Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ и перспектива развития производства и совершенствования технологий пищевых продуктов энтнросорбирующего действия 7
1.1. Источники и способы загрязнения пищевых продуктов экологически вредными веществами. Актуальность разработки продуктов, сорбирующих интоксиканты в пищевых системах 7
1.2. Сорбция как метод эфферентной терапии 11
1.3. Классификация, характеристика и виды сорбентов 15
1.3.1. Состав и свойства сорбентов природного происхождения 15
1.3.2. Состав и свойства целлюлозсодержащего растительного сырья 29
1.3.2.1. Характеристика ферментов гидролизующих гемицеллюлозы 47
1.4. Опыт применения растительных энтеросорбентов в технологии производства пищевых продуктов 51
1.5. Обоснование и выбор новых видов растительного сырья - источника энтеросорбентов 59
ГЛАВА 2. Организация эксперимента, объекты и методы исследований 80
2.1. Характеристика объектов исследования 83
2.2. Методы проведения исследований 84
ГЛАВА 3. Ферментативная модификация растительных комплексов и исследование их влияния на сорбционные процессы 99
3.1. Исследование влияния условий процесса и свойств среды на кинетику и количественные характеристики сорбции воды 99
3.2. Исследование влияния условий процесса сорбции на кинетику и"КОличественныё характеристики сорбции воды фитосорбентами в технологических средах 110
3.3. Ферментативная модификация растительных комплексов 117
3.3.1. Выбор ферментного препарата с целью увеличения сорбционной способности растительных комплексов 117
3.3.2. Влияние физико-химических факторов на активность ферментного препарата 122
3.3.3. Влияние 1,4-ксиланазы на степень набухания растительных комплексов в различных технологических средах 124
3.4. Сорбция тяжелых металлов биомодифицированными полисахаридными комплексами 128
3.4.1. Исследование процесса сорбции металлов растительными сорбентами в технологических средах 134
ГЛАВА 4. Обоснование компонентного состава комплексной пищевой биополимерной системы с использованием ферментированных растительных комплексов 140
4.1. Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для кислородного коктейля на молочной основе... 141
4.2. Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для производства кулинарных изделий из мясной рубленоймассы 150
4.3. Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для производства кулинарных изделий из творога. 155
4.4. Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для производства кисломолочных напитков 160
ГЛАВА 5. Исследование энтеросорбирующих свойств комплексных пищевых биополимерных систем в условиях in vivo 165
5.1. Исследование сорбционных свойств КПБС в условиях in vitro. 165
5.2.Исследованиеэнтеросорбирующих свойств КПБС и состояния изучаемых показателей в~библогйческом контроле в условиях in vivo . 170
ГЛАВА 6. Разработка технологии пищевых продуктов с направленно формируемыми энтеросорбирующими свойствами. Анализ и оценка значимости рисков 179
6.1. Технология производства комплексной пищевой биосистемы.. 179
6.2. Технология производства пищевых продуктов с использованием КПБС-Т 181
6.3. Технология производства пищевых продуктов с использованием КПБС-К 191
6.4. Технология производства пищевых продуктов с использованием КПБС-М 193
6.5. Определение качественных показателей пищевых продуктов с энтеросорбирующими свойствами 196
6.6. Система мониторинга критических контрольных точек 201
6.7. Исследование свойств разработанных полуфабрикатов в процессе хранения 208
6.8. Исследование микробиологических показателей разработанных полуфабрикатов 213
Основные выводы и результаты 224
Библиографический список 228
Приложения 265
- Состав и свойства целлюлозсодержащего растительного сырья
- Выбор ферментного препарата с целью увеличения сорбционной способности растительных комплексов
- Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для производства кулинарных изделий из мясной рубленоймассы
- Определение качественных показателей пищевых продуктов с энтеросорбирующими свойствами
Введение к работе
Актуальным" направлением "биотехнологии является поиск и внедрение в производство новых фитосорбентов - продуктов метаболизма растительных клеток. Известна сорбционная активность пищевых волокон из различного растительного сырья (некрахмальных полисахаридных комплексов) в отношении ионов тяжелых металлов, что делает перспективным введение растительных ингредиентов, содержащих пищевые волокна, в рецептуры пищевых продуктов с энтеросорбирующим действием.
Целесообразность поисковых исследований обусловлена необходимостью расширения ассортимента сорбентов с более эффективными свойствами. По разным оценкам, от 40 % до 70 % новых лекарственных препаратов создается на основе природных молекул или их синтетических аналогов и производных. На основе растительных соединений могут быть разработаны сорбционные биосистемы, обладающие качественно новыми свойствами. С этой точки зрения перспективно использование ферментов, специфичность действия которых позволяет направленно модифицировать структуру биополимеров и увеличить их сорбционную активность. Систематизация и развитие теоретических и практических положений по разработке сорбентов на основе природного растительного сырья открывает перспективы по созданию пищевых систем, обладающих энтеросорбирующими свойствами, что особенно актуально в связи с ухудшающейся экологической обстановкой, гиподинамическим образом жизни и рядом других объективных причин. Однако введение в состав пищевых продуктов дополнительных ингредиентов может ухудшить потребительские свойства готовых изделий и эту проблему необходимо решать одновременно с улучшением органолептических, физико-химических и микробиологических показателей, то есть разрабатывать мероприятия по гармонизации всех показателей качества, систему мониторинга критических контрольных точек (план НАССР), совершенствуя технологии продуктов с новыми свойствами. — Таким- образом, систематизация" и развитие теоретических и практических положений по разработке продуктов энтеросорбирующего назначения, повышению уровня пищевой ценности, безопасности и потребительских свойств пищевых продуктов - остро актуальны в современных условиях.
Поэтому целью данной диссертационной работы является биомодификация природных фитосорбентов и научно-практическое обоснование методологических принципов совершенствования технологий пищевых биосистем с энтеросорбирующими свойствами.
Состав и свойства целлюлозсодержащего растительного сырья
Из природных адсорбентов" на "основе алюмосиликатов наиболее известны каолин - белая глина (силикат алюминия с примесью силикатов кальция и магния), выпускаемый в виде белого порошка и препарат смекта на основе природного минерала смектит-монтмориллонита. Глина белая имеет рН 7,8-8,0, т. е. обладает слабощелочными свойствами. Сегодня, когда одной из основных причин возникновения целого ряда заболеваний и снижения продолжительности жизни человека является увеличение количества свободных радикалов, обладающих кислотными свойствами, слабощелочные свойства глин весьма полезны. Глина белая нормализует кислотно-щелочной баланс в организме. Микроэлементный состав и слабощелочные свойства Глины белой стабилизируют равновесный состав электролитической системы организма [207, 335].
Препарат Энтеросорбент-В, получен из природного вермикулитового сырья методом фракционирования. Установлено, что Энтеросорбент-В не содержит вредных неорганических примесей. Содержание неорганических компонентов в препарате в перерасчете на 22 атома кислорода составляет: кремния - 6,08; магния - 5,53; алюминия - 1,96; железа - 1,2; кальция - 0,3; калия - 0,1; натрия - 0,04. Соотношение основных элементов выражено пропорцией Si:Al:Mg:Fe = 6:2:5,5:1 соответственно. Влагоемкость препарата, составила 329 %, что является важным условием для сорбции гидрофильных токсичных компонентов химуса.
При изучении пористой структуры препарата было установлено, что Энтеросорбент-В включает весь спектр пор (микро-, мезо- и макропоры), но характеризуется преимущественной мезо-макропористостью. Удельная поверхность препарата составила 6,7 м /г. Подобное распределение пор в препарате позволяет сорбировать различные по своей молекулярной массе экзо- и эндотоксины, что было подтверждено в стендовых опытах. Сорбционная активность препарата в отношении: ССЬ и NH3 составила 51 мг/г и 20 мг/г соответственно; микроскопических грибов родов Aspeqllus, Penicillium и Fusarium; маркеров среднемолекулярных веществ - метиленовой сини и окситоцйна (р 0,05). Выраженные ионообменные свойства Энтеро-сорбента-В имеют значение для связывания на поверхности препарата ионов тяжелых металлов: эквивалент сорбции ионов свинца составил 7,2 мг-ион/г сухого сорбента при концентрации рабочего раствора 250 мг-ион/л [30, 195, 196, 197, 198].
Среди энтеросорбентов природного происхождения особое место занимают микрокристаллическая целлюлоза и полимеры на основе лигнина [10, 132, 173].
Лечебный препарат на основе лигнина был создан впервые в 1943 году в Германии Г. Шоллером и Л. Меслером. Он успешно применялся при диареях различной этиологии у взрослых и детей. В нашей стране работа над созданием препарата на основе гидролизного лигнина началась в конце 60-х годов в Ленинграде. Специалисты ВНИИ гидролиза растительных материалов (ВНИИ гидролиз) создали препарат "медицинский лигнин", который был позже переименован в полифепан.
Полифепан - природный полимер растительного происхождения, состоящий в основном из лигнина (около 80%), структурными элементами которого являются производные фенилпропана. Кроме того, в полифепане содержится около 20 % непрогидролизованной целлюлозы. Гидролизный лигнин является побочным продуктом гидролизных производств. Он представляет собой природный полимер нерегулярного строения. Ковалентно связанный с целлюлозой и гемицеллюлозой, лигнин формирует клеточные стенки растений. Различные виды растений содержат различное количество лигнина. Наибольшее количество лигнина обнаружено в древесине хвойных и лиственных пород деревьев, в стеблях злаков, поверхностных оболочках зерна, особенно гречихи [77, 101, 132, 234]. Адсорбционные свойства полифепана обусловлены наличием развитой пористой структуры, причем на величины параметров пористой структуры - оказывают влияние как состав адсорбента, так и процессы его обработки.
Данные ртутной порометрии свидетельствуют о наличии у гидролизного лигнина мезопор, максимальный объем которых соответствует радиусам пор 3-10 нм и 100-150 нм, и макропор с радиусами 500-5000 нм. После щелочной обработки гидролизного лигнина происходит резкое - в 4 раза - возрастание объема мезопор с радиусом 3-10 нм, объем мезопор с радиусом 100-150 нм увеличивается в 1,5 раза. Наличие двух мезопористых структур предполагает возможную адсорбцию крупных олиго- и полимерных молекул (глобул) физиологически активных веществ, наличие в составе полифепана как полярных, так и неполярных функциональных групп может объяснить сродство адсорбента как к гидрофильным адсорбтивам, например, к белкам или пептидам, так и гидрофобным. Вследствии, присутствия большого количества активных центров на поверхности адсорбента возможны хемосорбци-онные процессы [57, 75, 91, 133, 268].
Полифепан представляет собой темно-коричневый аморфный порошок без запаха, практически нерастворимый в воде, его назначают при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, острых и хронических, инфекционной и неинфекционной природы, при острых воспалительных заболеваниях, сопровождающихся интоксикацией, острой и хронической печеночной недостаточности, аллергиях, атеросклерозе, ожирении, псориазе [75, 234, 242].
Альгисорб - полимер гиалуроно-маннуроманата кальция, который получают по специальной технологии из альгиновой кислоты или альгинатов, в результате чего обогащаются фрагменты гиалуроновой кислоты, что важно для повышения избирательной сорбции тяжелых металлов — свинца, кадмия и других радиоизотопов (стронция, бария, радия, рутения, циркония, ниобия и др.), входящих в состав продуктов ядерного деления. Получение препарата в форме кальциевой соли также повышает его эффективность и позволяет избежать отрицательного влияния на баланс кальция в организме. Альгисорб не оказывает существенного воздействия на обмен кальция в отличие от альги-новой кислоты и альгината натрия, при длительном применении которых наблюдается кальциевый дефицит." Избирательная адсорбция альгисорбом тяжелых металлов и радионуклидов и отсутствие сорбции жизненно важных микро- и макроэлементов обусловлены различиями в прочности связывания катионов в комплекс с препаратом. Прочность комплексов альгинатов падает в ряду: Pb Cu Ba Sr Ca Cd Co Ni, Mn Fe Zn Hg [135].
В целом, следует заметить, что для лучшего понимания механизмов действия отдельных видов энтеросорбентов, а, следовательно, и для более рационального их лечебного применения, необходимо иметь достаточно сложные и объемистые описания свойств каждого из них, получаемых в рамках стандартизированных методических подходов [19, 240, 263]. В состав такого профиля энтеросорбентов входит:
Выбор ферментного препарата с целью увеличения сорбционной способности растительных комплексов
Вкус и аромат определяли в НИЛ ООО «Сенсорика-Новые Технологии» на анализаторе запахов «МАГ-8» с методологией «Электронный нос» (производство ООО «Сенсорные технологии», г. Воронеж).
Средний размер частиц методом ситового анализа. От величины живого сечения сита и коэффициента трения продукта по ситу зависит сетка сита - эффективность сортирования частиц продукта. В пределах каждой группы из разного материала и характера ткани, сита различают по номерам. Номер капроновых сит численно равен числу отверстий сита на длине 1 см.
После проведения серии опытов с навесками исследуемых образцов растительных сорбентов (масса навески 10 г) был определен средний размер частиц. Значения допускаемых расхождений при контрольных определениях крупности по проходу через сито не должно превышать 2,0 %. Массовую долю углеводов - методом эксклюзионной гельпроникаю-щей хроматографии. Хроматограммы регистрировали на хроматографе ЖХ-1307 с использованием рефрактометрического детектора. Стандартную колонку фирмы LKB (Швеция) заполняли неподвижной фазой Молселект Г-10 (Венгрия). Длина колонки - 850 мм, внутренний диаметр - 12,6 мм. В качестве подвижной фазы использовали бидистиллирован-ную воду, насыщенную хлороформом. Расход подвижной фазы - 2 см /мин. Температура термостатирования +25 С. Рабочее давление 0,20 - 0,25 МПа. Для калибровки использовали стандарты полиэтиленгликолей фирмы Merck, индивидуальные ди- и моносахариды, а также низкомолекулярные полиолы. Концентрация вводимых проб стандартов 0,05 %. Определение клетчатки по ГОСТ Р 52839-2007. «Корма. Метод определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации». Определение лигнина ГОСТ 26177-84. «Корма, комбикорма. Метод определения лигнина»; целлюлозы ГОСТ 6840-78. «Целлюлоза. Метод определения содержания альфа-целлюлозы» [205]. Переваримость «in vitro» определяли по ГОСТ 24230-80. «Корма растительные. Метод определения переваримости «in vitro». Влагосвязывающую способность растительных сорбентов определяли общепринятым методом, основанным на гравиметрическом определении количества связанной воды, удерживаемой КПБС в результате равновесного набухания [127]. Для проведения процесса поверхностной механомодификация РК использовали экспериментальную УДА - установку (универсальный дезинтегратор-активатор, МП «Техприбор», г. Щекино Тульской обл.). Принцип действия УДА - установки заключается в следующем. На пути от центра роторов УДА-установки к их периферии частицы обрабатываемого материала в течение тысячных долей секунды многократно подвергаются ускорению и торможению, что обеспечивает их измельчение. При быстро чередующихся встречных ударах подлежащие активации частицы материала получают большее количество энергии. Для повышения коэффициента полезного действия, активирующей установке требуется наличие большой кинетической энергии. Наибольшая кинетическая энергия достигается путём встречных ударов при больших скоростях. Для повышения эффекта необходимы многочисленные, быстро следующие один за другим встречные удары при возрастающих относительных скоростях. Для того, чтобы в ходе этого процесса избежать дезактивации, рекомендуется интервал времени между двумя следующими друг за другом ударами довести до минимума [214]. Сорбционную емкость растительных комплексов определяли по ГОСТ 26929-94. «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов» и по ГОСТ 30178-96. «Сырье и продукты пищевые. Атомно-адсорбционный метод определения токсичных элементов» на спектрофотометре КВАНТ «АФА». Ультраструктурную организацию изучали с помощью электронного микроскопа «Тесла» БС-500. Объекты для микроскопирования кусочками размером 1 мм3 фиксировали в растворе с массовой долей глутарового альдегида 2,5 % на коллединовом буфере с рН 7,3 с последующей дофиксацией раствором с массовой долей осмия 2 %. После обезвоживания спиртами с возрастающей концентрацией объекты заливали эпоксидной смолой Эпон-812 вольфрамовой сетке без подложки и контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца.
Антиоксидантную активность определяли амперометрическим способом, заключающимся в измерении электрического тока, возникающего при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале и сравнении полученного сигнала с сигналом стандарта (кверцетина), измеренного в тех же условиях. Измерения проводятся на анализаторе антиоксидантной активности «Цвет Яуза-01-АА», который был разработан ОАО НПО «Химавтоматика» и НТЦ «Хроматография». Анализатор работает следующим образом: насос постоянно прокачивает элюент, забирая его из емкости через всю систему. В кран-дозатор в положении «ввод» стандартным медицинским шприцем вместимостью 2 см в дозируемую петлю вводится подготовленный исследуемый раствор. Поворотом ручки крана в положение «анализ» поток элюента направляет определенную дозу исследуемого вещества, заключенную в петле, в ячейку детектора. В ячейке детектора на поверхности рабочего электрода происходит окисление молекул исследуемого вещества, при этом возрастает электрический ток между двумя электродами. Величина электрического тока зависит от природы анализируемого вещества, природы рабочего электрода и потенциала, приложенного к электроду.
Возникающие электрические токи очень малы, в пределах 10"6 10-9 А, эти аналоговые сигналы усиливаются, а затем, с помощью АЦП, преобразуются в цифровой сигнал, который регистрируется на дисплее компьютера.
В качестве элюента используется 2,2 ммоль раствор Н3Р04, скорость подачи которого составляет 1,2 см /мин. Проводят по пять последовательных измерений сигналов (площади выходной кривой) стандартных растворов кверцетина. За результат принимают среднее арифметическое значение из пяти измерений (среднеквадратичное отклонение (СКО) не более пяти).
Разработка состава и исследование свойств комплексной пищевой биосистемы для производства кулинарных изделий из мясной рубленоймассы
Анализ полученных данных свидетельствует о возможности использования исследованных сред в технологии производства пищевых продуктов. Полученные экспериментальные данные необходимы для разработки технологического регламента производства функциональных пищевых продуктов, содержащих растительные сорбенты.
На основании полученных экспериментальных данных были построены полиномы 3 степени, которые описывают зависимости, характеризующие кинетику набухания от времени при различных значениях рН (рН 2,6; рН 6,6; рН 8,0) и температуры (293 К; 313 К; 333 К).
Исследования показали, что для дальнейшего проведения эксперимента и для лучшей апроксимации функции подходят интерполяционные полиномы 3 порядка. Критерии согласования, которых показывают точное совпадение в заданных точках. Построенные интерполяционные функции позволяют прогнозировать и контролировать значения скорости набухания, не проводя длительных экспериментальных исследований (приложение 1).
Сорбционная способность растительных комплексов обусловлена наличием сорбционных свойств ее высокомолекулярных компонентов - целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина. На сорбцию паров воды РК оказывают влияние химический состав, надмолекулярная структура, ультраструктура клеточных стенок и анатомическое строение растительных комплексов [214].
Гидрофильность растительных комплексов обусловлено большим числом гидроксильных групп в макромолекулах [75]. При этом сорбционная активность РК зависит от плотности упаковки и уменьшается с увеличением степени кристалличности. От соотношения между кристаллической и аморфной частью мицелл зависят многие свойства волокна. От кристаллической части прочность волокна, его эластичность, от аморфной легкости проникновения в него растворителей, способность волокна к набуханию, реакционно-способность, мягкость и др. Наличие малоупорядоченных, аморфных частей РК определяется по ее способности к поглощению воды, по скорости гидролиза, по скорости обмена атомов водорода на дейтерий.
На основе растительных соединений могут быть разработаны сорбци-онные биосистемы, обладающие качественно новыми свойствами. С этой точки зрения перспективно использование ферментов, специфичность действия которых позволяет направленно модифицировать структуру биополимеров и увеличить их сорбционную активность.
Известно, что ПВ, формирующие клеточные стенки растений в основном содержат гемицеллюлозы - это группа полисахаридов: арабинанов, кси-ланов, маннанов, галактанов. Высокая сорбционная способность гемицеллю-лоз обусловлена их аморфным строением, благодаря чему практически все гидроксильные группы доступны молекулам воды, кроме того на повышение гидрофильности влияют карбоксильные группы и концевые альдегидные группы, содержание которых вследствие меньшей длины цепей выше, чем у целлюлозы [214]. Полисахариды гемицеллюлоз всегда присутствуют в растительных клетках, но в зависимости от биосимлитической способности различных видов, одни содержат преимущественно пентозаны, а другие - гексо-заны [160]. Пентозанами называют полисахариды, дающие при гидролизе разбавленными кислотами пентозы d-ксилозу или і-арабинозу:
В ходе проведения работы установлено, что выбранные растительные комплексы в большом количестве содержат гемицеллюлозу (рис. 3.1), в том числе 30-40 % сухого веса растительной биомассы составляют ксиланы.
Ксиланы — потенциальные источники олигосахаридов, обладающих повышенной функциональной активностью. Учитывая результаты предыдущих исследований, подтверждающие, что уменьшение размера частиц сорбента вызывает увеличение поверхности соприкосновения набухающего вещества с растворителем и повышает скорость проникновения молекул растворителя в его структуру, представляет интерес разработать ферментативную модификацию растительных комплексов с использованием целевых ферментов, кси-ланаз (пентозаназ), разрушающих структурные компоненты клеточной стенки растений, а именно, ксиланы (компоненты группы гемицеллюлоз) - вязкую субстанцию, вместе с целлюлозой образующую стенки клеток.
Цель раздела - разработать фермент гидролитического действия для модификации некрахмальных полисахаридных комплексов из растительных комплексных пищевых биосистем и оптимизировать условия его применения относительно подобранных нами комплексов.
Аналитический анализ литературных источников показал [254, 255], что в этом аспекте наибольший интерес представляет фермент эндо-1,4-3-ксиланаза (КФ 3.2.1.8) (1,4-(3-ксиланксиланогидролаза), катализирующая эндо-гидролиз (1,4)-Р-0-ксилазидных связей в ксиланах.
Фермент получали путём глубинного культивирования продуцента -микромицета Rhizopus microsporias var microsporias 595, так как только глубинное выращивание позволяет вести процесс в непрерывном режиме, при котором обеспечивается однородность и стандартность продукта, реализуется автоматизация процесса производства и полностью перерабатывается субстрат, что обеспечивает максимальный выход целевого вещества. Традиционно, чтобы усилить природную способность нативного штамма продуцировать целевое вещество, используют методы оптимизации условий культивирования, исходя из физиологических потребностей продуцента. Поэтому было изучено влияние основных источников питания и условий выращивания продуцента при этом способе культивирования на биосинтез ксиланазы, что позволило разработать технологию препарата «ксиломикроспорина Г10х»:
Определение качественных показателей пищевых продуктов с энтеросорбирующими свойствами
Совершенствование ассортимента пищевой продукции определяет поиск и развитие новых направлений производства продуктов питания, которые отвечают задачам улучшения традиционных и создания инновационных технологий, более эффективному использованию сырья, повышению качества полуфабрикатов и готовой продукции, ресурсосбережению. Одним из актуальных направлений, является разработка комплексных пищевых систем с использованием компонентов, обладающих спектром функционально-технологических свойств, для производства пищевых продуктов с улучшенными потребительскими и функциональными свойствами, а также с увеличенными сроками хранения. Использование таких систем дает ряд преимуществ: улучшаются потребительские свойства продукции; не требуется изменение технологического процесса; обеспечивается возможность направленного регулирования реологических свойств и консистенции готовых продуктов, сокращается количество точек риска в производственном цикле. На основании результатов исследований физико-химических, функционально-технологических и органолептических свойств растительных комплексов из различного растительного сырья были определены направления в проектировании комплексных пищевых биосистем для применения в технологии пищевых продуктов.
Цель раздела: обоснование и разработка состава комплексных пищевых биосистем (КПБС) с сорбционными свойствами направленного действия для применения их в технологии коктейлей на молочной основе; полуфабрикатов из творога, мясной рубленой массы, кисломолочных напитков и исследование их металлсвязывающей активности при взаимодействии с ионами свинца, меди; кадмия, цинка в условиях in vitro.
В связи с этим, при разработке состава КПБС были выбраны компоненты, обладающие эмульгирующими, стабилизирующими, пенообразующими, сорбирующими свойствами, повышающими пищевую и биологическую ценность продуктов питания. Различные варианты сочетания растительных ингредиентов позволяют решить поставленные задачи. Для производства коктейля на молочной основе разработана комплексная пищевая биосистема (КПБС-К) на основе сухого белкового концентрата (БК), растительной фосфолипидной добавки и РК из плодов шиповника, косточек винограда, семян тыквы и плодов расторопши, семян арбуза. Расширение ассортимента кислородсодержащей продукции одно из наиболее перспективных направлений развития пищевой промышленности. Основные аспекты положительного влияния кислорода на организм при его полноценном кислородном обеспечении: - усиливает физическую активность; - положительно воздействует на умственную деятельность - повышает работоспособность головного мозга, улучшает память и концентрацию внимания; укрепляет иммунитет; обеспечивает полноценно умственное и физическое развитие детей; заметно улучшает состояние кожи [1]. Экспериментально установлено, что исследуемые виды растительных добавок относятся к пенообразователям первого рода. Пены, полученные с применением этих пенообразователей, быстро разрушаются по мере истечения междупленочной жидкости. Для получения более устойчивой пены необходимо введение в рецептуру КПБС-К пенообразователей второго рода. При увеличении их концентрации стабильность пен непрерывно повышается, что объясняется возрастанием прочности структуры пены. Каркас пены, полученной с применением таких пенообразователей, очень устойчив и может сдерживать истечение между пленочной жидкости. Пенообразующая способность ионогенных ПАВ существенно выше, чем неионогенных ПАВ, что свя 142 зывают с большей скоростью образования адсорбционных слоев из ионоген-ныхПАВ[194]. В качестве пенообразователя второго рода был рассмотрен белковый концентрат (БК), ТУ 10.02.01.92-89. В состав концентрата входят коллаген, эластин, ретикулин и балластные щелочно-растворимые белки (глобулины, альбумины, муцины), химический состав БК (г): вода - 4,7; белки - 86,0; жиры - 3,8; углеводы, в том числе: моно- и дисахариды - 3,3; зола - 2,7; минеральные вещества (мг): натрий - 23; калий - 144; кальций - 40; магний - 73; фосфор - 540; железо - 8,5; витамины (мг): /?-каротин - ел.; В] - 0,01; В2 - 0,09; пантотеновая кислота - 0,21. Энергетическая ценность (кДж) -388,5. Использование растительной фосфолипидной добавки «Витол-1» придает продукту функциональную направленность, обеспечивает антиоксидантную активность, обладает повышенными эмульгирующими свойствами, придает иммуномодулирующие и мембраннотропные свойства, хорошую пластичность и устойчивость кислородной пены в готовом продукте. Химический состав добавки на 100 г продукта (согласно патенту 2129797 от 10.05.99, Бюл. № 13) представлен в табл. 4.1. Экспериментально исследована пенообразующая способность каждого компонента, а также различных комбинаций их сочетания. В качестве жидкой основы для коктейля было выбрано нежирное молоко (массовая доля жира, не более - 0,05 %, массовая доля белка, не менее 3,2 %, кислотность 16-18 Т). Процесс пенообразования проводили в условиях барботажа потока кислорода (скорость газа 5 м /мин, насыщаемость - (95±3) %) по двум вариантам: 1. Процесс барботирования кислорода через слой жидкой основы, при подаче газа через рассекатель, вмонтированный в дно сосуда, при постоянном отборе образовавшейся пены через специальный пеноотборник. 2. Комбинирование процесса барботирования кислорода с интенсивным перемешиванием (взбиванием) при частоте вращения рабочего органа не менее 2,5 с"1.
