен подбор системы ферментов и условий процесса, что позволяет создать оптимальную технологию переработки разных видов белкового сырья. Путём подбора ферментов можно добиться получения гидролизата без горького привкуса.
ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
4.1 Межпредметность – современный принцип обучения.
Совершенствование содержания образования в школе опирается на комплексное использование в обучении межпредметных связей. Это является одним из критериев отбора и координации учебного материала в программах смежных предметов.
Межпредметные связи всесторонне влияют на процесс обучения – от постановки задач до его организации и результатов. Им свойственны методологические, формирующие (образовательные, развивающие, воспитывающие) и конструктивные (системообразующие) функции в предметной системе обучения. Полифункциональность межпредметных связей определяет неоднозначность их понятийной трактовки. Наиболее полная реализация возможностей межпредметных связей, проявление всех их функций в единстве достигаются, когда межпредметные связи функционируют в процессе обучения как самостоятельный принцип построения локальных дидактических систем [21].
Рассмотрение межпредметных связей в русле методологических основ обучения позволяет видеть в них дидактическую форму общенаучного принципа системности. Они вносят системообразующее начало в предметное обучение, обеспечивают целостность процесса обучения, выполняя в нем обобщающие функции (методологическую, формирующую, конструктивную).
Межпредметные связи способствуют повышению теоретического и научного уровня обучения, их осуществление способствует приобщению школьников к системному методу мышления; формируют научное мировоззрение учащихся; обеспечивают систему в организации предметного обучения.
Таким образом, межпредметные связи являются важным фактором совершенствования процесса обучения в целом, на всех его уровнях.
Исходя из общности структуры учебных предметов и структуры процесса обучения, можно выделить три основных типа межпредметных связей: содержательно – информационные, операционно – деятельностные, организационно – методические.
Межпредметные связи на основе содержания знаний можно отнести к типу содержательно – информационных. Виды связей этого типа различаются:
1. по составу научных знаний (фактологические, понятийные, теоретические);
2. по знаниям о познании (философские, историко-научные, семиотические, логические);
3. по знаниям о ценностных ориентациях (диалектико-материалистические, идейно-политические, политико-экономические, эстетические, этические, правовые).
Связи в способах учебно-познавательной деятельности и умений учащихся в обучении разным учебным предметам относят к типу операционно –деятельностных. Виды связей данного типа:
1. практические, которые способствуют выработке у учащихся двигательных, трудовых, конструктивно – технических, вычислительных, экспериментальных, речевых умений;
2. познавательные, которые формируют общенаучные обобщенные умения мыслительной, творческой, учебной, операционно – познавательной, самообразовательной деятельности;
3. ценностно – ориентационные, необходимые для выработки умений оценочной, коммуникативной, художественно-эстетической деятельности, что имеет большое значение в формировании мировоззрения школьника.
Межпредметные связи функционируют в процессе обучения и осуществляются с помощью методов и организационных форм. Это позволяет выделить вторичный, подчиненный первым двум тип организационно-методических связей, имеющих самостоятельное значение. Межпредметные связи этого типа обогащают методы, приемы и формы организации обучения.
Виды связей данного типа различаются:
1. по способам усвоения связей в различных видах знаний (репродуктивные, поисковые, творческие);
2. по широте осуществления (межкурсовые, внутрицикловые, межцикловые);
3. по времени осуществления (преемственные, сопутствующие, перспективные);
4. по способу взаимосвязи предметов (односторонние, двусторонние, многосторонние);
5. по постоянству реализации (эпизодические, постоянные, систематические);
6. по уровню организации учебно-воспитательного процесса (поурочные, тематические и др.);
7. по формам организации работы учащихся и учителей (индивидуальные, групповые, коллективные).
Межпредметные связи реализуются в различных формах организации учебной и внеурочной деятельности [9].
