Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Экологические аспекты выращивания родиолы розовой в различных условиях и ее использования в качестве функциональной добавки 15
1.1 Экологическая роль функциональных добавок в проблеме оптимального питания 15
1.2 Эколого-биологические особенности родиолы розовой и возможности ее культивирования 26
1.3 Родиола розовая как функциональная добавка в напитках 47
ГЛАВА 2 Методика проведения экспериментов 60
2.1 Установка для выращивания растений, выбор режимов искусственного культивирования растений 60
2.2 Краткая характеристика объектов исследования 65
2.3 Определение содержания салидрозида в растениях родиолы розовой 69
2.4 Методика разработки рецептур функциональных напитков с использованием родиолы розовой 70
2.5 Оценка качества напитков, созданных на основе добавок родиолы розовой 72
ГЛАВА 3 Продуктивность и качество биомассы родиолы розовой, культивируемой при различных спектральных режимах облучения 74
3.1 Продуктивность и качество биомассы родиолы розовой, выращиваемой из семян при спектральных режимах облучения с использованием белого света 74
3.1.1 Динамика накопления биомассы растений 74
3.1.2 Накопление салидрозида в биомассе родиолы розовой, культивируемой из семян 77
3.1.2.1 Динамика содержания салидрозида 77
3.1.2.2 Динамика абсолютного выхода салидрозида 81
3.2 Влияние смены спектра облучения на продуктивность и
качество биомассы родиолы розовой при выращивании из семян 85
3.2.1 Влияние смены спектра облучения на накопление биомассы родиолы розовой 85
3.2.2 Влияние смены спектра облучения на накопление салидрозида в биомассе родиолы розовой 88
3.2.2.1 Динамика содержания салидрозида 88
3.2.2.2 Динамика абсолютного выхода салидрозида 92
3.3 Продуктивность и качество биомассы родиолы розовой при выращивании из корневищ при разных спектральных режимах облучения 95
3.3.1 Динамика накопления биомассы растений 95
3.3.2. Динамика накопления салидрозида при выращивании родиолы розовой из корневищ под светом разного спектрального состава 101
3.3.2.1 Динамика содержания салидрозида в биомассе родиолы розовой 101
3.3.2.2 Динамика абсолютного выхода салидрозида 106 Резюме к главе 3 114
ГЛАВА 4 Разработка новых напитков с введением родиолы розовой 117
4.1 Обоснование постановки задачи, определение потенциального потребителя и объема потребления создаваемых безалкогольных напитков с использованием родиолы розовой 117
4.2 Определение перечня пищевых добавок и их дозировок 123
4.3 Разработка рецептур и технологии производства напитков с использованием родиолы розовой 125
4.4 Определение качества и стабильности напитков с использованием родиолы розовой 130
4.4.1 Органолептическая оценка качества напитков 130
4.4.2 Оценка физико-химических показателей качества напитков 134 Резюме к главе 4 142
Основные выводы 144
Заключение 146
Список литературы 150
- Экологическая роль функциональных добавок в проблеме оптимального питания
- Методика разработки рецептур функциональных напитков с использованием родиолы розовой
- Влияние смены спектра облучения на накопление салидрозида в биомассе родиолы розовой
- Обоснование постановки задачи, определение потенциального потребителя и объема потребления создаваемых безалкогольных напитков с использованием родиолы розовой
Введение к работе
Сегодня с позиции отечественной и мировой науки о питании пищу уже нельзя рассматривать только с точки зрения ее энергетической ценности. Человек должен получать с пищей весь комплекс необходимых компонентов (Кочеткова, 1999). С точки зрения экологии человека наряду с другими факторами питание рассматривается как один из социальных механизмов адаптации к неблагоприятным условиям внешней среды, с помощью которого возможно приспособление к среде путем защиты или изоляции от этих условий (Преображенский, Райх, 1988). Более того, по классификации Реймерса (1994), в рамках физиологической экологии, входящей в раздел биоэкологии, в настоящее время отдельно предлагается рассматривать блок «экология питания».
Исследования в области здорового питания показывают, что в условиях сложившегося в последние годы резкого спада производства продукции и постоянного роста цен уровень и структура потребления пищевых продуктов заметно изменились. Это отразилось на состоянии и показателях здоровья населения. Исследования, проведенные в России в последние годы показывают, что в питании населения наблюдается снижение потребления пищевых источников энергии и белка, особенно у групп населения с низкими доходами (Белов, Михайлович, 1999; 1999 и др.), нарастает дефицит витаминов и микроэлементов в рационе большей части населения, что заметно снижает показатели здоровья, в том числе и иммунные силы организма человека. Специалисты медицины и питания предупреждают, что этот скрытый голод уже заметно отражается на общей заболеваемости населения, угрожает физическому и интеллектуальному потенциалу нации (Дубровский, 1998; Дьяченко и др., 1999; Кудряшева, 1999 и др.).
Одним из новых направлений в решении проблемы здоровой пищи в свете современных представлений является разработка и создание продуктов функционального питания. Это предполагает использование в качестве добавок продуктов естественного (чаще растительного) происхождения, которые, не меняя привычный рацион питания, позволяют поддерживать организм в здоровом состоянии за счет мобилизации его собственных сил, что особенно актуально в сложившейся экологической обстановке.
В условиях Сибирского региона с его экологическими условиями в качестве подобного рода пищевой добавки представляется возможным использовать добавку на основе родиолы розовой, обладающей широким спектром иммуностимулирующего и адаптогенного действия. Использование этого растения в пищевой промышленности оправдано исследованиями (что подтверждает, в частности, ряд разработанных рецептур алкогольных и безалкогольных напитков, чаев), но затруднено в силу специфики сырьевой базы. В результате нерегулируемых заготовок природные запасы сырья данного растения существенно сократились. Родиола розовая занесена в 1975 году в «Красную книгу». Восстановление естественных зарослей родиолы розовой происходит очень медленно (10-15 лет при условии рациональной эксплуатации), так как при сборе нарушается корневая система растений (Краснов, Саратиков, 1987). Поэтому становится очевидным, что проблему сырьевой базы можно решить только промышленным культивированием данного растения.
В настоящее время обсуждается три направления формирования сырьевой базы родиолы розовой: за счет дикорастущего сырья; путем выращивания в культурных посадках; с помощью искусственного культивирования (Быков и др., 1999).
Каждое из этих направлений имеет свои достоинства и недостатки. Дикорастущего сырья недостаточно даже для обеспечения стабильных и долговременных поставок в целях создания лекарственных препаратов. Запасы такого сырья весьма ограничены (Куваев, 1984; Суров, 1965,1973).
В культурных посадках, по сравнению с условиями высокогорья, увеличивается биологическая продуктивность родиолы розовой, но в корневищах резко снижается содержание биологически активного соединения - салидрозида (Ким, 1976). Содержание салидрозида в многолетних корневищах родиолы розовой в естественном ареале составляет 0,73 - 1,2 % на абсолютно сухую массу, у сеянцев в условиях культуры содержание салидрозида низкое и в течение первых трех лет остается на одном уровне - от 0,4 до 0,6 % (Ким, 1976).
При изучении препаратов из биомассы родиолы розовой, полученной методом биотехнологического культивирования, Быковым, Запесочной, Куркиным (2000) было выявлено, что по большинству показателей, характеризующих биологическую активность, они уступали по активности препаратам из природного сырья в среднем в 2 раза.
В качестве альтернативы Ковалевой и Тихомировым (1997) был предложен способ выращивания родиолы розовой в условиях светокультуры, который, как было показано, способствует усилению вегетативного роста родиолы розовой по сравнению с естественными условиями произрастания и условиями интродукции. Это позволяет при определенных условиях рассматривать метод выращивания в контролируемых условиях как одно из возможных направлений в пополнении сырьевой базы полноценными по содержанию биологически активных веществ растениями в короткие сроки.
До работы Ковалевой, Тихомирова (1997) влияние интенсивности и продолжительности полного искусственного облучения на рост и развитие родиолы розовой практически не было изучено. В работах Хейнталу (1986) и Кузнецовой с коллегами (1990) использовались источники дополнительного облучения родиолы розовой при культивировании растений в теплицах. Оптимизация светового фактора складывается из знания реакций растений на условия искусственного облучения и выбора оптимального радиационного режима культивирования (Тихомиров и др., 2000). Целесообразность выращивания в условиях искусственного облучения определяется оптимальным соотношением скорости выращивания растений с накоплением в них биологически активных веществ, сопоставимым с их содержанием в растениях естественных условий произрастания, оправдывающих их промышленное использование. Однако выращивание родиолы розовой с использованием искусственного облучения связано с весьма высокой стоимостью электроэнергии, потребляемой лампами. Для повышения рентабельности технологий выращивания родиолы розовой в искусственных условиях представляется важным научно-обоснованный поиск эффективных световых режимов, стимулирующих, с одной стороны, увеличение биомассы родиолы розовой, а с другой - фотоиндуцируемый сдвиг вторичного фотосинтетического метаболизма у растений за счет изменения спектрального состава света, с целью увеличения синтеза лекарственно-ценных соединений (Золотухин, Волкова, 1980; Рожденственский, Клешнин, 1980; Волкова и др., 1982; Лисовский и др., 1987; Тихомиров и др., 2000). Кроме того, получение сырья родиолы розовой в искусственных условиях выращивания может позволить избежать сезонности его сбора и связанных с этим потерь при хранении сырья. Поэтому настоящая работа посвящена с одной стороны изучению возможности выращивания родиолы розовой с высоким содержанием активного начала в искусственных управляемых условиях, а с другой стороны, использованию полученного сырья в качестве функциональной пищевой добавки.
Цель и задачи исследования
Настоящая работа посвящена выбору спектральных режимов искусственного облучения, увеличивающих продуктивность биомассы и содержание лекарственных соединений (на примере салидрозида) в биомассе родиолы розовой и исследованию возможностей использования полученной биомассы для создания продуктов функционального назначения. В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи.
Исследовать влияние стационарных спектральных режимов облучения на интенсификацию биосинтеза салидрозида в биомассе родиолы розовой.
Исследовать влияние переменных спектральных режимов облучения на интенсификацию биосинтеза салидрозида в биомассе родиолы розовой.
На основе полученной биомассы родиолы розовой как пищевой добавки разработать безалкогольные напитки с высокими качественными характеристиками и сохраняемостью.
На защиту диссертации выносятся следующие положения:
1. Из исследованных стационарных спектральных режимов выращивания родиолы розовой наиболее эффективным по продуктивности биомассы и по выходу салидрозида с единицы посевной площади оказалось выращивание на постоянном красном свету. В надземной биомассе родиолы розовой наибольшее содержание салидрозида обнаружено в этом режиме при выращивании, как из семян, так и из корневищ на 68 - 70-е сутки вегетации.
2. При смене спектрального режима облучения в последние 10 суток вегетации при выращивании из корневищ относительно более высокий эффект усиления синтеза салидрозида получен в корневищах родиолы розовой при ее перестановке с белого света на голубой - 32,6% в сравнении с выращиванием на постоянном белом свету (при 6,7% разницы между постоянным и переменным режимами с использованием красного света).
3. Разработаны и рекомендованы к использованию рецептуры безалкогольных тонизирующих напитков на основе родиолы розовой. Высокие дегустационные характеристики напитков, физико-химические показатели качества и их сохраняемость в пределах гарантийного срока хранения соответствуют требованиям нормативной документации.
Научная новизна
Для условий светокультуры установлено влияние различных спектральных режимов выращивания на сдвиг вторичного метаболизма родиолы розовой. Показано, что при смене спектрального режима при выращивании родиолы розовой из корневищ более эффективным по выходу салидрозида с единицы площади посева является перенос растений с белого света на голубой в последние 10 суток вегетации. Наиболее благоприятным стационарным спектральным режимом облучения, как по выходу биомассы, так и по накоплению салидрозида является выращивание на постоянном красном свету.
Разработаны оригинальные рецептуры безалкогольных тонизирующих напитков на основе родиолы розовой, выращенной в условиях светокультуры. Показана технологическая и дегустационная совместимость функциональной добавки на основе полученной в искусственных условиях биомассы родиолы розовой с основным сырьем.
Практическая ценность
Выращивание родиолы розовой в условиях светокультуры при варьировании спектрального состава света в период вегетации дает возможность сократить сроки получения лекарственно-пищевого сырья без снижения содержания активного начала, использовать зеленую биомассу в качестве источника биологически активных веществ. Применение разработанных световых технологий ускоренного выращивания родиолы розовой в искусственных условиях позволяет снизить объемы ее промышленных заготовок в природе. Реализация оптимального спектрального режима в условиях светокультуры обеспечивает получение высокой продуктивности растений по количеству биомассы и накоплению биологически активных веществ. Разработанные приемы ускоренного получения сырья родиолы розовой могут быть использованы в тепличных хозяйствах различных регионов страны, включая северные. Это способствует получению биологически активного и экологически чистого сырья в экологически неблагоприятных районах, где его использование в качестве функциональной добавки наиболее оправдано. На основе родиолы розовой разработаны рецептуры тонизирующих напитков, обладающих адаптогенными и иммуностимулирующими свойствами для массового использования в промышленном производстве. На ряд напитков получен акт испытаний. На большинство напитков, имеется заключение специалистов Института медицинских проблем Севера о возможности их использования в массовом питании. Напиток «Родиола» внедрен в серийное производство на предприятии ЗАО «Саянские воды», о чем имеется соответствующий акт, а также акт о выработке опытной партии. Внедрение рецептур в массовое производство позволит расширить существующий ассортимент безалкогольных напитков тонизирующего действия на натуральном растительном сырье, которые в настоящее время на рынке отсутствуют.
Структура работы
Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и заключения. Объем работы -184 страницы, содержит 25 таблиц, 4 рисунка и 239 библиографических наименований.
В первой главе, обзорной по своему характеру, рассмотрены вопросы, связанные с необходимостью улучшения структуры питания населения за счет увеличения доли продуктов массового потребления с функциональными свойствами, а также рассмотрена возможность широкого использования для этой цели добавки на основе родиолы розовой. Рассмотрены особенности выращивания родиолы розовой в различных условиях, показана возможность ее культивирования в условиях светокультуры и воздействия изменением световых параметров на вторичный метаболизм родиолы розовой.
Во второй главе, методического характера, обосновывается выбор условий выращивания родиолы розовой, методов проведения экспериментов.
Третья глава посвящена обсуждению результатов исследований влияния различных спектральных режимов облучения на накопление вторичных метаболитов. Оценено влияние спектральных режимов искусственного облучения на накопление салидрозида в надземной и подземной биомассе растений. Дан сравнительный анализ по выходу салидрозида в растениях, выращенных из семян и из корневищ родиолы розовой.
Четвертая глава посвящена разработке напитков функционального действия с добавкой на основе родиолы розовой. Оценено качество полученных напитков, совместимость добавки с основными компонентами, стойкость созданных напитков при хранении.
Основные выводы и заключение дают представление о главных результатах работы.
Список литературы включает 224 отечественных литературных источника и 15 - зарубежных.
Экспериментальная часть работы, связанная с культивированием родиолы розовой в условиях светокультуры выполнена в Институте биофизики СО РАН. Работы по определению содержания салидрозида в биомассе родиолы розовой, созданию напитков, определению их качественных характеристик и сохраняемости проводили в Красноярском государственном торгово-экономическом институте.
Автор выражает глубокую признательность и приносит благодарность за оказанную помощь к.с.-х.н. В.А. Долгушеву, к.х.н. В.М. Леонтьеву, ст. преподавателю кафедры товароведения продовольственных товаров И.В. Дойко, технологу ЗАО «Саянские воды» Н.В. Шишкиной, а также особо благодарит руководителя д.б.н., профессора А.А.Тихомирова, к.б.н.; доцента Г.Г. Чепелеву.
Апробация результатов работы
Данные, полученные в ходе выполнения диссертационной работы докладывались на П-ой Южно-Сибирской региональной научной конференции «Экология Южной Сибири - 2000г.» (Абакан, 1998), на П-ой региональной научно-практической конференции «Эколого- экономические проблемы Красноярского края» (1999), на научной конференции аспирантов КГТЭИ «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (2000), на научно-практической конференции «Образование, Карьера, Занятость» (2000) (секция «Экология»), на IV-om Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пушино, 2001).
Экологическая роль функциональных добавок в проблеме оптимального питания
В последние годы международными организациями уделяется большое внимание изысканию новых подходов в решении экологических и продовольственных проблем. Эти проблемы имеют большое социально-экономическое значение для всего человечества, определяя его потенциал научно-технического развития и здоровья.
В среде обитания человека тесно переплетаются природные и социальные факторы, воздействующие на него как непосредственно через физико-химическую цепь, так и опосредованно через пищевые цепи. Главной экологической проблемой в антропологии стала проблема приспособления, так как в ней сфокусированы основные вопросы взаимодействия человека и среды. К числу природных факторов, на фоне которых анализируется конкретная популяция, относятся температура окружающей среды, влажность, скорость ветра, высота над уровнем моря, кислотность почв. К числу социальных - хозяйственно-культурный тип деятельности популяции человека и связанная с ним диета (Алексеева, 1988).
Установлены количественные зависимости между степенью выраженности факторов окружающей среды и уровнем распространенности болезней различных органов и систем, расстройств питания и обмена веществ и др. Являясь функцией от многих переменных, здоровье населения с точки зрения экологов представляет собой интегральный показатель качества окружающей среды (Шандала, Звиняковский,1988; «Пища. Экология. Человек...», 2001). Многочисленные эпидемиологические исследования показывают, что от 70 до 90% факторов, вызывающих болезни цивилизации или способствующих их возникновению, находится в нашем повседневном окружении (Брехман, 1999; Дубровский, 1999; Голубев, 1998 и др.). Продукты питания как часть окружающей среды играют в этом существенную роль (Матвеев, Плессер, 2001; Шаззо, Русанова, 2001; Могильный, Баласанян, 2001 и др.). Влияние наследственности в возникновении наиболее частых хронических заболеваний различно, однако в целом не столь значительно, как влияние внешних факторов. Научные исследования показывают, что в настоящее время мировое производство продуктов питания не удовлетворяет биологические потребности населения нашей планеты (Кудряшева, 1999).
Анализ состояния пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации показывает, что в целом за годы реформ ситуация в данной отрасли характеризуется спадом производства всех основных продуктов питания, снижением их качества (Сергунов и др., 1999). Изменились также уровень и структура потребления пищевых продуктов, что не могло не отразиться на состоянии и показателях здоровья населения и в значительной мере определило негативные тенденции в области демографии (Гордиенко, Голубев, 1999; Кудряшева, 1999), среди которых можно выделить такие, как:
частое выявление среди населения лиц с нарушенным иммунным статусом;
высокая смертность от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний;
сокращение продолжительности жизни до 66 лет. ( Гордиенко, Голубев, 1999; Чешинский, 1997)
Для всех районов с дискомфортными и экстремальными условиями, к которым в первую очередь относится зона Севера, Сибири и Дальнего Востока, характерны некоторые общие закономерности формирования уровня заболеваемости («Пища. Экология. Человек...», 2001). Многочисленные исследования (Данишевский, 1968; Казначеев, 1983; Казначеев, Куликов, 1980; КандрорД968; Ягья, 1980; Ягья, Герман, 1983 и др.) показали специфические особенности заболеваемости населения в дискомфортных условиях. Здесь наблюдается отчетливо выраженная хронизация заболеваемости. Такая специфика здоровья населения характерна для всех территорий с дискомфортными и экстремальными условиями. Среди факторов положительного влияния на здоровье человека, согласно Белову, Михайловичу (1999), Агаджаняну (1988), Чуриловой, Топчий (2001) большое внимание уделяется качественному, сбалансированному питанию, экологически благоприятным природным условиям, а также условиям жизни и труда (экология человека), достаточным адаптационным возможностям организма (то есть способность быстро и эффективно устранять или компенсировать действие неблагоприятного фактора внешней среды). У населения районов Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока в силу сложных производственных и природных условий поддерживается постоянное напряжение адаптационных регуляторных систем организма (Агаджанян, 1988). Среди факторов сохранения и укрепления здоровья по значимости и степени влияния на здоровье на одном уровне с физической активностью находится употребление качественных продуктов и сбалансированное питание. Вещества пищевых продуктов, попадая в организм, создают его внутреннюю экологию (Брехман, 1987,1999). По Прохорову (1999), « в процессе питания удовлетворяется одна из важнейших потребностей организма, обеспечивающая его формирование, функционирование, устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Питание оказывает влияние не только на онтогенез, но и, действуя на протяжении многих поколений, определяет направление филогенетического развития человека». Исследования показывают, что суровые климатические условия диктуют необходимость обеспечения человека высококалорийным питанием, которое способствует сохранению гомеостаза популяции. Формирование морфофизиологического (адаптивного) типа осуществляется как непосредственно под влиянием естественной среды, так и опосредованно через тип хозяйства, главным образом тип диеты (Алексеева, 1986, 1988).
Научной основой рационального питания является теория сбалансированного питания, разработанная Покровским (1964) и другими отечественными учеными, которая в настоящее время дополнена новыми существенными данными о физиологии пищеварения и обмена веществ в организме и названа теорией адекватного питания, которую сформулировал Уголев (1986). Большой вклад в разработку теоретических основ рационального питания внесли Покровский, Петровский, Скурихин, Шатерников и другие специалисты.
При рассмотрении принципов рационального питания, главное внимание в общепринятой теории рационального питания уделяется потребительным свойствам продуктов, особенностям их пищевой ценности, рекомендуемым нормам потребления, ассортименту отдельных групп, срокам и условиям хранения, принципам составления рационов и организации питания.
По Митчеллу (1962), сбалансированное питание содержит все важнейшие питательные вещества в таких количествах и пропорциях, которые обеспечивают условия для нормального функционирования организма. Питание, соответствующее таким требованиям, «является основой для оптимального развития, хорошего телесного и душевного состояния, сопротивляемости неблагоприятным воздействиям окружающей среды, для наивысшей физической и духовной производительности человека, а также для продления жизни» (Сушанский, Лифляндский, 1999).
Методика разработки рецептур функциональных напитков с использованием родиолы розовой
В настоящее время большинство специалистов в области функционального питания считают излишним предъявлять к продуктам функциональной направленности такие же строгие требования, какие установлены для лекарственных средств. В настоящее время этот вопрос все еще остается спорным (Кочеткова и др., 1999). Свойства и влияние на организм человека родиолы розовой очень подробно изучены (Краснов, Саратиков, 1987; Куркин, Запесочная, 1986, 1999; Куркин, Запесочная и др.,1986).
Процесс создания рецептур новых напитков с использованием сырья родиолы розовой, полученного в условиях светокультуры, проходил в следующем порядке.
1. Постановка задачи по созданию напитка с иммуностимулирующими и адаптогенными функциональными, определение групп населения, для которых разрабатывается продукт, и определение предполагаемого объема потребления напитка. Для этого проводили маркетинговые исследования существующего рынка подобной продукции и спроса населения. С целью установления дозировок возможного действующего начала напитка ориентировались на нормы его потребления.
2. Определение перечня разрешенных пищевых добавок (Нечаев и др., 1977) для совместного использования с родиолой розовой, отработка дозировок используемых добавок с учетом предполагаемой величины эффекта. Выбор дозировки добавки на основе родиолы розовой основывался на дозировках экстракта, рекомендуемым для достижения лечебного эффекта с соответствующей поправкой на потребление в повседневном рационе (Голубев, 1998; Саратиков, Краснов, 1987).
3. Разработка рецептур с введением добавки на основе родиолы розовой, выращенной в условиях светокультуры и определение технологии получения напитков. На этом этапе руководствовались существующими технологическими нормами безалкогольного производства (Кудальор и др., 1988; Мальцев, Зазирная, 1998; Сербезов, Фурнаджиев,1974; Балашов, Рудольф, 1981;Тихонов, 1998).
4. Определение физико-химической, органолептической и коллоидной стабильности напитка в течение предполагаемого срока хранения проводили по стандартным методикам, предусмотренным действующим на безалкогольные напитки ГОСТ 28188-89 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия». Для изучения специальных свойств готовых напитков согласно изначально поставленной задаче определяли содержание в напитке активного начала (салидрозида) в соответствии с общепринятой методикой (ГФIX, 1990). 5. Изучение функциональных свойств готового продукта с целью подтверждения их действия проводилось в Институте медицинских проблем Севера СО РАМН (приложение 1).
Безалкогольные напитки по разработанным рецептурам оценивались по органолептическим показателям, по балльной шкале и по ряду физико-химических показателей. Органолептически напитки оценивались по внешнему виду, прозрачности, цвету, вкусу, аромату, насыщенности углекислотой. По этим же показателям проводилась балльная оценка. Система балльной оценки продуктов основана на обозначении показателей качества с помощью условной системы численных баллов с учетом весомости каждого показателя в общей оценке продукта. Балльная шкала использовалась для экспертной оценки качества продукции. В международной практике используется пятибалльная шкала оценки уровня качества продукции с определением коэффициента весомости показателей, сумма которых при 100-балльной оценке должна составлять 20. Таким образом, уровень качества определяется в процентах от оптимального уровня. В нашей стране пользуются 5-, 10-, 20- и 100-балльными системами (Исследования.., 1986). Для исследования нами была взята за основу 20-балльная шкала (табл. 3) для дегустационной оценки новых напитков.
Определение физико-химической, органолептической и коллоидной стабильности напитка в течение предполагаемого срока хранения проводили по стандартным методикам, предусмотренным действующими стандартами на безалкогольные напитки.
Влияние смены спектра облучения на накопление салидрозида в биомассе родиолы розовой
Перед перестановкой на голубой свет достоверных различий между рассматриваемыми режимами по содержанию салидрозида и в надземной биомассе, и в биомассе корневищ 54-суточных растений не было. При этом его содержание в надземной биомассе в 1,7 и в 1,8 раза соответственно превосходило значение в биомассе корневищ (табл. 8).Также, как и по урожаю биомассы, основная доля в общем содержании салидрозида на этом этапе приходилась на надземную часть.
При выращивании из семян на 14-ые сутки после перестановки с красного света на голубой свет, содержание салидрозида в надземной биомассе растений резко возрастает на 63,5% (табл. 8). В корневищах содержание салидрозида к этому времени возросло на 15,6%. Это подтверждает мнение ряда авторов о стимулирующем стрессовом воздействии смены светового фактора в период вегетации растения в отношении активизации биосинтеза вторичных метаболитов (Ловкова, 1981; Кузнецова и др., 1986; Шаин, 1989 и др.).
После перестановки растений с белого на голубой свет в растениях родиолы розовой, выращиваемой из семян, содержание салидрозида в надземной биомассе за 14 суток выросло на 28,6 %, в корневищах достоверных изменений не наблюдалось. При выращивании на постоянном белом свету на 68-е сутки вегетации достоверного изменения содержания салидрозида не наблюдалось (табл.8).
В общей биомассе растения перестановка на голубой свет в обоих случаях способствовала росту содержания салидрозида в ближайшие 14 суток: при перестановке с красного света на 40,0%, с белого на 12,8% (табл.8). При перестановке с красного на голубой свет прирост содержания салидрозида в большей степени обеспечивался за счет надземной биомассы, прирост в корневищах был в 4 раза ниже, чем в надземной биомассе. В сравнении с этим режимом при перестановке с белого света на голубой прирост значения данного показателя в надземной биомассе был в 2 раза меньше, а в корневищах изменение показателя не достоверно. У растений, выращиваемых на постоянном белом свету, изменений рассматриваемого показателя за эти 14 суток не наблюдалось.
При сопоставлении данных по накоплению салидрозида в стеблях и корневищах, зависимости, когда снижение показателя в стеблях влекло бы его рост в корневищах, не наблюдалось. Можно предположить, что, согласно теории Мокроносова (1981), под действием стрессового фактора изменения в фотосинтезе оказываются в несоответствии со скоростью эпигенетических процессов и ассимиляты синтезируются в большем количестве, чем их могут принять аттрагирующие центры (в данном случае корневища). Постепенно это приводит к накоплению в депонирующих зонах и в самом листе «избыточных» ассимилятов, чем и объясняется более заметный рост рассматриваемого показателя в надземной биомассе.
Режим перестановки с красного света на голубой в надземной биомассе и в корневищах дал наибольший эффект в накоплении салидрозида через 14 суток после перевода их на голубой свет - 63,5% и 15,6% соответственно от первоначального значения (при 28,1 и 3,7% в сравнении с режимом перевода с белого света на голубой).
Рассматривая влияние смены спектрального режима облучения на создание эффекта сдвига вторичного метаболизма в сторону его усиления в ближайшие 14 суток после перестановки на голубой свет, было отмечено, что в растениях родиолы розовой, выращиваемых из семян, такой эффект лучше всего проявляется в надземной биомассе: в режиме перестановки с красного света на голубой 63,2%, с белого света на голубой - 28,6% прироста содержания салидрозида (табл. 8).
Более слабый прирост (15,6%) за тот же период (14 суток) наблюдался и в корневищах растений, выращенных в режиме перестановки с красного на голубой свет. В остальных случаях такой прирост был недостоверным.
Таким образом, общим в реакции на смену спектрального состава света было увеличение общего содержания салидрозида через 14 суток после перестановки на голубой свет. Различием реакций растений на перестановку родиолы розовой на голубой свет в этих же режимах можно считать более интенсивное накопление салидрозида через 14 суток после перестановки в варианте с красным светом. Растения, выращиваемые на постоянном белом свету, по общему содержанию салидрозида уступали двум переменным режимам.
В целом из трех исследуемых спектральных режимов облучения для растений родиолы розовой, выращенных из семян, представляет интерес перевод с красного света на голубой. Этот режим следует рассматривать с учетом наиболее высоких показателей по накоплению биомассы растений и выхода салидрозида с единицы посевной площади.
Во всех экспериментах с растениями, полученными из семян, в надземной биомассе отмечалось более высокое накопление салидрозида, в среднем в 2 раза превышающее накопление в корневищах, что может представлять определенный интерес с точки зрения использования зеленой биомассы растения в качестве источника биологически активных веществ.
Обоснование постановки задачи, определение потенциального потребителя и объема потребления создаваемых безалкогольных напитков с использованием родиолы розовой
Анализ данных ряда авторов показал необходимость расширения ассортимента пищевых продуктов, в том числе безалкогольных напитков, в сторону увеличения доли продуктов функционального характера на основе натурального, экологически чистого сырья, как с целью профилактики профессиональных заболеваний, так и для массового оздоровления (Тутельян, 1996; Шишкина, Спрыжкова, 2001; Кудряшева, 1998, 1999 и др.). Потребление безалкогольных напитков может способствовать оздоровлению организма, профилактике заболеваний, поддержке обменных процессов в организме человека. Совершенно очевидно, что безалкогольные напитки тонизирующего действия с повышенным содержанием биологически активных веществ, дадут более существенный профилактический эффект.
Создание новых функциональных продуктов с широким спектром защитных функций и освоение технологии их промышленного производства для массового оздоровления людей путем профилактики в настоящее время актуальны и необходимы (Чепелева,1999; Шендеров, Манвелова, 1997; Орещенко,1999; Черняев и др., 2000 и др.).
В Сибирском регионе потребление продуктов с добавлением родиолы розовой оправдано как экологической обстановкой, так и высоким уровнем онкологических заболеваний. Известно, что биологически активные вещества родиолы розовой способствуют торможению роста опухолей и профилактике онкологических заболеваний (Саратиков, Краснов, 1987).
Таким образом, нами была поставлена задача разработки рецептур безалкогольных напитков функционального действия с добавлением родиолы розовой, выращенной в условиях светокультуры, которые гарантируют получение высококачественного экологически чистого сырья (Хайруллина, Чепелева, 1998).
При создании новых напитков следует учитывать существующее товарное предложение на рынке безалкогольных газированных напитков.
Определение потенциального потребителя разрабатываемого продукта и предполагаемого объема потребления напитка (с целью установления дозировок возможного действующего начала) основывалось на исследованиях существующего рынка подобной продукции и спроса населения.
Исследование товарного предложения на рынке безалкогольных газированных напитков г. Красноярска включало в себя анализ динамики наличия в продаже безалкогольной газированной продукции в разрезе видового ассортимента.
Для изучения ассортимента безалкогольных напитков, представленных в торговой сети города Красноярска, нами были изучены 50 крупных предприятий розничной торговли разных групп специализации, осуществляющих реализацию безалкогольных напитков (Арбузова. Хайруллина, 1999; Шишкина, Хайруллина, 2000; Рыбакова, Чепелева, Тихомиров, 2002 - в печати).
Анализ наличия в продаже безалкогольной газированной продукции в разрезе видового ассортимента показал, что наибольшее число магазинов (48-50 предприятий) реализует лишь 14 наименований продукции. Только в одном магазине имелись в продаже напитки серии «Напитки из Черноголовки» (7 наименований). Витаминизированные безалкогольные напитки были представлены продукцией компании «Тагарская» и продавались в ходе исследования в 25 магазинах.
На протяжении исследования количество предприятий, реализующих безалкогольную продукцию, увеличилось значительно по напиткам серии «Крейзи» («Пикра») - на 16%.
В ходе проведенного исследования была выявлена группа тонизирующих безалкогольных напитков, которая представлена следующими наименованиями: «Крейзи-кола», «Флеш», «Тархун», «Саяны», «Байкал», «Пепси», «Пепси лайт», «Кока-кола», «Кока-кола лайт», тониками «Эверес» и «Кинли». Причем, доля магазинов, реализующих напитки «Крейзи-кола», «Тархун», «Пепси», «Пепси лайт», «Кока-кола лайт», тоники «Эверес» и «Кинли» к концу исследования возросла на 2-6%. На конец исследования число магазинов, осуществляющих продажу остальных наименований, не изменилось. Тонизирующие напитки на натуральном растительном сырье (в том числе с родиолой розовой) и природной минеральной воде в исследуемый период в реализации представлены не были.
В целом, в ходе анализа было выявлено, что доля тонизирующих безалкогольных напитков в общем объеме представленных в реализации безалкогольных напитков снизилась за счет увеличения доли выпуска питьевой газированной воды, дешевых газированных напитков на синтетических основах, увеличения количества подобной продукции и производителей. Немаловажным фактором снижения данного показателя стало и то обстоятельство, что от выпуска ряда тонизирующих напитков производители отказались (Саяны, Бахмаро, Старт и др.) по причине недоступности, в том числе и ценовой, растительного сырья, входившего в их состав, а также, не желая продвигать на рынке продукцию с традиционными наименованиями, устраняя тем самым возможную конкуренцию. Другие напитки, наиболее популярные среди потребителей в силу специфических вкусо-ароматических достоинств, производители заменили синтетическими аналогами, полностью исключив из рецептур натуральное растительное сырье (Тархун, Байкал).
В настоящее время тонизирующие напитки на рынке безалкогольной продукции представлены в основном за счет напитков типа Cola различных производителей, которые отличаются между собой составом, ценой и качеством (38,5% от общего числа тонизирующих напитков) (табл.1 прил.1, рис.1 прил.2). Тоники, не являющиеся полностью самостоятельным продуктом и используемые в основном для смешивания с алкогольными напитками, составляют среди тонизирующих напитков 30,7 %. Редко встречаются так называемые «энергетические» напитки на основе стимуляторов типа кофеина, теобромина (7,7%), использование которых специалистами в области питания (Орещенко,1999; Орещенко, Дурнев, 1999) ставится под сомнение. При этом, доля тонизирующих напитков в общем объеме безалкогольных газированных вод составляет 10,9% (рис.2 прил.2), а в группе тонизирующих наибольшая доля напитков типа Cola - 4,2%, менее 1% (0,8%) приходится на напитки типа «Саяны» и энергетические (табл. 1 прил.1).
В целом исследование наличия в продаже безалкогольных газированных напитков в г. Красноярске показало достаточность товарного предложения напитков на синтетических эссенциях, среди которых незначительную долю составляют витаминизированные (4,3%) и тонизирующие безалкогольные напитки (10,9%), и отсутствие в продаже напитков на натуральном сырье.
При определении предполагаемого объема потребления создаваемых напитков, основывались на нормах потребления напитков потребителями с учетом данных литературы (Белов, Михайлович, 1999) и данных опроса потенциальных потребителей. Согласно литературным данным, средняя потребность в жидкости в сутки составляет 1,5 - 2,5 литра с учетом жидкости, поступающей с пищей (1 - 1,5 л в виде свободной жидкости, около 1 л из пищевых продуктов и 0,3 - 0,4 л образуемой в ходе метаболизма в организме). Нормы потребления зависят от вида деятельности человека, от сезона и ряда других факторов. Известно, что при повышенной физической активности объемы потребляемой жидкости могут существенно возрастать до 3-4 л в сутки; между сезонами колебания в потреблении жидкости составляют от 2 до 2,5 л в холодное время года, до 3 - 4 л в жаркое время. В том и другом случаях выравнивание потерь воды в организме путем ее приема физиологически обоснованно (Дубровский, 1998, 1999; Белов, Михайлович, 1999). Однако, при определении предполагаемых объемов потребления напитков необходимо учитывать и покупательские предпочтения.
Нами была проведена оценка спроса и анализа потребительских предпочтений на безалкогольную продукцию методом анкетирования.
По объемам потребления безалкогольной газированной продукции (табл. 19) предпочтения респондентов распределились следующим образом (основное содержание табл.19 опубликовано: Рыбакова и др., 2002). В холодное время года наиболее предпочтительным объемом и частотой потребления является разовая упаковка объемом от 1 до 1,5л один раз в неделю - 43,7%. Летом это соотношение существенно изменяется: наибольший процент потребителей предпочитает потреблять по 0,5-1 л безалкогольных газированных напитков в день - 49,3 %, несколько меньше респондентов (38,3%) - до 1,5-2,0 л в день.
