Оптимізація системи контролю безпеки HACCP виробництва колагенового гідролізату шляхом впровадження моделі FMEA

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230318

Ключові слова:

безпека колагенового гідролізату, HACCP, ККТ, критична межа, FMEA, ферментативний гідроліз

Анотація

Дане дослідження проводилося з метою визначення впливу контролю за системою НАССР на забезпечення безпеки кінцевої продукції виробництва колагенового гідролізату. Об'єктом дослідження використана кінська сполучна тканина. За допомогою моделі FMEA, встановленої трифакторною оцінкою пріоритетного числа ризику (RPN), виявлені критичні контрольні точки (ККТ) в процесах: гідролізу, інактивації ферментного препарату, сушіння і зберігання. За двома ККТ визначені заходи для постійного контролю з розробкою критичних меж. Для ККТ № 1 наведено розрахунок процесів оптимальної ферментації за допомогою математичної моделі при гідролізі сировини. Оптимальними значеннями ферменту Нейтраза, що забезпечують максимум вмісту водорозчинних білків 55,0 мг/см3, встановлені: T=37 °С, дозування 5 Па/г, t=210 хв.

Для ККТ № 2 для уникнення денатурації білка під час гідролізу була розроблена критична межа за допомогою визначення точки теплової інактивації і температурного оптимуму. Аналізи експерименту показують, що інактивація ферменту Нейтраза, що оцінюється за інтенсивністю накопичення ФТА, який має 20 % при 60 °С, досягає точки інактивації на 11 хвилині.

В результаті дослідження також визначено вплив ферментних препаратів на показники безпеки колагенового гідролізату. Результат підтверджує, що ферментний препарат Нейтраза вплинув позитивно на всі показники безпеки в порівнянні з ферментом Трипсин. Оптимальними параметрами зниження мікробіологічних показників, пестицидів, антибіотика і токсичних металів, вважаються: T=40 °С тривалість 210 хвилин, дозування ферменту Нейтраза 5 од/Па.

Отримані результати можуть бути використані при виробництві колагенового гідролізату для більш детального забезпечення якості та безпеки кінцевої продукції.

Біографії авторів

Assemay Kazhymurat, Almaty Technological University

Master of Technical Science

Department of Food Safety and Quality

Raushangul Uazhanova , Almaty Technological University

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Food Safety and Quality

Dinara Tlevlesova, Almaty Technological University

PhD

Department of Food Processing Machines and Apparatuses

Nurshash Zhexenbay, Almaty Technological University

PhD, Associate Professor

Department of Food technology

Ulbala Tungyshbayeva, Almaty Technological University

PhD

Department of Food Safety and Quality

Saverio Mannino, Almaty Technological University

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Food Safety and Quality

Посилання

  1. Tian, J. (Jingxin), Bryksa, B. C., Yada, R. Y. (2016). Feeding the world into the future – food and nutrition security: the role of food science and technology. Frontiers in Life Science, 9 (3), 155–166. doi: http://doi.org/10.1080/21553769.2016.1174958
  2. Ibraimova, S., Uazhanova, R., Mardar, M., Serikbaeva, A., Tkachenko, N., & Zhygunov, D. (2020). Development of recipe composition of bread with the inclusion of juniper using mathematical modeling and assessment of its quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (11 (108)), 6–16. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.219020
  3. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition (2013). Improving the Safety and Quality of Nuts, 119–147. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-85709-266-3.50019-4
  4. Food Quality and Safety Systems: A Training Manual On Food Hygiene and the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) System (2009). Food and Agriculture Organization of the United Nations, 243.
  5. Weston, A. R., Rogers, R. W., Althen, T. G. (2002). Review: The Role of Collagen in Meat Tenderness. The Professional Animal Scientist, 18 (2), 107–111. doi: http://doi.org/10.15232/s1080-7446(15)31497-2
  6. Stenzel, K. H., Miyata, T., Rubin, A. L. (1974). Collagen as a Biomaterial. Annual Review of Biophysics and Bioengineering, 3 (1), 231–253. doi: http://doi.org/10.1146/annurev.bb.03.060174.001311
  7. Dzhey, D. M., Lesner, M. Dzh., Golden, D. A. (2012). Modern Food Microbiology. Moscow: Binom. Laboratoriya znaniy, 886.
  8. Khochenkov, A. A., Dzhumkova, M. V. (2018). Osobennosti primeneniya sistemy HACCP v promyshlennom svinovodstve. Nauchnoe obespechenie zhivotnovodstva Sibiri. Krasnoyarsk, 341–346.
  9. GOST R 51705.1-2001. Sistemy kachestva. Upravlenie kachestvom pischevykh produktov na osnove printsipov KHASSP. Obschie trebovaniya.
  10. Antipova, L. V., Boltykhov, Yu. V., Vtorushina, I. V., Glotova, I. A., Pryanishnikov, V. V. (2008). Razrabotka pischevykh dobavok dlya zaschity biosistem s ispolzovaniem kompyuternogo modelirovaniya nanoobektov. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya, 11, 44–46.
  11. Hashim, P., Sofberi, M., Ridzwan, M., Bakar, J., Mat Hashim, D. (2015). Collagen in food and beverage industries. International Food Research Journal, 22 (1), 1–8.
  12. Kadler, K. E., Baldock, C., Bella, J., Boot-Handford, R. P. (2007). Collagens at a glance. Journal of Cell Science, 120 (12), 1955–1958. doi:10.1242/jcs.03453
  13. Baumann, L. (2007). Skin ageing and its treatment. The Journal of Pathology, 211 (2), 241–251. doi: http://doi.org/10.1002/path.2098
  14. Hays, N. P., Kim, H., Wells, A. M., Kajkenova, O., Evans, W. J. (2009). Effects of Whey and Fortified Collagen Hydrolysate Protein Supplements on Nitrogen Balance and Body Composition in Older Women. Journal of the American Dietetic Association, 109 (6), 1082–1087. doi: http://doi.org/10.1016/j.jada.2009.03.003
  15. Jhawar, N., Wang, J. V., Saedi, N. (2019). Oral collagen supplementation for skin aging: A fad or the future? Journal of Cosmetic Dermatology, 19 (4), 910–912. doi: http://doi.org/10.1111/jocd.13096
  16. Najafian, L., Babji, A. S. (2012). A review of fish-derived antioxidant and antimicrobial peptides: Their production, assessment, and applications. Peptides, 33 (1), 178–185. doi: http://doi.org/10.1016/j.peptides.2011.11.013
  17. Wang, J., Pei, X., Liu, H., Zhou, D. (2018). Extraction and characterization of acid-soluble and pepsin-soluble collagen from skin of loach (Misgurnus anguillicaudatus). International Journal of Biological Macromolecules, 106, 544–550. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.08.046
  18. Shсhekotova, A. V., Khamagaeva, I. S., Tsyrenov, V. Z., Darbakova, N. V. et. al. (2019). Biotechnological processing procedures of collagen-containing raw materials for creation of functional foods. Proceedings of universities applied chemistry and biotechnology, 9 (2), 250–259. doi: http://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-250-259
  19. Rebezov, M. B., Lukin, A. A., Naumova, N. L., Zinina, O. V., Pirozhinskiy, S. G. (2011). Usage of collagenous hydrolyzate in producing meat bread. Vestnik TGEU, 3. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-kollagenovogo-gidrolizata-v-proizvodstve-myasnogo-hleba Last accessed: 01.04.2021
  20. Uchebnoe posobie po sisteme analiza opasnostey i kriticheskikh kontrolnykh tochek upravleniya (NASSR) (2012). Bishkek, 62. Available at: https://studylib.ru/doc/159976/principy-nassr---associaciya-plodoovoshhnyh-predpriyatij Last accessed: 05.12.2017.
  21. Shutova, O. A., Manukyan, A. F. (2015). Problemy Vnedreniya Printsipov KHASSP Na Predpriyatiyakh Pischevoy Promyshlennosti. Simvol Nauki, 11, 67–69.
  22. Hechelmann, H. (1980). Allgemeines uber Hefenund Schimmelpilze. Band 1. Kulbaher Reihe, 13–26.
  23. Scientific Opinion on the public health hazards to be covered by inspection of meat (swine) (2011). EFSA Journal, 9 (10), 2351. doi: http://doi.org/10.2903/j.efsa.2011.2351
  24. Ghajar, C. M., George, S. C., Putnam, A. (2008). Matrix Metalloproteinase Control of Capillary Morphogenesis. Critical Reviews™ in Eukaryotic Gene Expression, 18 (3), 251–278. doi: http://doi.org/10.1615/critreveukargeneexpr.v18.i3.30
  25. Abdollahi, M., Rezaei, M., Jafarpour, A., Undeland, I. (2018). Sequential extraction of gel-forming proteins, collagen and collagen hydrolysate from gutted silver carp (Hypophthalmichthys molitrix), a biorefinery approach. Food Chemistry, 242, 568–578. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.09.045
  26. Nagai, T., Suzuki, N. (2000). Isolation of collagen from fish waste material – skin, bone and fins. Food Chemistry, 68 (3), 277–281. doi: http://doi.org/10.1016/s0308-8146(99)00188-0
  27. Antipova, L. V., Storublevtsev, S. A. (2009). Pat. No. 2409216 RU., Sposob polucheniya funktsionalnogo kollagenovogo gidrolizata. MPK: A23J 1/10. No. 2009118048/13; declareted: 12.05.2009; published: 12.05.2009.
  28. Marienne, A. (2013). Anandappa Quantifying haccp training durability. Animal and Food Sciences, 36.
  29. Vijayakumar, R. V., Gangadharappa, H V., Shashikanth, D. (2015). Risk assessment by using failure mode effective analysis (FMEA) tool: an overview. World Journal of Pharmaceutical Research, 4 (3), 567–574.
  30. M-04-41-2005: Metodika vypolneniya izmereniy massovoy doli svobodnykh form vodorastvorimykh vitaminov v probakh premiksov, vitaminnykh dobavok, kontsentratov i smesey metodom kapillyarnogo elektroforeza s ispolzovaniem sistemy kapillyarnogo elektroforeza «Kapel-105». Saint Petersburg: OOO «Lyumeks», 36
  31. Fodor-Csorba, K. (1992). Chromatographic methods for the determination of pesticides in foods. Journal of Chromatography A, 624 (1-2), 353–367. doi: http://doi.org/10.1016/0021-9673(92)85688-p
  32. Capita, R., Prieto, M., Alonso-Calleja, C. (2004). Sampling Methods for Microbiological Analysis of Red Meat and Poultry Carcasses. Journal of Food Protection, 67 (6), 1303–1308. doi: http://doi.org/10.4315/0362-028x-67.6.1303
  33. Wagner, A. O., Markt, R., Mutschlechner, M., Lackner, N., Prem, E. M., Praeg, N., Illmer, P. (2019). Medium Preparation for the Cultivation of Microorganisms under Strictly Anaerobic/Anoxic Conditions. Journal of Visualized Experiments, 150. doi: http://doi.org/10.3791/60155
  34. ISO 21527-1:2008. Microbiology of food and animal feeding stuffs. Horizontal method for the enumeration of yeasts and moulds. Part 1: Colony count technique in products with water activity greater than 0,95. doi: http://doi.org/10.3403/30151265
  35. Antipova, L. V., Glotova, I. A., Rogov, I. A. (2001). Metody issledovaniya myasa i myasnykh produktov. Moscow: Kolos, 376.
  36. FMEA Analiz vidov i posledstviy potentsialnykh otkazov (2008). Kraysler Korp., Ford Motor Kompani, Dzheneral Motors Korp.
  37. Kazhymurat, A., Uazhanova, R. U. (2017). Perspectives of application collagen in food industry. Prodovolstvennaya bezopasnost v kontekste novykh idey i resheniy. Semey: Gosudarstvenniy universitet imeni Shakarima, 1, 152–155.
  38. Matison, V. A., Dunchenko, N. I., Gorelov, A. S. (2003). Razrabotka metodiki otsenki biologicheskikh, khimicheskikh i fizicheskikh riskov sistemy bezopasnosti proizvodstva pischevykh produktov. Tekhnologii zhivykh sistem. Moscow, 57–59.
  39. Valentas, K. Dzh., Rotshteyn, E., Pol Singkh, R. (2004). Pischevaya inzheneriya. Saint Petersburg: Professiya, 485.
  40. Feiner, G. (2006). Meat products handbook. Practical science and technology. Boca Raton, Boston, New York, Washington: CRC Press, Woodhead Publ. doi: http://doi.org/10.1201/9781439824245
  41. Dikson, M., Uebb, E. (1982). Fermenty. Vol. 1. Moscow: Mir, 515.
  42. Nemtsev, S. V. (2006). Kompleksnaya tekhnologiya khitina i khitozana iz pantsirya rakoobraznykh. Moskva: Izdatelstvo «VNIRO», 107.
  43. Mashanova, N. S. (2010). Biotekhnologicheskie aspekty ispolzovaniya kollagensodeozhaschego syrya v proizvodstve myasnykh produktov. Almaty, 217.
  44. Babel, W. (1996). Gelatine – ein vielseitiges Biopolymer. Chemie in Unserer Zeit, 30 (2), 86–95. doi: http://doi.org/10.1002/ciuz.19960300205
  45. Rezyapkin, V. I., Slyshenkov, V. S., Zavodnik, I. B., Burd, V. N., Sushko, L. I., Romanchuk, E. I., Karaedova, L. M. (2009). Laboratorniy praktikum po biokhimii i biofizike. Available at: http://ebooks.grsu.by/lab_pr_bio/fermenty.htm

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-30

Як цитувати

Kazhymurat, A., Uazhanova , R., Tlevlesova, D. ., Zhexenbay, N. ., Tungyshbayeva, U., & Mannino, S. (2021). Оптимізація системи контролю безпеки HACCP виробництва колагенового гідролізату шляхом впровадження моделі FMEA. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(11 (110), 50–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230318

Номер

Том 2 № 11 (110) (2021): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Assemay Kazhymurat, Raushangul Uazhanova, Dinara Tlevlesova, Nurshash Zhexenbay, Ulbala Tungyshbayeva, Saverio Mannino

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.