CC BY
32
Обзор диссертационных работ, защищенных
во ВНИИ мясной промышленности имени В.М. Горбатова в 2013 году
А. Н. Захаров, канд. техн. наук, А. А. Кубышко,
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Ключевые слова: управляющее воздействие, технологическая система, ХАССП-Мясо,
мясо in vitro, костный мозг, мультипотентные мезенхимные стволовые клетки. УДК 637.5.001.89:043.3
^ Системность обеспечения стабильного качества мясной продукции через управляющие воздействия по технологической цепи на примере вареных колбасных изделий
Автор - 3. А. Юрчак Научный руководитель - доктор техн. наук И. М. Чернуха
Управление качеством стало основой управления деятельностью любой организации. Наиболее известная и методологически развитая концепция в этой области — всеобщее управление качеством (Total Quality Management), предполагает участие всех сотрудников предприятия в создании качественного продукта на протяжении производственного процесса.
Анализ проблемы и разработка системы управляющих воздействий для стабилизации качества готовой продукции являются актуальными, поскольку необходима системность управления качеством на предприятиях мясной отрасли и на данный момент в России отсутствуют единые подходы, позволяющие обеспечить стабильность качества выпускаемой продукции.
Целью диссертационной работы являлась разработка системы управляющих воздействий на технологический процесс производства мясной продукции для обеспечения стабильности её качества, на примере вареных колбасных изделий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Провести мониторинг колебаний химического состава мясной
продукции и сырья;
2. Разработать мероприятия по стабилизации химического состава сырья;
3. На примере вареных колбасных изделий разработать подходы к выявлению факторов технологии мясной продукции, приводящих к дестабилизации производственного процесса;
4. Разработать управляющие воздействия по технологической цепи производства вареных колбасных изделий для сокращения и повышения оперативности выявления несоответствий, возникающих в сырье, на стадиях технологического процесса и в готовой продукции;
5. Разработать порядок оценки стабильности технологических процессов на предприятиях мясной промышленности и определить подходы к оценке эффективности системы обеспечения стабильного качества мясной продукции через управляющие воздействия по технологической цепи.
В результате проведённых работ был получен практический результат: была создана система управляющих воздействий на технологический процесс производства мясной продукции:
1. Проведенный мониторинг химического состава вареных колбасных изделий выявил значительные колебания относительно среднего значения: более 20% — по массовой доле жира, более 10% — по массовой доле влаги, до 10% по массовой доле белка, соли и нитрита натрия, до 30% — по энерге-
тической ценности продукта.
2. На примере вареных колбасных изделий разработаны мероприятия по стабилизации химического состава сырья, сведенные к анализу сырья на поточном инфракрасном анализаторе FoodScan, расчету масс сырья для формирования ингредиента требуемого химического состава.
3. На примере вареных колбасных изделий разработан порядок выявления дестабилизирующих факторов технологии мясной продукции, заключающийся в комплексном анализе и оценке весомости несоответствий при использовании диаграммы анализа рисков и составлении диаграмм Исикавы.
4. Разработаны управляющие воздействия на стадиях входного контроля, подготовки пищевых ингредиентов, добавок, пряностей, подготовки оболочки, измельчения, приготовления фарша, формования, термической обработки и охлаждения, хранения, направленные на стабилизацию качества готовой продукции путем сокращения несоответствий и повышения оперативности их выявления.
5. Разработан порядок оценки стабильности и эффективности технологических процессов на основе карт Шухарта, коэффициента стабильности процесса и сравнительного анализа результатов до и после внедрения системы, объединяющую мероприятия по стабилизации химического состава сырья и управляющие воздействия, направленные на стабилизацию ка-
52
ВСЁ О МЯСЕ № 4 август 2013
Обзор диссертаций / НАУЧНАЯ ЖИЗНЫ
чества готовой продукции.
6. Апробация системы в условиях четырех предприятий показала сокращение общего количества несоответствий более чем на 29%, повышение оперативности их выявления на 47,7%, уменьшения случаев обнаружения несоответствий в готовой продукции почти в 8 раз при увеличении коэффициента стабильности процесса в 10 раз. Эффективность от внедрения элементов системы составила 274,2 тысяч рублей в год для предприятия, вырабатывающего 30 т готовой продукции в смену [1].
Создание референтной модели управления технологической системой и поддержки принятия решения при производстве охлажденных полуфабрикатов
Автор - Н. Б. Маслова
Научный руководитель - академик РАСХН, доктор техн. наук А. Б. Лисицын
Стабильностью качества и безопасностью выпускаемой мясной продукции необходимо и можно оперативно управлять, рассматривая ее не как единичный показатель готового продукта, а как контролируемую многофакторную систему производства. Для этого целесообразно использовать различные современные подходы и методы информационных технологий, позволяющие прогнозировать возможные изменения в продукте. Б связи с этим создание референтной модели управления технологическими процессами, предусматривающей установление точек оперативного принятия решения с целью прогнозирования сроков годности и предупреждения несоответствия является своевременной и актуальной.
Целью диссертационной работы являлось создание референтной модели управления технологической системой и поддержки принятия решения путем формализации последовательности действий на примере производства охлажденных мясных полуфабрикатов.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Провести анализ факторов,
влияющих на показатели безопасности и качества сырья, а также готового продукта в процессе его производства и хранения;
2. Разработать механизм принятия решения в рамках управления технологической системой производства охлажденных мясных полуфабрикатов на предприятиях мясной промышленности с использованием процессного подхода;
3. Определить точки оперативного производственного контроля и механизм принятия решений с целью управления технологическими процессами при производстве охлажденных порционных мясных полуфабрикатов;
4. Рассчитать экономический эффект от установления точек обязательного производственного контроля модели управления технологической системой
Теоретическая и практическая значимость проделанной работы заключается в следующем:
Модель оптимизирует организацию технологического процесса изготовления охлажденных мясных полуфабрикатов за счет принятия решений в момент возникновения отклонения технологической операции в цепи создания продукта, что позволяет прогнозировать показатели качества и безопасности, а также сроки годности пищевого продукта. Модель использована предприятиями мясной промышленности в качестве основы при описании блок-схем технологических процессов в рамках разработки и внедрения систем менеджмента безопасности пищевой продукции. Предложенная работа включена в программу обучения Международного Технологического института мясной промышленности (АЛО ДПО «МТИМП») для специалистов мясоперерабатывающих предприятий и реализована на четырёх предприятиях отрасли в рамках подготовки к сертификации в системе добровольной сертификации ХАССП-Мясо. Разработаны методические указания по описанию на предприятиях мясной промышленности модели управления технологической системой производства мясных полуфабрикатов.
Ла основании концепции ХАССП для каждой стадии техно-
логического процесса производства и хранения охлажденных мясных полуфабрикатов осуществлен анализ риска с учетом вероятности реализации и тяжести последствий опасных факторов. Выделены 72 опасных фактора, из которых 17 имеют наибольшую значимость и относятся к биологическим рискам. Значимые биологические риски выявлены на стадиях хранения, передачи в производство, обвалке, упаковке готового продукта.
Экономический эффект от применения процессно-ориенти-ровочных принципов управления технологической системой на основе механизма поддержки принятия решения составил 75,69 тыс. рублей в год на 1 тонну готовой продукции для предприятия мощностью 230 тонн мясных порционных полуфабрикатов в год [2].
Разработка технологии получения мяса in vitro и перспективы его использования
Автор - И. М. Волкова
Научный руководитель - академик РАСХН, доктор техн. наук И. А. Рогов
Развитие науки и практики культивирования клеток, тканевой инженерии, биотехнологии к началу XXI века достигло достаточно высокого уровня, чтобы идея создания мяса in vitro почти одновременно стала очевидной для многих зарубежных и российских исследователей. Первые исследования, проведенные в России под руководством академика РАСХН Рогова И. А., позволили предложить оригинальный способ накопления клеток мышечной ткани с использованием отечественных разработок.
Основным вопросом является выбор типа клеток. Учёные, занимающиеся данным направлением, используют в своих экспериментах различные типы клеток: миобла-сты, эмбриональные, сателлитные, мезенхимные стволовые.
Мультипотентные мезенхим-ные стволовые клетки (ММСК) имеют ряд достоинств, одним из которых является возможность их культивирования в трёхмерной структуре. Они могут заселять матрицу-носитель, дифференци-
№ 4 август 2013 ВСЁ О МЯСЕ
53
роваться в заданном направлении и формировать трёхмерные структуры, которые позволяют моделировать ту или иную ткань in vitro. С учётом данного свойства ММСК, тему диссертационной работы следует признать актуальной; она представляет научный и практический интерес.
Целью настоящей работы была разработка технологии получения мяса in vitro, наиболее близко отвечающего важнейшим качественным показателям мяса говядины. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.
1. Выделить из костного мозга (КМ) и жировой ткани(ЖГ) взрослых особей крупного рогатого скота (КРС) клетки с совокупностью свойств и признаков мультипотентных мезенхимных стволовых.
2. Изучить свойства и признаки полученных ММСК КРС.
3. Депонировать полученные культуры клеток в Специализированную Коллекцию постоянных соматических клеточных культур (СХЖ РАСХН) ВИЭВ с последующим получением патента.
4. Определить способность ММСК, выделенных из КМ и ЖГ КРС, формировать in vitro клетки мышечной ткани:
• провести сравнительный анализ эффективности трёх индукционных сред направлять ММСК в клетки мышечной ткани in vitro;
• провести анализ полученных клеток мышечной ткани на уровне экспрессии генов-маркёров миогенеза.
5. Изучить фракционный состав белков и общий аминокислотный состав полученной клеточной биомассы в сравнении с говядиной.
6. Разработать рекомендации по дальнейшему использованию полученного мяса in vitro.
В ходе работы над диссерта-
охарактеризованы ММСК, выделенные из КМ и ЖГ КРС, которые являются новым и перспективным источником для создания мяса in vitro. Подобраны рациональные условия выделения этих культур клеток.
Аналитически и экспериментально обоснованы рациональные условия для направленной диффе-ренцировки ММСК, выделенных из КМ и ЖГ КРС, в клетки мышечной ткани in vitro. Проведён сравнительный анализ эффективности трёх различных индукторов (5-азацитидин, 5-аза-2'-деоксици-тидин и ретиноевая кислота).
Изучены фракционный состав белков и общий аминокислотный состав полученной клеточной биомассы, которые во многом совпадают с показателями мышечной ткани говядины.
Получены новые фундаментальные знания, которые могут применяться во многих областях науки: биотехнология, технология мяса, тканевая и регенеративная медицина, ветеринария.
Работа награждена дипломом и медалью в конкурсе молодых учёных на лучшую научно-исследовательскую работу, проводимом в рамках Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (М., 2013).
По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в т.ч. 3 статьи в изданиях, которые входят в перечень рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ.
Основные показатели биологической ценности клеточной биомассы, полученной методами клеточной биотехнологии, свидетельствуют о ее сходстве с мышечной тканью говядины, ее перспективности в качестве основного компонента для создания пищевых композиций и ее будущем использовании в пищевой промыш-
Полученная биомасса (мясо in vitro) является новым продуктом животного происхождения, полученным методами клеточной биотехнологии. В основе получения этого продукта лежит природная способность клетки делиться и размножаться. Стоит также особенно отметить, что эксперименты не включают генных модификаций. Мясо in vitro представляет достаточно высокую биологическую ценность: содержит полноценные белки, почти все незаменимые аминокислоты. В связи с этим открываются разнообразные возможности его применения в пищевой промышленности.
На основе полученного продукта можно создавать пищевые композиции, состоящие помимо клеток мышечной ткани из клеток жировой и соединительной тканей. Возможность его использования в качестве белковой добавки для обогащения продуктов, предназначенных, например, для лечебного и спортивного питания. Гакже можно вносить этот продукт в фаршевые системы для обогащения их животным полноценным белком.
Дальнейшие исследования будут направлены на создание трёхмерных объектов с целью наращивания мяса in vitro в больших объёмах в биореакторах.
Амбициозным направлением является создание структурированного мяса. Перед учёными стоит непростая задача по формированию самоорганизующейся конструкции в виде скелетной мышцы, которая может содержать дополнительно клетки жировой, соединительной ткани, а также кровеносные сосуды [3].
Контакты:
Александр Николаевич Захаров Анатолий Александрович Кубышко +7(495) 676-6691
цией впервые были получены и ленности.
Литература
1. Юрчак З.А. Системность обеспечения стабильного качества мясной продукции через управляющие воздействия по технологической цепи на примере вареных колбасных изделий. : Автореферат на соискание уч. степени канд. техн. наук [Эл. ресурс] // URL : http://www.vniimp.ru/files/abstract/16.05.2013-2.pdf
2. Маслова Н.В. Создание референтной модели управления технологической системой и поддержки принятия решения при производстве охлажденных полуфабрикатов. Автореферат на соискание уч. степени канд. техн. наук [Эл. ресурс] // URL: http://www.vniimp.ru/files/abstract/30.05.2013-2.pdf
3. Волкова И.М. Разработка технологии получения мяса invitro и перспективы его использования. : Автореферат на соискание уч. степени канд. техн. наук [Эл. ресурс] // URL:http://www.vni-imp.ru/files/abstract/25.06.2013-2.pdf
54
ВСЁ 0 МЯСЕ № 4 август 2013
