大学SRP鱼骨休闲食品开发的关键技术研究.docx
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大学SRP鱼骨休闲食品开发的关键技术研究
大学生研究训练计划项目申请书
项目名称
鱼骨休闲食品开发的关键技术研究
一、申请人简况
申
请
人
姓 名
性别
民族
出生日期
所在院系
专业、年级
学号
电话
申请学分
1.申请人参加科研工作简历
自何年月
至何年月
项目名称
担任的工作
2.申请人入校以来的主要专业必修课成绩
课程名称
类别
学分
成绩
课程名称
类别
学分
成绩
3.申请人入校以来获奖情况
获奖名称
获奖等级
获奖时间
授奖单位
4.申请人个人能力综述
在政治思想方面,积极上进,热爱集体,树立了正确的世界观、人生观和价值观,经过努力,从大一的一名共青团员已经成长为一名预备党员。
在学习方面,学习态度比较端正,目的明确,在大一期间,获得了校级二等奖奖学金。
科研创新能力比较突出,经常出入实验室帮助师哥师姐做实验,喜欢做一些创新的东西,目前也跟随着老师一直做实验,想继续提高自己的能力。
在实践方面,无论是社区服务或是专业咨询实践,还是校园的科技文化活动和集体活动,我都是活跃份子,积极参与提高综合素质,在多种多样的角色和职位上都尽力去做到最好。
在暑期社会实践活动中认真完成了负责人的任务,并且获得兵团级团队。
在班里作为班长,年级作为年级长,认真组织大家进行各项活动,让大家融入到大家庭中去,认真协助老师完成院里的工作。
在身心健康、个人品德及行为习惯方面,遵纪守法,讲文明,生活习惯良好。
能正确处理人际关系,与老师同学朋友相处融洽,乐于助人,兴趣广泛,适应环境能力强。
二、项目概述
项目名称
鱼骨休闲食品开发的关键技术研究
项目负责人
姓名
学号
学院
联系电话
任务分工
签名
总负责人
并负责酶解技术去除鱼骨骨肉的研究
项目组成员
不同去腥条件对鱼骨去腥效果的研究
不同熟化加工工艺制备鱼骨休闲食品
鱼骨休闲食品贮藏实验的研究
指导教师
项目来源
1.指导老师子课题2.企事业单位、学校相关职能部门课题
3.通过专业学习而发现感兴趣的课题4.观察社会,观察生活发现的问题
5.其他老师或同学推荐课题6.社会实践项目7.其他:
(请注明)
项目简介
随着高白鲑的肉味鲜美、无肌间刺和有机食品等特点逐渐被消费者所了解,新疆高白鲑的产量近年来正以50%的速度在增长,2014年产量100吨,2015年产量将达到300吨,预计2016年产量可以达到600吨。
而随着产量的增高,其加工产生的鱼骨、鱼鳞及鱼内脏等副产物也在增加,已经成为制约其产业中亟待解决的一个问题。
在这些副产品中的蛋白质和脂质含量往往很丰富,如鱼骨中含有丰富的蛋白质、有机钙、磷及铁、锌其它微量元素。
因此本研究以新疆高白鲑鱼骨为原料,分别进行酶解技术去除鱼骨骨肉、鱼骨去腥效果、不同熟化加工工艺制备鱼骨休闲和鱼骨休闲食品贮藏四个方面的研究,进而研制出1-2种鱼骨休闲食品,为综合利用新疆高白鲑加工副产物提供了一条路线,对新疆高白鲑产业的良性发展具有重大的现实意义。
研究综述
一、休闲食品简介
休闲食品是一种食用方便、风味鲜美、热值低、无饱腹感的食品。
它是一种享受型食品,是增添口福的零食,是人们为了消除闲暇时的寂寞、丰富生活质量的一类时尚产品,它使人们在休闲时能够获得更为舒适的感觉。
休闲食品以其易买到、易贮存、方便易食以及可以带着走的特点,深受消费者的喜爱。
休闲食品是近年来的新提法,过去把它归属在小食品类中。
近年来,由于这一类食品的品种有较大发展,人们在消费上有了新的认识和定位,因此,人们从消费概念上命名这类产品为休闲食品。
小食品和休闲食品没有绝然的界限,休闲食品与其他食品的最大区别在于它是一种不易吃饱的食品,食用一定量也不会引起饱腹感。
休闲食品的产品种类繁多,既有传统的民间手工产品,又有新兴的现代机械化产品。
目前我国休闲食品还没有统一的、规范的分类方法,通常可按其原料加工制作的特点分为六大类:
果仁类休闲食品、谷物类休闲食品、炒货类休闲食品、糖类休闲食品、果蔬类休闲食品、鱼肉类休闲食品。
休闲食品是继20世纪90年代以来,在食品工业中逐步形成的一个新型加工食品类,并随着人们不断提高的生活水平迅速发展起来。
目前,各国市场上对休闲食品的销售量越来越大,已由相当发达的美国、英国市场逐步扩展到南欧和拉丁美洲等市场,并以每年12%-15%的增长率快速增长。
21世纪休闲食品必将有更大的发展空间。
同时,健康营养,是消费者对休闲食品要求的主流方向。
开发健康、时尚、功能性食品将是休闲食品市场未来的方向。
各种中西式休闲食品也正朝着“新”、“奇”、“特”、“廉”方向发展。
其中“新”源于新原料(新口味)、新工艺(新技术)、新包装;“奇”源于产品的构思、出奇的口味、奇形的设计;“特”源于特征性风味、特殊的原料运用个性化的包装形象;“廉”源于产品的加工成本低廉。
随着休闲食品的不断涌现,休闲鱼类制品和即食食品被称为潜力食品备受追捧。
而利用鱼加工副产物鱼骨进行休闲食品的研制不仅对鱼加工副产物进行了合理充分的利用,提高产品的附加值,同时也满足了人们对营养物质-钙的需求。
今后,风味独特,营养健康,造型独特的休闲食品将最受消费者的喜爱,鱼骨休闲食品也必将成为休闲食品市场的“新宠”。
二、鱼骨的主要成分
鱼骨是鱼类加工业的副产物,通常同其他加工下脚料一起被丢弃,或仅作为肥料、饲料。
鱼骨是鱼体中轴骨、附肢骨及鱼刺的总称。
由于鱼骨中含有蛋白质、水分、脂肪以及丰富的有机钙、磷及其它微量元素,如铁、锌、锶、铜等元素,所以近年来对鱼骨的研究表明,鱼骨可制作成食品,或提取其中的有效生物活性成分,如胶原蛋白、软软骨素等。
表1和表2列出了部分鱼种的鱼骨成分。
表1鱼骨成分表(%)
鱼种
鳕鱼
鲭鱼
蓝鳕
鲑鱼
小青鳕
小青鳕
虹鳟鱼
小鲱鱼
大鲱鱼
竹荚鱼
水分
7.77
4.4
6.41
4.96
6.19
5.21
5.33
7.15
4.07
2.62
灰分
52.64
21.24
44.58
26.37
53.82
56.5
26.55
36.87
35.71
46.3
蛋白质
35.78
26.13
41.8
29.2
36.97
33.59
31.4
37.31
30.12
27.02
脂肪
1.14
47.18
4.91
38.12
1.41
1.49
34.37
15.25
26.67
22.61
表2脱脂鱼骨中矿物元素含量
鱼种
鳕鱼
鲭鱼
蓝鳕
鲑鱼
小青鳕
虹鳟鱼
小鲱鱼
大鲱鱼
竹荚鱼
钙(g/kg)
190
143
170
135
199
147
161
197
233
磷(g/kg)
113
86
87
81
108
87
94
95
111
镁(g/kg)
3
2.6
3.2
2.2
3
2.4
2.6
2.9
3.6
铁(mg/kg)
49
73
135
32
44
32
61
72
56
锌(mg/kg)
98
125
72
233
70
126
191
124
70
钾(mg/kg)
5.2
6.7
2.6
8.2
4.9
7.7
5
7.7
4.4
碘(mg/kg)
3.7
2.2
1.4
2.7
2.6
2.5
1.2
3.6
2.1
三、鱼骨食品的开发
1、鱼骨在调味品中的应用
鲨鱼骨经高压蒸煮、破碎、磨成骨泥,再配以食盐、白砂糖、淀粉、胳朊酸钠、黄原胶、蔗糖酯、辣椒油、香辛料、谷氨酸钠制成海鲜辣酱。
鱼头骨经蒸煮、酶解、过滤等工序可制得风味物质,该风味物质可直接用作调味料,也可以添加到酱油、鸡精中制成复合调味品。
2、鱼骨用于制作骨羹、骨糊及骨粉
海鳗鱼头经去腥处理及高压蒸煮,斩拌粉碎,熬煮,可制成羹状的高钙食品。
鲨鱼骨经高压蒸煮、磨碎、真空干燥、粉碎,再与膨化米粉调配,可制作出一种方便鲨鱼骨羹。
青鳞鱼骨及其他下脚料经捣碎、酶水解、洗涤、烘干、超微粉碎可制得青鳞鱼骨粉。
与猪骨粉相比,青鳞鱼骨粉具有高营养、低热能和高灰分的特点。
将其加入到玉米粥,马蹄粉和鸡精中可以提高产品的感官质量,强化蛋白质和钙、磷、铁等矿物质、改善食品的钙、磷比例。
3、用鱼骨制作其他食品
白鲢鱼骨、鱼皮及鱼鳞经斩碎、盐提取、过滤、调味、混合、灌装、杀菌,可制成类似果冻的鱼冻食品。
草鱼骨经清洗、沥干、加调味料,在121℃的条件下蒸煮使其软化,再烘干、油炸、调味、包装、杀菌可制得鱼香酥;马哈鱼中柱骨经酥制、脱腥、调味、挂糖处理,也可加工成鱼骨酥;鳗鱼骨用醋酸处理使之软化,经离心、干燥、油炸、离心脱油,并用各种中药及调味品熬制的汤料进行浸渍调味,最后杀菌、装罐,可制得鳗鱼骨罐头。
四、鱼骨中有效成分的提取研究
1、提取胶原蛋白
Gildberg用酶处理鳕鱼骨,除去鱼骨上的蛋白,再用盐酸去除骨中的矿物质,然后在热水中搅拌提取胶原蛋白。
通过该过程提取的胶原蛋白分子量小,可用于保健品。
提取后剩余的残渣是含有微量钙的原骨胶。
Ogawa从黑鼓鱼、羊鲷鱼骨及鳞中提取酸溶性胶原蛋白及酶解胶原蛋白,并测定了其分子量、蛋白质组成、熔化温度,得出酶解胶原蛋白的粘性与从鳕鱼和鲶鱼中提取的胶原蛋白相似,Ogawa认为该胶原蛋白是典型的I-型胶原蛋白,可以应用在功能性食品、化妆品及生物制药中。
Muyonga提取了鲈鱼骨中的胶原蛋白,并将其与从鲈鱼皮中提取的胶原蛋白进行比较,发现从鲈鱼骨中提取的胶原蛋白有较高的浊度和灰分含量,骨胶原蛋白膜的延伸性比皮胶原蛋白膜的强。
Takeshi分离了黑鲈、金枪鱼、大头沙等5种鱼类的鱼皮、鱼鳍、鱼骨中的胶原蛋白,并对其热稳定性作了比较。
得出鱼骨胶原蛋白含量都在40%以上,且其热稳定性高于鱼皮胶原蛋白及鱼鳍胶原蛋白。
Takeshi认为这些鱼胶原蛋白有部分代替从脊椎动物皮中分离的胶原蛋白的可能。
陈申如对灰星鲨鱼皮、骨胶原蛋白进行了提取和分析,发现灰星鲨鱼皮及骨胶原蛋白中甘氨酸含量最高,其余依次为丙氨酸、谷氨酸和精氨酸。
Arnesen用一种化学方法对鳕鱼头骨中的胶原蛋白进行了提取。
将提取的胶原蛋白与从鱼皮和鱼头软组织中提取的胶原蛋白进行比较,发现从鱼骨中提取的胶原蛋白由于提取过程中较强酸的作用而使其成胶性较低。
2、提取软骨素
鱼头的软骨中含有软骨素。
煮熟鱼头,取出软骨,除去骨上的脂肪及结蹄组织,干燥、粉碎,再用稀碱-浓盐法可提取其中的软骨素。
郭斌试验了魟鱼软骨素的抗肿瘤作用。
通过对S-180移植瘤小鼠和人体T淋巴细胞白血病细胞株作实验,发现魟鱼骨素在适当剂量下对小鼠肿瘤及人体T淋巴细胞白血病细胞株的繁殖具有较强的抑制作用。
据报道,鲨鱼软骨粉具有抑制肿瘤、提高肌体免疫力、抗突变、改善骨质疏松及风湿性关节炎等作用。
曾凡骏对鲨鱼软骨的抑制肿瘤、抗突变、免疫调节功能进行了验证,认为鲨鱼软骨粉具有一定的抑制肿瘤、抗突变和良好的免疫调节作用。
3、提取寡聚肽
Morimura用16种商业酶对鲱鱼骨进行水解,然后对所得的寡聚肽进行分析,发现水解所得的肽和其他肽一样,具有抗氧自由基和降血压的功效。
Morimura认为这种肽易于被人体吸收,可作为食品添加剂。
酶解福气鱼骨可制得寡聚磷酸多肽。
该寡聚磷酸多肽对钙的吸附能力比酪蛋白磷酸多肽(一种活性肽复合物,和钙、磷一起具有抗龋齿作用)对钙的吸附能力更强。
4、提取蛋白质和骨油
新鲜鳗鱼骨中含有l1.5%左右的蛋白质,23%左右的脂肪,其中二十二碳六烯酸(DHA)与二十碳五烯酸(EPA)总量达7%左右。
烤鳗加工业产生约占活鳗重7%以上的鳗鱼骨,随着该产业的发展,鳗鱼骨的利用有很大的潜力。
通常是采用酸法或碱法对鳗鱼骨进行处理以制取鳗油保健品。
该处理方法效率低,因此余杰用酶水解法对鳗鱼骨中的蛋白质和骨油进行了提取。
提取过程为:
清洗新鲜鳗骨,绞碎,加水,控制温度及pH,然后加入蛋白酶,作用到一定程度,加热灭酶、过滤、离心分离即得蛋白质水解液和粗鳗油。
再精制、
干燥即可得水解蛋白粉和精制鳗油。
五、鱼骨的其他应用
Ozawa将海鱼骨磨制成100μm~120μm的微粒,分三组进行试验,其中一组不经加热处理,另两组分别进行600℃和900℃的热处理,然后用这三种骨粉处理废水,发现未经加热处理的生鱼骨粉具有良好的去除废水中锰离子的作用。
Ozawa又对鱼骨粉在废水中铬和铅离子的去除作了试验,发现经600℃加热处理的鱼骨粉具有更好的去除废水中铬和铅离子的效果。
用柠檬酸与苹果酸对罗非鱼骨中的钙进行提取,然后在中性条件下处理,可制得CMC活性钙。
这种钙产品在pH4的条件下可完全溶解,在热水中溶解度达88%,比碳酸钙及柠檬酸钙的溶解性都高。
动物实验证明,CMC活性钙更易被机体吸收利用。
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13.赵玉红,孔保华.鱼骨的综合利用[J].肉类工业,1999,6:
22-25.
(至少10篇)
三、研究方案
一、立论依据(研究意义、拟研究问题的国内外现状分析、所涉及的学科领域、科学价值)
1、研究意义
高白鲑为辐鳍鱼纲鲑形目鲑科白鲑属其中一种,由于其适应性强、肉味鲜美、无肌间刺和生长迅速等特点,已经成为新疆冷水鱼养殖中的一个主要品种。
目前在新疆养殖高白鲑的主要基地为赛里木湖,1998年引进,2003年人工繁育获得成功,同年赛里木湖生产的高白鲑被认定为AA级绿色食品和有机食品,2006年首次出口芬兰8吨高白鲑鱼片和去脏原鱼,是断博斯腾湖池沼公鱼出口日本后又一个出口鱼种,也是新疆水产品首次出口欧盟国家,2015年高白鲑在赛里木湖产量可达400吨,与凹目白鲑、金鳟和虹鳟构成了新疆四大冷水鱼品种。
而随着产量的增高,其加工产生的鱼骨、鱼鳞及鱼内脏等副产物也在增加,按照鱼骨占鱼体重量的10%计算,新疆高白鲑2015年将产生鱼鳞大约为40吨,这些副产物目前只能当成废弃物进行处理,而鱼骨中富含鱼油、蛋白质及钙、磷等矿物元素,将其抛弃势必造成资源浪费与污染环境。
另外,人口的增长、食物资源的日益短缺要求我们综合利用现有资源,提高鱼体的利用价值。
鱼加工废弃物的开发利用越来越受到重视,吸引了化学化工、食品、生物、医药、环境保护等众多领域的学者对此进行关注,因此如何有效处理这些加工副产生已经成为制约其产业中亟待解决的一个问题。
而且随着人们生活水平的提高,诸如鱼骨糊、骨粉等低附加值的产品已不能满足人们对完美饮食的追求。
消费者很难从外观上判明该食品是否真由鱼骨做成,是否真的含有丰富钙质等原因使鱼骨糊、鱼骨粉等产品难以拥有较大市场。
加之,我们将鱼骨原有的形状保留,直接制成鱼骨休闲食品,更易被消费者接受。
2、拟研究问题的国内外现状分析
人口、资源和环境问题是当前全球性最重人问题。
在水产资源作为食物、饲料、工业原料和药材需要量不断增加的今天,加强水产品的资源化利用和可持续发展,这对世界上人口最多、人均耕地较少的我国具有重人意义。
我国是世界上唯一水产养殖产量超过捕捞产量的国家,水产养殖产量占水产总产量的58%,伴随水产业结构的调整,水产加工业也逐步发展壮人。
随着食品科技的发展,尤其是水产加工业的发展,人们对鱼类资源的充分利用提出了更高的要求。
目前市场上已有的其它鱼种的鱼骨休闲食品,大多采用油炸或烘干的加工方式。
例如:
罗红宇、高鹏采用油炸的方法制成美国红鱼鱼排产品;李述刚等人利用油炸的方式将草鱼制成香酥鱼骨;还有许永安等人同样采用油炸的方法制成的鳗排酥等。
然而目前关于直接利用新疆高白鲑鱼骨进行鱼骨休闲食品研制方面鲜有报道,同时已经报道方法主要是使用油炸及烘干的方式,而关于利用微波、高压蒸煮等方法鲜有报道,因此本研究的目的就在于综合利用以上方法寻找一种简便尤其是适应于企业能够实现规模化生产的方法及工艺,以期为企业既能减少改造费用,又能解决鱼骨浪费问题,同时还能提高副产生的附加值。
3、所涉及的学科领域及科学价值
本研究涉及有生物学、食品科学和化学学科相关内容。
其体现出的科学价值主要为:
集成现有油炸和烘干技术,并结合微波和高压蒸煮技术,解决利用高白鲑鱼骨制备休闲食品过程中的工艺问题,为淡水鱼的综合利用提供重要参考,提高鱼体的利用率,增加鱼体加工的附加值,提高鱼类加工品的经济效益,满足新疆经济发展的需要,也为鱼类资源的利用开辟新的途径。
二、研究目标、主要内容、主要方法、拟解决的关键问题
1、研究目标
(1)筛选出利用酶解技术去除新疆高白鲑鱼骨骨肉的关键工艺及参数;
(2)筛选出最佳去除鱼骨腥味的方法及参数;
(3)筛选出制备鱼骨休闲食品的熟化工艺及参数;
(4)筛选出鱼骨休闲食品贮藏的最佳方法及参数;
(5)制备出1-2种新疆高白鲑鱼骨休闲食品。
2、研究内容
(1)利用酶解技术去除鱼骨骨肉的研究
(2)不同去腥条件对鱼骨去腥效果的研究
(3)不同熟化加工工艺对鱼骨休闲食品制备的影响
(4)鱼骨休闲食品贮藏实验的研究
3、研究方法
(1)利用酶解技术去除鱼骨骨肉的研究
对酶解温度、酶解时间、酶解液pH、用酶量和底物浓度五个因素进行单因素实验,采用二次旋转正交组合设计实验对酶解条件进行模拟寻优,对酶解去肉二次旋转正交组合设计试验结果进行统计分析,得出多元二次回归模型并对模型进行验证。
(2)不同去腥条件对鱼骨去腥效果的研究
在研究去腥剂种类、去腥液浸泡时间、浸泡温度、鱼骨与去腥液质量四个单因素的基础上,利用响应面法筛选出最佳去腥工艺及参数。
(3)不同熟化加工工艺对鱼骨休闲食品制备的影响
本项目将采用油炸、烘干、微波、高压蒸煮以及微波与高压蒸煮联合的方法对鱼骨进行加工,研究不同的工艺条件对产品品质的影响,通过优化工艺条件,确定出最优的加工路线及各加工工艺的最佳参数。
(4)鱼骨休闲食品贮藏实验的研究
采用高温“Schaal耐热试验法”将真空包装的鱼骨休闲食品进行定温的贮藏对比实验。
研究本产品在贮藏过程中的感官评分值、色差值、过氧化值、酸价、细菌总数、大肠杆菌数随贮藏时间延长的变化规律。
根据我国动物性水产干制品卫生标准的规定,以产品的过氧化值为衡量产品劣败的定量指标,得出产品在定温条件下的贮藏期,从而预测出产品在室温贮藏条件下的货架寿命期并对产品货架寿命理论模型进行验证。
4、拟解决的关键问题
(1)解决目前鱼骨制品中含油率较高的问题
因为目前制备鱼骨休闲食品的主要方法是采用油炸和烘干技术,而此方法往往会造成产品含油率较高问题,因此本项目将在此基础上结合微波及高压蒸煮技术,以解决终产品含油率高的问题。
(2)解决目前鱼骨贮藏时间过短问题
由于副产物鱼骨中含有鱼肉,进而造成鱼骨休闲食品贮藏时间过短问题,因此本项目将充分利用酶解技术去除鱼骨中的鱼肉,以防止其在后期贮藏中对鱼骨休闲食品的影响,进而解决鱼骨休闲食品贮藏时间过短问题。
(三)研究的进度安排
2015年11月-12月:
查阅资料,制定实验方案。
2016年1月-3月:
进行酶解技术去除鱼骨骨肉的研究。
2016年4月-5月:
进行不同去腥条件对鱼骨去腥效果的研究。
2016年6月-7月:
不同熟化加工工艺对鱼骨休闲食品制备的影响。
2016年8月-11月:
鱼骨休闲食品贮藏实验的研究。
2016年12月:
总结材料,申请验收。
(四)研究工作已有基础条件(与本项目有关的研究工作积累或相关课程经验积累)
1、工作基础
本研究指导教师之一朱新荣老师一直致力于食品加工副产物中蛋白(酶)的开发与利用研究工作,熟练掌握了蛋白(酶)研究相关的一些方法和技术,包括蛋白(酶)的分离纯化、结构表征、活性蛋白(酶)的应用等,并以第一作者或合作作者在国内外期刊中发表与本研究相关的文章10篇论文。
本研究指导教师之二张建老师一直致力于新疆高白鲑的研究工作,近年来对高白鲑中的抗冻蛋白和铁蛋白进行了提取、分离纯化、功能与结构和应用方面的研究,同时对高白鲑加工过程中产生的副产物进行了综合研究,相断开发出鱼冻、鱼胶等产品,熟练掌握了利用高白鲑副产物进行产品研究,尤其是与蛋白应用研究相关的一些方法和技术,并以第一作者或合作作者在国内外期刊中发表与本研究相关的文章20篇论文。
2、工作支撑条件
本研究以石河子大学农产品贮藏与加工重点实验室为依托,拥有本试验研究所需要的基本仪器:
色差仪、pH计、高速冷冻离心机、微波设备、蒸煮设备、无菌操作工作台等先进设备,目前可以开展本项目涉及的实验工作。
(五)预期目标及其研
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- 大学 SRP 鱼骨 休闲 食品 开发 关键技术 研究