Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературытеоретические предпосылки получения продуктов функционального назначения на основе сырьевых ресурсов дальнего востока 13
1.1 Функциональные продукты и биологически активные добавки к пище в питании современного человека 13
1.1.1 Функциональные ингредиенты, входящие в функциональные продукты питания и биологически активные добавки 18
1.1.2 Классификация функциональных продуктов и биологически активных добавок к пище 25
1.1.3 Основные физиологические функции микронутриентов 29
1.2 Общие сведения о перспективных пищевых растениях и гидро- бионтах Дальнего Востока 35
1.2.1 Характеристика и систематизация дальневосточных дикорастущих растений 35
1.2.2 Разнообразие и особенности сырья животного и растительного происхождения дальневосточных морей 49
1.3 Технологические аспекты создания функциональных пищевых продуктов 53
Глава 2. Методология теоретических и экспериментальных исследований 57
2.1 Методологический подход к организации исследований 57
2.2 Объекты исследований 59
2.3 Методы исследований 63
Глава 3. Научные основы разработки функциональных пищевых продуктов с использованием сырья дальневосточного региона 70
3.1 Концептуальная модель и научные принципы разработки функциональных продуктов питания с использованием сырья Дальневосточного региона 70
3.2 Теоретические и прикладные аспекты биотехнологии функциональных продуктов с заданным составом функциональных ингредиентов 76
Глава 4. Обоснование выбора функциональных компонентов из дальневосточного сырья в биотехнологии функциональных продуктов 85
4.1 Обоснование использования перспективных дальневосточных растений в биотехнологии продуктов функционального назначения 86
4.1.1 Обоснование биотехнологии функциональных безалкогольных напитков на основе корня солодки и дальневосточных минеральных вод 89
4.1.2 Обоснование использования плодов дальневосточных дикоро- сов в биотехнологии вин 104
4.1.3 Обоснование использования экстрактов из аралиевых в биотехнологии пива специального 107
4.1.4 Обоснование биотехнологии фитонапитков с лимонником на основе соевого сквашенного «молока» 114
4.1.5 Обоснование использование маньчжурского ореха в производстве функциональных безалкогольных напитков 119
4.2 Обоснование использования дальневосточных гидробионтов в разработке продуктов функционального назначения 123
4.2.1 Обоснование технологии рыбного концентрата для функциональных продуктов питания в профилактике остеопороза 123
Глава 5. Использование дальневосточных растительных ресурсов в качестве ингредиентов функциональных продуктов 127
5.1 Разработка биотехнологии функциональных безалкогольных фи- тонапитков на основе дальневосточных минеральных вод 127
5.2 Разработка технологии фитонапитков с лимонником на основе соевого сквашенного «молока» 133
5.3 Разработка технологии алкогольных напитков из дальневосточных дикоросов 137
Глава 6. Использование гидробионтов в создании продуктов функционального назначения 157
6.1 Разработка технологии рыбного концентрата при создании функциональных продуктов питания в коррекции остеопороза 157
6.2 Разработка биотехнологии функциональных напитков с концентратом рыбным 176
6.3 Разработка рецептур новых эмульсионных продуктов с функциональными свойствами на основе морского сырья 197
Глава 7. Оценка безопасности и качества функциональных продуктов лечебно-профилактического назначения 207
7.1 Оценка безопасности и качества функциональных безалкогольных напитков на основе дальневосточных минеральных вод 207
7.2 Товароведная характеристика фитонапитков с лимонником на основе соевого сквашенного «молока» 209
7.3 Оценка безопасности и качества функциональных кисломолочных напитков с концентратом рыбным 211
7.4 Оценка безопасности и качества функциональных соевых сквашенных напитков с концентратом рыбным 215
7.5 Оценка функциональной эффективности новых продуктов 219
7.5.1 Оценка функциональной эффективности напитков, полученных на основе минеральной воды 219
7.5.2 Оценка функциональной эффективности напитков, содержащих концентрат рыбный 221
Заключение 224
Общие выводы 231
Список литературы 233
Приложение 269
- Общие сведения о перспективных пищевых растениях и гидро- бионтах Дальнего Востока
- Теоретические и прикладные аспекты биотехнологии функциональных продуктов с заданным составом функциональных ингредиентов
- Обоснование использования дальневосточных гидробионтов в разработке продуктов функционального назначения
- Разработка технологии фитонапитков с лимонником на основе соевого сквашенного «молока»
Введение к работе
Актуальность темы Совершенствование современных технологий производства продуктов питания тесно связано с расширением ассортимента за счет переработки нетрадиционного сырья, переходом от использования искусственных пищевых добавок к натуральным, обладающим биологической активностью, разработкой специализированных, функциональных продуктов. Одним из основных направлений государственной политики в области здорового питания является создание широкого ассортимента гастрономически привлекательных, сбалансированных по составу, безопасных пищевых продуктов, обогащенных жизненно важными компонентами (Спиричев, 2000; Кочеткова, 2002; Тужилкин и др., 2002; Шендеров, 2003; Тутельян и др., 2006; Новоселов, 2008; Хуршудян, 2009).
Структура питания населения экономически развитых стран характеризуется: избыточным потреблением жиров животного происхождения богатых холестерином и насыщенными жирными кислотами; значительным увеличением потребления сахара и соли (концентрированных «чистых» продуктов); существенным уменьшением потребления пищевых волокон (в частности, клетчатки); выраженным круглогодичным дефицитом в рационах витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ различной этиологии (Дадали и др, 2002; Тутельян, 2002, 2003; Скальная, 2002; Шендеров, 2003; Jones, 2003). Исследованиям различных аспектов технологии функциональных продуктов питания посвящены фундаментальные труды отечественных и зарубежных ученых, таких как: Антипова Л.В., Дадали В.А., Доценко С.М., Дубцов Г.Г., Дунченко Н.И., Гернет М.В., Елисеева Л.Г., Жаринов А.И., Ивашкин Ю.А., Ивашов В.И., Каленик Т.К., Кизеветтер И.В., Кочеткова А.А., Кудряшов Л.С., Лабутина Н.В., Липатов Н.Н., Лисицын А.Б., Мглинец А.И., Мезенова О.Я., Митасева Л.Ф., Нечаев А.П., Панфилов В.И., Позняковский В.М., Рогов И.А., Розанцев Э.Г., Савватеева Л.Ю., Спиричев В.Б., Титов Е.И., Токаев Э.С., Тужилкин В.И., Тутельян В.А., Устинова А.В., Хлебников В.И., Цыганова Т.Б., Шатнюк Л.Н., Шендеров Б.А., Шульгина Л.В., Уголев А.М., Хуршудян С.А., Campbell M.F., Honikel K.O., Hopkins D.T., Johonson L.A., Kotter L., Mariott B., и др.
Человек современного урбанизированного общества при традиционном питании обречен на те или иные виды пищевых недостаточностей. А с ними его всегда будут сопровождать неспособность соответствующих защитных сил организма адекватно отвечать на неблагоприятные воздействия окружающей среды, что резко повышает риск развития различных заболеваний (Самсонов, 2001; Политика здорового питания…, 2002; Тутельян, Суханов, 2008; Вржесинская, 2009; Trace elements…, 1996; Court, 1997; Market sketches…, 2004).
В пищевом статусе россиян в настоящее время повсеместно выявляется круглогодичный глубокий дефицит, как у взрослого, так и детского населения большинства витаминов и минеральных веществ. Следует учитывать и то, что для нормального функционирования организма необходимы не только витамины и минеральные вещества (точнее - сбалансированные витаминно-минеральные комплексы) и другие эссенциальные вещества, но и значительно более широкий набор натуральных компонентов пищи, к которым организм человека генетически адаптирован (Тутельян, 2001, 2009; Хасина и др., 2001; Тутельян и др., 2002; Шабров и др., 2003; Рогов, 2008; Филиппова, 2008; Галкина, 2009). Сырьем для производства таких продуктов могут и должны стать местные источники фауны и флоры. К сожалению, их значимость для поддержания нормального состояния здоровья явно недооценивается, а информация об их природе и характере действия на организм не вполне достаточна (Зориков, 2004; Палагина, Дубняк, 2006; Егорова, 2008; Шарафетдинов, 2008).
В связи с этим становится актуальным новое направление развития биотехнологии - конструирование функциональных и специализированных пищевых систем, обогащенных необходимыми нутриентами с использованием местных сырьевых ресурсов. Биопотенциал последних можно значительно повысить, например, в дальневосточном регионе, применяя дикорастущие растения или гидробионты, т.е. сырье с оптимально сбалансированным химическим составом, богатое витаминами, микроэлементами, ферментами, другими биологически активными веществами с широким спектром действия и полифункциональными свойствами. Дальний Восток располагает доступной и до сих пор малоиспользуемой сырьевой базой для получения функциональных и специализированных пищевых продуктов, биологически активных добавок к пище (Сосудистые растения…, 1996; Измоденов, 2001; Рыбохозяйственный комплекс…, 2009). Достаточно актуальным является также использование в качестве сырья возобновляемых органов растений, не подрывая базу биоресурсов, а также отходов переработки гидробионтов, что является экономически и экологически обоснованным.
Географическое положение Российского дальневосточного региона и Приморья, в частности, определяются большой протяженностью в меридианном направлении, близостью океана, своеобразным климатом. Этим объясняются биоразнообразие и другие особенности формирования местной флоры и фауны - потенциального сырья для пищевой и перерабатывающей промышленности. Морские гидробионты и уникальная растительность дальневосточной тайги – источники богатейшего разнообразия биологически активных веществ, которые могут быть использованы в биотехнологии пищевых продуктов направленного действия и биологических добавок к пище.
Целью диссертационного исследования явилось научное обоснование и разработка теоретических и практических основ использования сырьевых ресурсов Дальнего Востока в качестве источников для производства функциональных пищевых продуктов.
Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
- на основе анализа, обобщения и критической оценки литературных данных научно обосновать целесообразность использования дальневосточного пищевого сырья (дикорастущих растений, гидробионтов, минеральных вод) в биотехнологии функциональных пищевых продуктов;
- научно обосновать использование новых видов и форм пищевого сырья Дальнего Востока для получения функциональных продуктов;
- разработать теоретические аспекты и обосновать биотехнологию функциональных и специализированных пищевых продуктов с использованием дальневосточного сырья;
- обосновать и разработать биотехнологию функциональных безалкогольных напитков на основе дальневосточных минеральных вод;
- разработать биотехнологию комбинированных фитонапитков из дальневосточного растительного сырья;
- обосновать возможность получения алкогольных напитков брожения с повышенной биологической ценностью из растительного сырья дальневосточного региона;
- обосновать и разработать технологии функциональных продуктов на основе отходов переработки сырья ценных гидробионтов (морских рыб, голотурий, моллюсков);
- разработать биотехнологию пробиотических комбинированных продуктов с использованием дальневосточных растений и гидробионтов;
- обосновать и разработать эмульсионные функциональные продукты с использованием дальневосточных гидробионтов и продуктов их переработки;
- разработать пакеты нормативной документации на новые функциональные пищевые продукты.
Научная новизна работы Сформулированы положения научной концепции применения дальневосточного пищевого сырья для производства функциональных продуктов системного действия, которая основывается на сочетании полифункциональных эффектов природных биологически активных веществ (используемых в качестве функциональных ингредиентов) с позиций их воздействия на организм человека через продукты питания. Функциональные ингредиенты, представленные комплексом соединений различной структуры оказывают мягкий и пролонгирующий эффект в коррекции и предупреждении ряда наиболее распространенных заболеваний современности.
Актуальность и целесообразность использования натурального дальневосточного сырья в биотехнологии функциональных продуктов системного действия обусловлены широким спектром биологической активности дикоросов и гидробионтов, их структурной уникальностью, ресурсной обеспеченностью, экологической и экономической значимостью.
Впервые показано, что для производства функциональных пищевых продуктов используется пищевое сырье возобновляемых органов растений (ветви, листья) или отходов переработки ценных гидробионтов.
Научно обоснованы и определены традиционные и новые виды и формы дальневосточного сырья растительного и водного происхождения, их технологические параметры для получения функциональных пищевых продуктов. Разработаны методологические подходы к получению растительных композиций с максимальным извлечением биологически активных веществ и сохранением их функциональных свойств. Научно обоснованы рецептуры и технологии новых продуктов.
Практическая значимость работы Экспериментально обоснована и подтверждена гипотеза о целесообразности введения нативных композиций дикоросов и гидробионтов в функциональные пищевые продукты. Экспериментально подтверждены новые технологические решения использования дикоросов и гидробионтов для производства функциональных продуктов системного действия. Обоснованы и разработаны технологии функциональных и специализированных пищевых продуктов на основе отходов от переработки сырья ценных гидробионтов: рыб семейства лососевых, кукумарии, мидии. Определены наиболее информативные показатели биотехнологических процессов по производству функциональных продуктов питания на основе биологически активных веществ сырья дальневосточного региона.
Разработана технология на серию пробиотических комбинированных напитков «Вкус здоровья» (кисломолочных и соевых с рыбным концентратом) регулирующих минерально-витаминный состав организма. Разработана биотехнология пробиотических фитонапитков общеукрепляющего действия серии «Вкус здоровья» на основе сои с добавлением экстрактов лимонника. Напитки способны стимулировать центральную нервную систему, оказывать противовоспалительное, антиоксидантное действия, обладают тонизирующими и адаптогенными свойствами.
Научно обоснована и разработана биотехнология безалкогольных напитков на основе дальневосточных минеральных вод и растительных компонентов. Медико-биологическими исследованиями показано, что напитки являются функциональными продуктами общеукрепляющего и восстанавливающего действия, обладают антирадикальными, антиокидантными, иммуномодулирующими и умеренными тонизирующими свойствами.
Обоснована возможность создания напитков брожения с выраженной биологической активностью - пива и вина - с использованием уникальных дальневосточных растений: винограда амурского, шиповника, лимонника, ореха маньчжурского, растений семейства Аралиевые и др. Использование этих напитков обогащает рацион витаминами, микроэлементами и другими ценными соединениями.
Разработаны технологии новых эмульсионных продуктов - майонезов с антиатерогенными, гипохолестеринеэмическими, антиоксидантными, адаптогенными свойствами. В их рецептуре использованы гидробионты (или отходы от их переработки): кукумария, морская капуста (обогащенная селеном), молоки минтая.
Разработан и утвержден пакет нормативной документации на новые виды пищевых продуктов: ТУ 9283-130-02067936-2004 Концентрат рыбный белковый; ТУ 9222-131-02067936-2004 Напитки кисломолочные «Вкус здоровья»; ТУ 9224-127-02067936-2004 Кефир с рыбным белковым концентратом «Вкус здоровья»; ТУ 9376-137-02067936-2004 Фиточай «Кладовая природы»; ТУ 9185-161-02067936-2008 Напитки безалкогольные «Вкус здоровья»; ТУ 9184-163-02067936-2007 Напитки соевые сквашенные с рыбным белковым концентратом «Вкус здоровья»; ТУ 9184-176-02067936-2009 «Пиво специальное «живое», прошедшие производственную апробацию.
Результаты диссертационных исследований внедрены в учебный процесс Тихоокеанского государственного экономического университета специальностей «Пищевая биотехнология», «Технология бродильных производств и виноделие», «Технология продуктов общественного питания». Материалы диссертации были использованы при подготовке учебных пособий «Безопасность потребительских товаров: Пищевые продукты», «Ампелография винограда Дальнего Востока», патентов РФ № 2270586 «Пищевая кальцийсодержащая добавка и функциональный пищевой продукт ее содержащий» и № 2272547 «Способ обогащения селеном морских организмов».
Основные положения, выносимые на защиту:
- концептуальная модель и основные принципы биотехнологии новых функциональных продуктов питания с использованием сырья дальневосточного региона;
- методология получения биологически активных комплексов из природного сырья для дальнейшего использования их в технологии продуктов системного действия;
- обоснование дозазависимых эффектов в технологии продуктов системного действия с использованием природного сырья;
- совокупность данных, обуславливающих совершенствование традиционных и создание новых технологий функциональных продуктов системного действия с использованием биологически активных композиций дальневосточного дикорастущего сырья и гидробионтов;
- решение экологических и экономических проблем региона путем комплексного использования возобновляемого дальневосточного растительного сырья и вторичных ресурсов водного происхождения.
Апробация работы Основные материалы диссертационной работы в период с 1995 по 2009 гг. были представлены на Международных, Всероссийских и Региональных научно- практических конференциях и симпозиумах
Публикации результатов работы По материалам диссертационной работы опубликовано 60 печатных работ, в том числе 2 монографии и 15 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем работы Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов, методик и методов исследования (глава 2), результатов собственных исследований (главы 3-7), заключения, выводов, списка использованной литературы (включающего 268 источников) и приложений. Текст диссертации изложен на 310 страницах, иллюстрирован 62 таблицами и 74 рисунками.
Общие сведения о перспективных пищевых растениях и гидро- бионтах Дальнего Востока
Функциональные ингредиенты, составляющие основу функциональных продуктов и биологически активных добавок — общее название биологически активных соединений, участвующих или способных участвовать в осуществлении какой-либо функции организма и обладающих высокой специфичностью действия.
Традиционно основными источниками биологически активных веществ для человека являлись растения и, соответственно, растительная пища. Биологически активные вещества растений наиболее близки человеческому организму по своей природе. В ходе эволюции человек приспособился к их усвоению, они легко включаются в процесс жизнедеятельности организма (Асеева, Найбакова, 1983; Георгиевский, 1990; Гриневич, 1990; Пилат, Иванов, 2002). Кроме того, препараты из растений имеют широкий спектр действия, активны против микроорганизмов, которые уже выработали устойчивость к антибиотикам. В связи с этим следует отметить, что в то время, как в странах Запада и в России употребляется в пищу только 2—3% видов съедобных растений, в странах Востока используется более тысячи наименований различных растительных продуктов, в том числе разнообразных приправ. Это, по существу, соответствует представлениям медицины прошлого о «лекарственной пище», к которым на новом уровне возвращается современная наука (Гичев, 1998; Захарова, 2005; Акеге1е, 1988; Р тап, 1999). В настоящее время большое внимание в качестве перспективных источников для получения биологически активных добавок и функциональных пищевых продуктов уделяется гидробионтам. Продукты моря отличаются высоким содержанием микроэлементов, которые связаны с органическими субстратами и легче усваиваются организмом. В гидробионтах присутствуют эссенциальные нут- риенты - омега-3 ненасыщенные жирные кислоты, витамины, терпеновые соединения, незаменимые аминокислоты, ферменты и другие физиологически активные компоненты (Кизеветтер, 1973; Ржавская, 1976; Мезенова, 2004; Сафронова, 2004; 1л & а1., 1999).
Большинство биологически активных веществ, присутствующих в пищевом сырье, можно отнести к следующим классам (Гичев, 1998; Рогов и др., 2000; Нечаев и др., 2001; Шабров и др., 2003):
Алкалоиды - сложные природные гетероциклические азотсодержащие органические соединения разнообразного химического состава. Максимальное количество их накапливается обычно в период цветения и бутонизации растений. В больших дозах алкалоиды ядовиты, в малых - нормализуют обмен веществ, секрецию органов пищеварения, повышают артериальное давление (морфин, атропин, хинин, кофеин, папаверин, стрихнин, эфедрин). Гликозиды состоят из моно- и олигосахаридов, связанных с неуглеводным остатком самой разнообразной природы. Некоторые растения (одуванчик, полынь) содержат так называемые горькие гликозиды, которые используются для повышения аппетита, усиления перистальтики желудка. Сапонины — од - на из групп гликозидов, которые выявлены у представителей более 70 семейств растений. Такие растения используют как отхаркивающее, мочегонное, общеукрепляющее и стимулирующее средство. Некоторые сапонины понижают кровяное давление. Сапонинами богаты солодка, первоцвет, хвощ и почечный чай, аралия маньчжурская, женьшень, заманиха, элеутерококк. В последнее время большое внимание привлечено к флавоноидным гликози- дам. Они делятся на несколько групп, из которых выделяют три основные: флавоны, флавоноиды и изофлавоны. Это органические соединения желтого цвета, содержащиеся в основном в цветах и листьях растений. Имеют широкий спектр действия: обладают Р-витаминной активностью; оказывают ка- пилляроукрепляющее, бактерицидное, желчегонное действие; способствуют снижению действия радиоактивных веществ; используются при спазмах сосудов, кишечника, язвах желудка и двенадцатиперстной кишки. Флавоноиды как правило не токсичны. Пектины, резервные полисахариды растений, при гидролизе превращающиеся в моносахариды. В желудочно-кишечном тракте человека они адсорбируют тяжелые металлы и радиоактивные вещества и выводятся из организма. Пектиновые вещества играют важную роль в профилактике атеросклероза, действуют как противовоспалительные и обезболивающие средства. Пектинами и пектиноподобными веществами богаты морские водоросли, плоды и ягоды, овощи. Дубильные вещества относятся к сложным органическим соединениям, характеризуются способностью связывать токсичные вещества и металлы. Из дубильных веществ выделяют танин, являющийся также и гликозидом. Дубильные вещества оказывают вяжущее и противовоспалительное действия. Большое количество их имеется в коре дуба, траве зверобоя, листьях чая, лесной землянике, шалфее, чернике, ромашке, кровохлебке. Эфирные масла содержатся в растениях, в большинстве своем - это душистые, жгучие, пряные вещества. Эфиромасличных растений известно более двух тысяч. Эфирные масла широко применяют для ингаляций: они обладают противовоспалительным, успокаивающим, болеутоляющим, мочегонным и потогонным действием. Органические кислоты содержатся в клеточном соке большинства растений в виде солей или в свободном состоянии. Некоторые из них обладают специфическим действием на организм (валериановая, салициловая, бензойная) и имеют важное лечебное значение. Наиболее распространенные в растительном сырье (яблочная, лимонная, виннокаменная) органические кислоты при введении в организм участвуют в процессах обмена веществ. Заметные количества органических кислот содержат виноград, лимоны, клюква, яблоки, смородина, щавель, облепиха, шиповник и многие другие растения. Ферменты — органические вещества белковой природы, играющие важную роль в обмене веществ в организме, выполняют роль катализаторов, участвуя в сложных биохимических реакциях. Ферменты чаще всего получают с помощью биотехнологических способов путем микробиологического синтеза или из секретирующих соответствующие ферменты органов животных. Витамины и витаминоподоб- ные вещества - группа биологически активных органических соединений, играющих важную роль в биохимических и физиологических процессах, которые, однако, организм человека в ходе эволюции потерял возможность синтезировать. Известно более 20 витаминов. Пробиотики и пробиотиче- ский комплекс - совокупность микроорганизмов, нутриентов, пищевых волокон, пребиотиков и разнообразных биологически активных веществ, способствующих нормализации микробиоценоза толстого кишечника. К пищевым волокнам относят целлюлозу, гемицеллюлозу, сложные пектины.
В таблице 1.1.1.1 (см. приложение) приведены основные группы биологически активных компонентов пищевых растений - культурных и дикорастущих, которые могут в значительной степени скомпенсировать дефицит микронутриентов в питании населения (цит. по Шабров и др., 2003).
В качестве основы жидких функциональных продуктов интерес представляют минеральные воды, которые по составу являются уникальными природными источниками химических компонентов, находящимися в ионизированном состоянии. Ежедневное употребление напитков на основе минеральной воды не только способствует нормализации водно-солевого обмена, но и оптимизирует структуру всего рациона питания. Известно, что солевой состав минеральной воды благоприятно влияет на все виды обмена веществ (Пономарев, Медведев, 2001). Компоненты, содержащиеся в растворе, способны корректировать и предупреждать нарушения функционирования организма. Часто встречающиеся в составе минеральных вод кальций, магний, натрий, калий, кремний, железо и др., имеют высокую физиологическую значимость.
Теоретические и прикладные аспекты биотехнологии функциональных продуктов с заданным составом функциональных ингредиентов
Эту функцию микронутриентов можно иначе определить, как обеспечение максимально эффективного усвоения макронутриентов. Вся важность этой функции в полной мере осознана только сейчас, когда общество столкнулось с тяжелыми последствиями для здоровья человека тех неблагоприятных изменений в характере питания, которые связаны с резким увеличением количества макронутриентов (прежде всего, насыщенных жиров и простых углеводов) и резким сокращением всего спектра микронутриентов вследствие рафинирования, консервирования и кулинарной обработки пищи.
Правильное усвоение макронутриентов, а значит максимально эффективное выполнение ими структурной и энергетической функций, самым непосредственным образом зависит от присутствия многих микронутриентов. Так, незаменимая аминокислота метионин необходима для образования транспортных форм липидов. При дефиците метионина жиры, не будучи усвоенными, откладываются в печени, приводя к развитию жирового гепатоза. В отсутствии хрома, витаминов В] и В2 нарушается усвоение глюкозы в тканях, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови и, в свою очередь является фактором риска сахарного диабета. Дефицит фосфолипидов и их предшественников в пище приводит к резкому замедлению метаболизма холестерина и предрасполагает к развитию атеросклероза. При дефиците витаминов В2, Вб, В12, фолиевой кислоты и цинка нарушается усвоение белка, повышается концентрация токсичных метаболитов и концентрация остаточного азота. Наконец, эффективность усвоения кальция в кишечнике напрямую зависит от присутствия витамина О, магния и фосфора.
Большинство микроэлементов и витаминов являются незаменимыми кофакторами важнейших ферментов в организме человека. Достаточно сказать, что магний входит в состав более чем 300 ферментов, цинк — более чем 200 ферментов, а витамин Вб - более чем 50 ферментных систем.
Пища является единственным источником полиненасыщенных жирных кислот, которые являются главным липидным компонентом всех без исключения клеточных мембран в организме человека. Соотношение различных классов полиненасыщенных жирных кислот в рационе питания может существенно влиять на проницаемость, возбудимость и плотность клеточных мембран, а также определять качественный состав простагландинов, тром- боксанов и лейкотриенов, синтезируемых из полиненасыщенных жирных кислот.
Несмотря на то, что в организме человека могут синтезироваться некоторые эндогенные антиоксиданты (мочевая кислота, глутатион, фосфолипи- ды), тем не менее, основными компонентами антиоксидантной системы являются микронутриенты антиоксидантного действия, поступающие с пищей, и прежде всего витамины Е, А, С, каротиноиды, биофлавоноиды, селен. Значение микронутриентов-антиоксидантов невозможно переоценить, поскольку в основе практически каждого патологического процесса лежит активация процессов свободнорадикального окисления.
Целый комплекс микронутриентов обеспечивает процессы окислительного фосфорилирования — главного источника энергии в человеческом организме. Если непосредственно в клеточном дыхании участвуют витамин В2, ионы железа и меди, то в образовании субстратов для окислительного фосфорилирования дополнительно участвуют витамин Вь липоевая кислота, карнитин. Очень важное значение в этом процессе имеет и антиоксидантная защита, поскольку окислительное фосфорилирование сопровождается образованием агрессивных перекисных радикалов. При этом главная роль принадлежит витамину Е, коэнзиму-С ю и марганец-зависимой супероксиддис- мутазе.
Важнейшим элементом гомеостаза организма является поддержание постоянства электролитного баланса, от колебаний которого значительно зависят возбудимость клеточных мембран, и в первую очередь миокарда и нервных клеток, а также сосудистый тонус и вязкость крови. Соотношение основных электролитов в биологических жидкостях организма зависит от поступления калия, кальция, натрия и магния с пищей.
Обоснование использования дальневосточных гидробионтов в разработке продуктов функционального назначения
Из интродуцированных пищевых растений Дальнего Востока следует выделить сою, которая в Приморском крае является широко распространенной культурой. Так, доля посевных площадей, отводящихся на сою, составляла в 2006-2007 гг. 36-38%, что в 1,2-1,3 раза превышает долю зерновых и остальных зернобобовых культур (О состоянии продовольственного рынка..., 2008).
Соя с незапамятных времен использовалась человеком в пищу наряду с рисом, пшеницей и просом, а после пятидесятых годов прошлого столетия стала важным источником белка для человека и животных. В настоящее время соя является ценным промышленным сырьем для получения белка (До- ценко и др., 2002). Соя относится к роду Glycine L, семейства Leguminosae, подсемейству Papilionoideae. Интродуцированная или культурная соя - однолетнее травянистое растение. Пищевая ценность зерен сои определяется, прежде всего, наличием в них белка и липидов. Среди бобовых растений семена сои содержат больше всего белка - 27-50% от сухой массы семян. Содержание липидов колеблется от 17 до 25%. Белок и масло составляют в сумме 52-64% от сухой массы семян.
По аминокислотному составу соевый белок близок к животному белку. Содержание незаменимых аминокислот - лизина, гистидина, аргинина, ме- тионина, фенилаланина и триптофана - в нем почти такое же, как в белке яйца. Благодаря такому составу белок сои обладает высокой биологической ценностью. Соевое масло представляет собой бесцветную или слабо окрашенную жидкость. Оно состоит из триглицеридов, насыщенных и ненасы- щеых жирных кислот. Содержание насыщенных жирных кислот следующее: стеариновой 2-5%, пальмитиновой 7-10%, миристиновой 0-0,3%, арахиновой - следы, бехеновой 1-3% и лигноцериновой до 0,1%. Из ненасыщенных жирных кислот в соевом масле содержится 22-35% олеиновой, 0,5-12,5% линоле- новой и 43-59% линолевой. Из насыщенных жирных кислот в липидах больше всего пальмитиновой кислоты, а из ненасыщенных — линолевой. В соевом масле содержатся также фосфатиды (лецитин, кефалин). Содержание лецитина составляет 2,06-2,13%. Благодаря химическому составу соевое масло обладает высокой биологической активностью и представляет интерес для практического использования. В соевом масле содержатся жирорастворимые витамины, каротиноиды. В семенах сои в три раза больше витамина Вь чем в сухом коровьем молоке. В соевом масле содержатся также витамины А, В2, В, Е, С и К (УкоНпБ, 2001).
Для определения наиболее перспективных растений для производства продуктов функционального назначения необходимо воспользоваться их классификацией. В настоящее время наиболее распространенной классификацией дикорастущих ягодно-плодовых растений Дальнего Востока является учетно-морфологическая, представленная в таблице 1.2.1.1 приложения (Измоденов, 2001), которая дается по общепринятой схеме - в русском и латинском названиях по родам, а внутри рода - по видам; родовое название расположено в порядке русского алфавита.
Ресурсно-производственная классификация ягодных и плодовых растений, приведенная в таблице 1.2.1.2 приложения, отражает природные возможности ресурсов (составляющая по горизонтали) и степень их освоения (составляющая по вертикали). В зависимости от количества и распространения плодоносные ягодные - плодовые растения подразделены на пять классов ресурса (Р). Составляющая по вертикали ресурсно-производственной классификации - освоение. В зависимости от охвата сбором ягодно-плодовые растения подразделены на восемь групп освоения.
Как видно из таблицы, ресурсами производственного значения (классы Р1, Р2, РЗ) обладают 48 растений. В их числе находятся 18 видов растений, которые производят ягоды, охваченные производственными заготовками (голубика, брусника обыкновенная и малая, клюква обыкновенная и мелкоплодная, калина Саржента, черника обыкновенная, жимолость - три вида, красника, шиповник - шесть видов). Остальные 30 высокоресурсных видов пока не затронуты заготовками в системе предприятий. Среди таких растений — уникальные растения семейства Аралиевых, актинидии, виноград амурский, лимонник китайский. 84 вида растений (классы Р4, Р5) произрастает в ограниченном количестве, дают малый урожай. Эти виды пригодны лишь для сборов населения - в основном для личных нужд. В настоящее время организованными заготовками (группы освоения 01 и 02) охвачено в различной степени 25 ягодных растений (17 высокоресурсных и восемь низкоресурсных). Они представлены девятью видами ягод (голубика, брусника, клюква, калина, лимонник, черника, жимолость, красника, шиповник). В общем объеме заготовок в настоящее время 70% приходится на голубику и бруснику. Клюкву преимущественно собирают в северных районах, калину, главным образом, в Приморье и Приамурье, чернику - на Сахалине, лимонник - в Приморье и на юге Хабаровского края, жимолость, в основном, на Камчатке, краснику - только на Сахалине. Шиповник собирают не только для пищевых, но и для фармацевтических целей.
На базе малоосвоенных высоко- и среднересурсных растений (48 видов - Р1, Р2, РЗ) проводятся специально организованные заготовки. Заготовки шикши, бузины, черемухи Маака в качестве натуральных пищевых красителей для кондитерской промышленности; калины, жимолости - для начинок; лимонника - как компонента в напитки; шиповника — для использования в производстве витаминных сиропов; боярки, можжевельника, черники, черемухи в фармацевтических целях.
Согласно приведенным классификациям, растения, произрастающие в естественных условиях, способны создавать сырьевые ресурсы для пищевых целей. Для региона Дальнего Востока они достаточно продуктивны и значимы, но многие из них не освоены или освоены незначительно. Приведенные классификации и справочный материал дают возможность систематизировать растительные ресурсы для их рационального использования.
Разработка технологии фитонапитков с лимонником на основе соевого сквашенного «молока»
Соевое зерно сортов «Приморская 13», «Венера», «Приморская 69», «0ктябрь-70», соответствующее требованиям ГОСТ 17109 - 88 «Соя. Требования при заготовке и поставках». Соевый белковый продукт (далее называемый соевое «молоко»), полученный путем измельчения соевого зерна, его экстракции и автоклавиро- вания. Солод пивоваренный ячменный, светлый, соответствующий требованиям ГОСТ 29294-92 (Пильзенского типа из двухрядного австралийского ячменя, сорт «PILSNER») и хмель гранулированный ароматных сортов, тип 90, соответствующий ГОСТ 21947-76 («Saaz», Чехия). Ягода смородины черной (Ribes nigrum L.), выращенная в Партизанском и Спасском районах Приморского края. Ягода малины (Rubus idaeus subsp. vulgatus Arrhen.), выращенная в Спасском районе Приморского края. Виноград амурский (Vitis amurensis RuprJ и гибриды дальневосточной селекции Амурский 230, Хасанский Боуса, Адель, предоставленные Дальневосточной опытной станцией ВНИИР имени Н.И. Вавилова (г. Владивосток). Шиповник морщинистый (Rosa rugosa Thunb.) и даурский (R. da- vurica Pall.). Ягода лимонника китайского {Schisandra chinensis (Turcz.) Baill). Корни, стволы (ветви), листья аралии маньчжурской (Aralia mand- shurica Rupr. et Maxim.), аралии высокой (A. elata (Miq.) Seem), полученные от 5-15-летних экземпляров растений. Корни солодки уральской {Glycyrrhiza Uralensis Fisch) и голой {Cly- cyrrhiza glabra L.).. Орех маньчжурский ( Juglans mandshurica). Образцы дикорастущего растительного сырья были собраны на территории Приморского края (Надеждинский и Уссурийский район) совместно с сотрудниками Горно-таежной станции ДВО РАН и Амурской области в период максимального накопления в них биологически активных веществ. Ламинария японская {Laminaria japnica) собранная в летне-осенний период в прибрежных водах залива Восток залива Петра Великого. Образцы 2-х годичной Laminaria japnica, используемые в экспериментах по се- ленизации, отбирались с плантаций марикультурного хозяйства пос. Ливадия Приморского края. Селенизированную ламинарию получали двумя альтернативными методами: 1. Содержанием живых водорослей в морской воде с ежедневным обновлением воды и воспроизведением уровня селена при интенсивной аэрации; 2. Экспонированием водорослей в морской воде с л ежедневным добавлением селена из расчета 0,5 мг/дм без смены вод, аэрирование интенсивное. Экстракты водные и вводно-спиртовые из различных органов аралии маньчжурской (корни, ветви, листья), корней солодки уральской, семян лимонника китайского. Напитки соевые сквашенные, изготовленные по разработанным нами рецептурам и действующим технологическим инструкциям. Виноградное и плодово-ягодные сусла, вина и купажи, изготовленные по разработанным нами рецептурам.
Пиво специальное, изготовленное по разработанным нами рецептурам и действующим технологическим инструкциям. Мороженое рыбное сырье (горбуша, кета, сельдь тихоокеанская, минтай и молоки минтая, терпуг), соответствующее требованиям ГОСТ 1168-86 «Рыба мороженая». Кости с прирезями мяса без голов и плавников, по качеству соответствующие ГОСТ 21607-97 «Наборы рыбные для ухи мороженые. Технические условия», предоставленные цехом по производству рыбной продукции МТП ТГЭУ. Лиофилизованный экстракт кукумарии японской (Cucumaria japnica), полученный лиофильной сушкой отвара кукумарии (отход МТП ТГЭУ при тепловой обработке моллюска). Молоко цельное сухое, соответствующее требованиям ГОСТ 4495-87. Концентрат рыбный (КРБ), полученный из отходов переработки рыбного сырья (костей с прирезями мышечной ткани). Приготовление концентрата рыбного осуществляли путем подбора нескольких режимов термической обработки рыбного сырья в водной среде с последующим измельчением, замораживанием и лиофилизацией с помощью лиофильной сушки Thermo Savant (Германия) Опытные образцы хранили в морозильной камере при температуре минус 6С. Напитки молочные сквашенные, изготовленные по разработанным нами рецептурам и действующим технологическим инструкциям. Майонезы низкокалорийные; изготовленные по разработанным нами рецептурам и действующим технологическим инструкциям. Сухие закваски на чистых бактериальных культурах Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaric, соответсвующие TV 9229-030-01610209-95 и ТУ 1002-02-789-65 соответственно. Винные дрожжи «Оеноферм Фреддо» Saccharomyces cerevisiae расы LW317-30 (Германия, «Erbsloeh»).
Пивоваренные дрожжи Saccharomyces cerevisiae расы 34/70 первой регенерации. Вода минеральная Дарасунского типа углекислых источников Шма- ковского (Уссурский, Пасечный и Медвежий участки), Горноводного (Центрально-горноводный, Северно-горноводный и Южно-горноводный участки), Покровского и Раковского месторождений, удовлетворяющих бальнеологическим нормам, принятым в России по показателям для углекислых минеральных вод (ГОСТ 13273-88). Функциональные безалкогольные напитки «Вкус здоровья», изготовленные по разработанным нами рецептурам и действующим технологическим инструкциям.
