Введение к работе
Актуальность проблемы. Питание является одним из основных и постоянно действующих факторов, влияющих на здоровье человека. Вместе с тем качество продовольственного сырья и пищевых продуктов по многим показателям остается неудовлетворительным.
Недостаточное обеспечение населения страны
высококачественными продуктами литания, отвечающими критериям безопасности и имеющими диетическую направленность, не позволяет эффективно осуществлять профилактические мероприятия, особенно в условиях неблагоприятной экологической обстановки.
Дефицит белка животного происхождения в рационах питания значительной части населения составляет более 25%, аскорбиновой кислоты — 70—80%. У одной трети населения выявлена недостаточная обеспеченность витаминами группы В, РР, каротином, фолиевой кислотой, имеет место дефицит минеральных элементов (железо, кальций), а также избыточное потребление тугоплавких жиров и углеводов. Широко распространены среди различных групп населения железо — дефицитные состояния и анемия. [Толстогузов В.В 1978; Высоцкий В.Г.,1987; Спиричев В.Б.,1994; Тутельян В А, 1996]
Данная ситуация характерна для многих стран мира, что привело к росту так называемых "болезней цивилизации" (атеросклероз, гипертония, диабет, гиперхолестеринемия, полипы, дивертикулез и рак толстого кишечника).
В связи с этим перед нутрициологами и специалистами пищевой промышленности ставятся задачи по улучшению структуры питания населения за счет разработок новых технологий получения дополнительного количества пищевых веществ и создания рецептур изделий высокой пищевой и биологической ценности, диетической и профилактической направленности.
В решения этой проблемы, особенно в получении полноценного белка, основное внимание уделяется рациональному использованию на пищевые цели всего имеющегося продовольственного потенциала, прежде всего, резервов мясной и молочной промышленности. Установлено, что
Автореферат диссертации нз соискание учрнпй степени диктора медицинских наук
наименее полно утилизируются белки боенской крови крупного рогатого скота, обезжиренное молоко, а также белковые ресурсы моря из-за отсутствия эффективных технологий их переработки [Кизеветтер И.А.,1980; Горбатов В.М. и др., 1987; Петров В.А., 1993; Молочников В.В., 1994]. Существующие технологии позволяют переработать только около половины собираемой боенской крови на пищевые цели, в основном, в виде сьшоротки или плазмы [Салаватулина P.M., 1985].
Исходя из вьплеизложенного, решение проблемы изыскания и обоснование возможности получения дополнительных источников белка во многом связано с развитием мало- и безотходных технологий как основы рационального использования пищевых ресурсов [Горшков А.И., Суханов Б.П. 1987; Зайцев В.П.,1989; Рогов И.А., 1992]. Большой научный и практический интерес представляет возможность применения новых ресурсосберегающих технологий и биотехнологий ферментативного извлечения животного белка из отходов мясной промышленности, а также использование получаемых продуктов в рецептурах изделий массового потребления и специального назначения.
Анализ основных направлений развития технологий переработки пищевого сырья позволил установить, что ведущие зарубежные фирмы сосредоточили свое внимание на поиске экономических способов более полной утилизации отходов пищевой промышленности. Так, в США только за счет рационального использования отходов мясного производства дополнительно увеличен вьшуск мясопродуктов более, чем на 50%. Это подтверждает чрезвычайную актуальность проведения подобных разработок и в России. Вместе с тем внедрение новых технологий в нашей стране сдерживается отставанием медико-биологических исследований, обеспечивающих объективную оценку безопасности и качества вырабатываемой пищевой продукции, контролируемой действующим санитарным законодательством [Тутельян В.А., Высоцкий В.Г.,1989; Лапардин М.П., 1994;Текеев А.М., 1995]. Это в полной мере относится и к ряду традиционных технологий переработки, которые используются в пищевой промышленности без гигиенической оценки и не всегда обеспечивают сохранность пищевой и биологической ценности продукта [Кузнецов В.Д., 1979; Майструк
Меднко биологическое обоснование ресурсосберегающих технологий переработки вторичного мясного сырья и
производства продуктов питания массового и специального назначения
П.Н. и др., 1983; Суханов Б.П., 1987].
До настоящего времени остаются нерешенными вопросы медико-биологического обоснования рационального включения в рецептуры комбинированных продуктов белка, полученного из сырьевых отходов пищевой промышленности, для создания изделий повседневного и лечебно—профилактического назначения.
Наиболее оправданным способом использования вторичных источников белка является разработка новых комбинированных изделий на основе традиционных продуктов.
Вместе с тем, при создании таких продуктов часто руководствуются лишь технологическими и потребительскими характеристиками, не учитывая при этом гигиенических требований к их качеству [Рогов И.А., 1986, 1987; Керимова М.Г., 1986].
Остаются неизученными возможные лечебные и профилактические свойства изделий, включающих пищевые вещества, полученные из ранее малоутилизируемых источников. В ассортименте продуктов, выпускаемых нашей пищевой промышленностью, недостаточно представлена группа изделий профилактического назначения "Здоровье", а также продукты специального лечебного применения. Их в определенной степени заменяют диетические изделия, потребность в которых постоянно растет [Самсонов М.Л. и др., 1993; Дубцов Г.Г., 1995].
Внедряемые в промышленное производство продукты, полученные по новым технологиям и рецептурам, за редким исключением, не имеют сведений о биологической ценности, что ставит такие исследования в ранг первостепенных.
Настоящая работа выполнялась в рамках Всесоюзной научно —исследовательской программы С—10 "Программа развития научных исследований и ускорения внедрения достижений медицинской науки в отрасли агропромьплленного комплекса на период до 1990 г.", научно-технической программы ГКНТ 0.39.01. "Продовольствие", комплексной программы ГКНТ при СМ СССР ОЦ-ОЗО "Развитие производства биологически полноценных пищевых продуктов на основе комплексного использования сырья и снижения его потерь", программ ГКНТ № 38 "Пищевые продукты" (п.п. 12.04.Т. и 12.04.01), "Развитие исследований в области разработки и создания препаратов и
Автпррфррат дисхрртации на соискание ученой стрпрни доктора мгдицинских наук
продуктов питания, обладающих лечебно-профилактическим действием" (п.03.05.Т.), Государственной республиканской программы неотложных мер на 1990—1992 годы по ликвидации последствий катастрофы на ЧАЭС. Исследования, связанные с разработкой изделий, содержащих повышенное количество железа, проводились в соответствии с заданием ГКНТ (письмо № 35 - 24/447 от 11.11.86). Выполненная работа осуществлялась также согласно плана научных исследований ММА им. И.М. Сеченова по проблемам: "Социально—гигиенические условия и здоровье населения" (номер, гос. регистрации 01.86.005219, 01.86.0031823), "Гигиеническая оценка новых продуктов питания, полученных в результате воздействия различных способов технологической обработки" (номер гос. регистрации 01.86.0046524).
Автор принимал непосредственное участие в вьшолнении гигиенических и медико-биологических исследований по всем разделам диссертации. Самостоятельно сформулированы цель и задачи, разработана программа и определены направления, объем и методы исследований, проведены анализ и обобщение результатов экспериментальных работ и данных литературы. При решении поставленных задач в выполнении исследований принимали участие сотрудники ВНИКИМП (Неклюдов А.Д., Федорова Н.В., Зырина Л.К., Васиев РА), МКИЦ (Байхожаева Б.У.), ВНИИМП (Подарян И.М.), НПО "Комплекс" (Прокушенков П.А.), ВЗИПП (Дубцов Г.Г.). При проведении клинических исследований принимали участие сотрудники кафедры хирургии № 2 ММА им. И.М. Сеченова под руководством д.м.н. Гордеевой П.С.
Цель и задачи исследования
Цель настоящей работы — дать медико—биологическую
оценку и гигиеническое обоснование разработки новых и
совершенствованию имеющихся ресурсосберегающих
технологий переработки вторичного сырья пищевой промышленности и рациональному его использованию при производстве продуктов питания массового, диетического, профилактического и лечебного назначения.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
1. Дать медико-биологическую оценку традиционным и новьпуі технологиям получения белковых продуктов из боенской
Медико-биологичрскор обоснование ррсупсосбгрєгающих технологий переработки вторичного мясного сырья к прончводста продуктов питання массового и специального назначрния
крови крупного рогатого скота (сухих препаратов боенскои крови, концентрированной и консервированной плазмы крови, осветленных и обесцвеченных белков крови).
2. Оценить влияние новой технологии комплексной
безотходной переработки боенскои крови (биотехнология
получения гидролизатов крови) на показатели качества продуктов.
-
Обосновать возможность рационального использования белков и гидролизатов боенскои крови, а также их обогащенных форм при производстве пищевых продуктов.
-
Обосновать новые технологии и разработать рецептуры мясопродуктов с белками боенскои крови для массового потребления и специального назначения. Провести их биологическую оценку и клиническую апробацию.
-
Дать медико —биологическую оценку новой технологии электрохимической активации крови крупного рогатого скота и обосновать возможность оптимального использования активированных крове—жировых композиций в рецептурах колбасных изделий.
-
Обосновать новые технологии и разработать рецептуры производства хлебобулочных изделий и мясных консервов профилактического и лечебного назначения, обогащенных легко усвояемым железом боенскои крови, абрикосовой и костной муки. Провести медико-биологическую оценку и проверку антианемической эффективности новых изделий.
-
Дать медико—биологическое обоснование и разработать пищевые продукты с использованием в рецептурах белкового гидролизата мидий, соевого белка и витаминных комплексов для питания населения, проживающего в экологически неблагоприятных районах аварии Чернобыльской АЭС.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. В результате проведенных исследований получены новые данные о влиянии традиционных и перспективных ресурсосберегающих технологий переработки боенскои крови крупного рогатого скота на показатели качества получаемых продуктов и обоснована возможность более полного использования данного сырья для пищевых целей. Впервые научно обоснованы и апробированы различные режимы термической обработки крови, новые методы концентрирования плазмы, а также химические и физические способы осветления крови. Предложен комплексный медико —
Автореферат дигсрртации на соисканир учоной степени доктора медицинских наук
биологический подход, позволяющий оценить степень влияния предлагаемых способов и методов обработки исходного сырья на пищевую и биологическую ценность продукта с позиции выбора оптимальных режимов, обеспечивающих максимальную сохранность этих показателей и соблюдение гигиенических регламентов.
С учетом медико-биологических требований впервые проведен теоретический анализ и обоснована возможность создания, а также применения оптимальных парных композиций из белков боенской крови и их гидролизатов с молочно-белковыми концентратами, полученными по новой комплексной безотходной технологии переработки молочного сырья с использованием полисахаридов.
Впервые осуществлена медико-биологическая оценка нового безотходного метода сочетанного энзиматического гидролиза белков крови крупного рогатого скота комплексньпли ферментными препаратами дрожжевой биомассы с последующим кислотньш расщеплением непрогидролизованных белковых структур. Доказана возможность применения безотходной биотехнологии для получения гидролизатов белков крови и их использования в пищевой промышленности
Впервые изучено влияние нового способа консервирования цельной крови крупного рогатого скота с помощью униполярной электрохимической активации на гигиенические показатели качества сырья и биологическую ценность содержащих ее мясопродуктов.
Многоплановые медико—биологические и клинические исследования позволили обосновать возможность и оптимальные уровни применения в рецептурах мясопродуктов, хлебобулочных и молочных изделий белков из вторичньк источников, а также создать новые рецептуры продуктов массового, диетического и лечебно-профилактического назначения, обогащенных легко усвояемьм железом, минеральным и витаминньш комплексом и объединенных в группу "Здоровье".
Полученные результаты могут быть положены в основу создания нового направления в нутрициологии: "Разработка пищевых продуктов массового потребления и специального назначения с использованием ресурсосберегающих технологий".
Научная новизна осуществленных разработок подтверждена
Медико (іиологи'іеское обоснование ресурсосоерегяюгцнх технологии персраоотки ВТОРИЧНОГО МЯСНОГО СЫрЬЯ и производства продуктов питання массового и специального назначения
двумя авторскими свидетельствами на изобретение №1789166 от 26.02.90 "Способ приготовления мучных изделий", №1720179 от 15.11.91. "Мясной продукт для диетического питания", а также положительным решением ВНИИ ГПЭ на выдачу патента на изобретение №95-105464/14 от 11.04.95 "Противоанемическое средство".
Практическая значимость и внедрение результатов исследования.
Практическая значимость исследования подтверждается
широким внедрением результатов вьшолненной работы. Получили
ме дико—биологическое обоснование новые
ресурсосберегающие технологии переработки боенской крови крупного рогатого скота, обеспечивающие полное и рациональное ее использование для пищевых целей.
Доказано практическое преимущество физических методов осветления белков крови в сравнении с химическими. Обоснованы современные технологии концентрирования плазмы крови методом ультрафильтрации и криоконцентрации, а таюке оптимальные рецептуры и режимы эмульгирования крове — жировых композиций для получения продуктов с максимальными показателями биологической ценности.
Медико-биологические исследования позволили внедрить новую безотходную биотехнологию получения гидролизатов белков крови, что значительно повьппает степень их утилизации и увеличивает производство перспективных источников полноценного азота для пополнения белковых и продовольственных ресурсов страны.
Обоснована возможность стабилизации и консервирования цельной крови без применения химических реагентов при униполярной электрохимической активации. Даны рекомендации по использованию активированных крове—жировых композиций в рецептурах колбасных изделий с высокими показателями биологической ценности, сниженной на 30—40% дозой вводимого нитрита натрия и устойчивых в хранении.
Создана группа пищевых продуктов "Здоровье" с диетическими и лечебно—профилактическими свойствами, которая рекомендована нами для массовой профилактики и лечения железодефицитных состояний, а таюке для питания населения, проживающего на территориях, пострадавших от
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
аварии ЧАЭС, и лиц контактирующих с ионизирующим излучением.
Практический вклад работы заключается также и в
гигиеническом обосновании дальнейшего развития
ресурсосберегающих технологий переработки пищевого сырья, что будет способствовать увеличению продовольственного потенциала страны.
Наши данные и рекомендации учтены при разработке документов союзного и республиканского значения:
-
"Технологические рекомендации по обогащению витаминами и минеральными элементами хлебных изделий на хлебопекарных предприятиях в зоне, пострадавшей от аварии на Чернобыльской АЭС", утверждены 29.09.92 Комитетом по хлебопродуктам РФ (рекомендации направлены в 14 областей России).
-
"Мероприятия по рациональному использованию сырья при переработке мясных продуктов на 1988-1989 г. по Госагропрому УзССР", утверждены Госагропромом УзССР, согласовано с МЗ СССР.
-
"Технологическая инструкция по применению белково — жировой композиционной смеси при производстве колбасных изделий", утверждена Госагропромом УзССР, 12.08.89.
-
"Технологическая инструкция по использованию белковых добавок при выработке колбас 1 с. и 2 с", утверждена Госагропромом СССР, 08.10.83.
-
"Разрешение МЗ СССР на использование сернокислого железа и сухой белковой смеси — препарат из крови, при выработке хлебных изделий". Письмо №40—5/12—25 от 23.04.87.
-
Методическое письмо "Физиолого—гигиенические рекомендации по организации режима дня воспитанников (1-1Х классов) школ—интернатов для детей—сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, и школ—интернатов общего типа", утверждено МП СССР, 1988 г.
Данные диссертационной работы были использованы при разработке и утверждении пяти Опытно-промышленных регламентов и нормативно-технической документации (НТД) на производство пищевых продуктов массового потребления и специального назначения, а также следующей НТД:
ТУ-49 864-82 колбаса "Южная";
Мілино биологической обогиптшіне ресурс осбррргающи* технологий переработки вторичного мятого сырья и производства продуктов питания массового и специального нлінячрния
ТУ-10 РФ 575-90 паштет мясной "Новинка";
ТУ-9 РФ 11 -136-92 сухари "Свенские";
ТУ-10-02-789-73-91 "Продукты молочные желеобразные с растительными белками";
ТУ-10-02-789-72-92 простокваша "Особая";
ТУ-10-02-789-97-92 "Молоко соевое пастеризованное";
ТУ-10 -1186 - 94 сметана "Домашняя";
ТУ-10-02-02-789-123-93 паста творожная "Любительская";
ТУ-10-1188-94 паста творожная "Бутербродная";
Изменение №3 к ОСТУ-10-02-02-1-86 "Напитки кисломолочные".
В настоящее время промышленное производство разработанных новых хлебо —булочных изделий диетического и лечебно-профилактического назначения налажено на АООТ "Большевик", Норильском и Брянском хлебокомбинатах; колбасных изделий с белками активированной цельной крови - на Амалыкском, Самаркандском и Чирчикском мясокомбинатах Узбекистана; консервов из мяса цьшлят для лечебного питания -на ЭПО НПО "Комплекс" и Тихорецком ЗМДК; паштетных изделий с гидролизатом "МИГИ-К" - на Клинцовском мясокомбинате; молочных продуктов для диетического и лечебного питания — на комбинате г. Истра, а также молочных предприятиях ряда областей России и стран СНГ.
Результаты исследования будут также использованы при совершенствовании действующих и разработке новых технологий производства пищевых продуктов. Теоретические, методические и практические аспекты работы внедрены в учебный процесс ряда ВУЗов страны.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 45 работах в центральных научных журналах, материалах всесоюзных и республиканских съездов, конференций, международных конференций (Торонто, Гаага, Москва), трудах академических и отраслевых институтов.
Лпробация работы. Материалы диссертации докладывались на съездах гигиенистов Азербайджана (1981), Узбекистана (1981,1987); XXI Международном мясном конгрессе (1982); Всесоюзной научно—технической конференции "Проблемы безотходной технологии в молочной промышленности
\ґ^-і *\ Лнтпр(ч{урат диг.гпртации на гоигкяние учгіюй стрпгни Д[жтора_ медицинских наук
(Ставрополь, 1988); Всесоюзной конференции "Химия пищевых добавок" (Черновцы, 1989); VI Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья" (Москва, 1989); Всесоюзном симпозиуме "Микроэлементозы человека" (Москва, 1989); Республиканской научно-технической конференции "Интенсификация технологии и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК' (Киев, 1989); III Всесоюзной научно—технической конференции "Проблемы индустриализации общественного питаниях (Москва, 1990); Научной конференции с международным участием "Питание: здоровье и болезнь" (Москва, 1990); Всесоюзной научно-технической конференции "Качество сырья мясной промышленности, методы оценки и пути рационального и эффективного его использования" (Москва, 1990); 4-й Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка комбинированных продуктов питания (медико -биологические аспекты технология, аппаратное оформление, оптимизации)" (Кемерово, 1991); Научной конференции "Проблемы рационального питания детского и взрослого населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС" (Брянск, 1993); 1-ом Международном научном конгрессе "Традиционная медицина и питание: теоретические и практические аспекты" (Москва, 1994); Международном симпозиуме "Биологически активные добавки пищи-нутрицевтики - и их использование с профилактической и лечебной целью при наиболее распространенных заболеваниях" (Тюмень, 1995).
Диссертация апробирована на заседании межкафедральной конференции медико-профилактического факультета ММА им. И.М. Сеченова 10 октября 1996 г.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Медико-биологическое обоснование нового направления использования в питании населения дополнительных источников пищевых веществ из вторичного пищевого сырья, полученного на основе ресурсосберегающих технологий.
-
Необходимость углубленной гигиенической оценки влияния способов и режимов технологической переработки вторичного пищевого сырья с целью выявления наиболее оптимальных технологий, сохраняющих высокие показатели
Медико-биологическое обоснование ресурсосберегающих технологий переработки вторичного мясного сырья и
производства продуктов питания массового и специального назначения
пищевой и биологической ценности продукта, и возможности его использования при разработке продуктов питания массового, диетического и лечебно—профилактического назначения.
-
Использование в безотходной биотехнологии переработки боенской крови метода энзиматического гидролиза белков комплексными ферментными препаратами биомассы пивных дрожжей , позволяющего максимально сохранить биологическую ценность исходного сырья и повысить аминокислотную сбалансированность гидролизата крови.
-
Гигиеническое обоснование метода электрохимической активации пищевой цельной крови и ее водных растворов для повышения устойчивости в хранении и рациональное их использование в рецептурах комбинированных продуктов питания.
-
Необходимость создания на основе прогрессивных ресурсосберегающих технологий продуктов питания группы "Здоровье" для населения, проживающего на экологически неблагоприятных территориях, а также для профилактики и лечения железодефицитных состояний.
Структура и объем диссертации: