Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор 7
1.1. Гигиенические основы питания 7
1.2. Перспективы использования пантов марала 14
1.3 Биологически активные препараты из пантов оленя 24
1.4 Заключение по обзору литературы и задачи исследования 39
2. Методика выполнения работы 42
2.1. Организация и схема эксперимента 42
2.2. Объекты исследований 43
2.3. Основные методы исследований 44
3. Результаты исследований и их обсуждение 48
3.1. Изучение состава и свойств пантамара-С и пантогематогена в связи с их использованием в молочной промышленности 48
3.1.1 Азотистые вещества 49
3.1.2 Органические кислоты 56
3.1.3 Неорганические анионы 59
3.1.4 Катионы 63
3.1.5 Витамины 67
3.2. Влияние препаратов пантогематоген и пантомар-С на свойства продукта йогуртного 72
3.2.1 Влияние дозы препаратов пантогематоген и пантомар-С на органолептические свойства продукта йогуртного 72
3.2.2 Влияние дозы внесения препарата пантогематоген на продолжительность сквашивания продукта йогуртного 79
3.2.3 Влияние стадии внесения препарата пантогематоген на состав и свойства продукта йогуртного 80
3.2.4 Влияние температурной обработки на состав и свойства продукта Йогуртного, обогащенного препаратом пантогематоген... 82
3.2.5 Реологические свойства продукта йогуртного 85
3.3 Исследование показателей качества продукта йогуртного, обогащенного препаратом пантогематоген в процессе хранения 87
3.4 Исследование сохранности железа в продукте йогуртном, обогащенном препаратом пантогематоген в течение срока хранения. 90
3.5 Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии продукта йогуртного 92
3.5.1. Рецептура и технологическая схема производства 92
3.5.2. Состав и свойства продукта йогуртного 98
3.5.3. Оценкахранимоспособности 100
3.5.4. Эффективность выработки 104
Выводы 110
Список использованных источников 112
Приложения 130
- Перспективы использования пантов марала
- Основные методы исследований
- Влияние препаратов пантогематоген и пантомар-С на свойства продукта йогуртного
- Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии продукта йогуртного
Введение к работе
Питание - один из важнейших факторов, определяющих здоровье нации в целом и наше здоровье в частности. Продукты питания должны не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в питательных веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции. Одним из выдающихся достижений конца XX века является создание концепции функционального питания, т.е. включение в ежедневный рацион человека разнообразных продуктов, которые при систематическом употреблении обеспечивают организм не только энергетическим и пластическим материалом, но и регулируют физиологические функции, биохимические реакции и психосоциальное поведение человека.
Основной ценностью человека является здоровье. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения здоровье - это многофакторная зависимость, определяемая социальным, экономическим и политическим развитием общества, психофизиологическими и медицинскими аспектами. Состояние здоровья человека во многом зависит от питания.
Среди пищевых факторов, имеющих особое значение для здоровья, важнейшая роль принадлежит полноценному и регулярному снабжению организма человека всеми необходимыми микронутриентами: витаминами и жизненно важными минеральными веществами.
Реализация Концепции государственной политики в области здорового питания подразумевает разработку рецептур и технологий новых обогащенных продуктов, позволяющих при их регулярном потреблении ликвидировать дефицит макро- и микронутриентов.
Усиление тенденции к здоровому образу жизни в России привело к тому, что потребители стали уделять больше внимания правильному режиму и рациону питания. Вследствие этого вырос интерес к потреблению продуктов специального назначения, обогащенных определенными функциональными ингредиентами, из которых в Сибирском регионе
5 наиболее актуальны и крайне необходимы для использования в питании населения такие, как йод, кальций, железо, витамины.
В условиях вредных экологических воздействий по-прежнему актуальны исследования препаратов, обладающих адаптогенным, антистрессовым и тонизирующим свойствами.
Уникальным природным источником биологически активных веществ животного происхождения являются представители дальневосточной фауны: маралы (Cervus elaphus sibincus), пятнистый (Cervus Nippon) и северный (Rangifer tarandus) олени. Практически все органы оленей, наряду с пантами (не окостеневшие, покрытые бархатистой шкурой рога), издавна применяются в народной медицине и имеют большой спрос в странах Юго-Восточной Азии (Китай, Корея, Япония).
Исследованиям в области изучения химической природы, биологической активности известных препаратов из пантов (пантокрина, рантарина) уделялось много внимания, что отражено в работах Брехмана И.И., Добрякова Ю.И., Юдина А.Н. (1968, 1969, 1978), Силаева А.Б. (1968, 1975), Сухарева-Немакова Н.Н. (1975), Поповой М.В. (2006), Володкиной А.И. (2009), Кайзер А.А. (2007), Иванкиной Н.Ф. (2003). Однако изучение природы химических соединений, препаратов, обладающих столь широким спектром фармакологических эффектов, очень актуально и активно продолжается.
Препараты на основе продуктов пантового оленеводства являются наиболее эффективными и безопасными адаптогенами на планете. Они содержат минеральные соли, сложные органические соединения, ферменты, высокие концентрации гормоноподобных веществ, витаминов и аминокислот. Их применение, как известно, повышает энергетику организма, улучшает кровоток, способствует регенерации тканей, особенно эффективно ускоряет восстановление мышечной ткани после ее повреждения в результате интенсивных физических нагрузок, а также замедляет процессы старения организма.
В связи с этим обоснована актуальность разработки научно-практических основ обогащения наиболее потребляемых молочных продуктов БАД органического происхождения (в частности пантов), физиологическая доступность которых соответствует особенностям настроек физиолого-биохимических механизмов человеческого организма, а также продиктована необходимостью укрепления и расширения технологической базы молочной промышленности для производства функциональных продуктов на их основе.
При выполнении работы изучено влияние сггадий, дозы, температуры обработки пантов марала на физико-химические, микробиологические и органолептические показатели йогуртного продукта.
По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе в журнале «Достижение науки и техники АПК» (рекомендован ВАК).
Перспективы использования пантов марала
В 90-х гг. XX в. состояние здоровья населения России ухудшилось: сократилась средняя продолжительность жизни, возросла общая заболеваемость и смертность. У большей части детского и взрослого населения выявлены нарушения питания, обусловленные как недостаточным потреблением пищевых веществ, в первую очередь витаминов, макро- и микроэлементов (кальция, йода, железа и др.), так и нерациональным их соотношением. Недостаток витамина С установлен у 80-90 % обследуемых людей; 40-80 % населения испытывают недостаток в витаминах Bi; В2, Be, РР и фолиевой кислоты. В большинстве регионов России поливитаминный дефицит сочетается с недостаточным поступлением йода, кальция, фтора, железа и других микроэлементов [18,15, 62].
Дефицит микронутриентов (витаминов и минеральных веществ) является острейшей проблемой в области питания во всех странах мира. Обширный мировой и отечественный опыт свидетельствует о том, что наиболее эффективным и экономически доступным способом кардинального улучшения обеспеченности населения микронутриентами является регулярное включение в рацион специализированных пищевых продуктов массового потребления, в частности молочных, обогащенных витаминами, макро- и микроэлементами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека [52].
Оптимизация качественного и количественного состава продуктов, потребляемых основной массой населения, - важнейшая задача современной медицины и гигиены питания.
Покровский В.И. совместно с группой ведущих ученых в области гигиены питания и здравоохранения в книге «Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни» пишет, что формула пищи XXI века -это постоянное использование в рационе, наряду с традиционными, натуральными пищевыми продуктами, продуктов из генетически модифицированных источников с улучшенными потребительскими свойствами и повышенной пищевой ценностью, а также продуктов с заданными свойствами, биологически активных добавок к пище (БАД), концентратов микронутриентов и других минорных непищевых биологически активных веществ [102,103,135,138].
Систематизированы имеющиеся данные о возможных безопасных для здоровья путях эффективной компенсации дефицита ежедневно требующихся организму аминокислот, витаминов и минеральных веществ, одним из которых является создание пищевых продуктов поликомпонентного состава с заданными защитными свойствами. Развивается теория использования БАД, способствующих профилактике ряда заболеваний, повышению иммунитета, укреплению способности нормального воспроизводства, полноценного. роста и развития детей, коррекции функциональной активности отдельных органов и систем, регулированию микробиоценоза кишечника, выведению из организма чужеродных веществ и продуктов метаболизма, повышению умственной и физической активности. Концептуально проблема рассмотрена с позиций разработки теоретических основ, производства, реализации и потребления функциональных продуктов. Зарубежные исследователи определяют три основных качества функциональных продуктов: высокая пищевая ценность; привычные вкусовые качества; благотворное физиологическое воздействие. Отечественные ученые определяют функциональные продукты как продукты, которые должны быть полезными для здоровья и не причинять организму человека вреда [1, 53, 54,63,99,127,134].
Таким образом, в результате анализа и обобщения литературных данных установлена необходимость поиска новых источников пищевого сырья с высокими медико-биологическими показателями, направленными лечебно-профилактическими и защитными свойствами, а также показана актуальность обогащения привычных, традиционных продуктов повседневного питания биологически активными ингредиентами с целью придания им функциональных свойств.
В связи с этим обоснована актуальность разработки научно-практических основ обогащения наиболее потребляемых молочных продуктов БАД органического происхождения, физиологическая доступность которых соответствует особенностям настроек физиолого-биохимических механизмов человеческого организма, а также необходимость укрепления и расширения технологической базы молочной промышленности для производства функциональных продуктов на их основе [7, 8, 13,14, 34,139].
С глубокой древности и до настоящего времени одним из важнейших источников лекарственного сырья для традиционной восточной медицины являются марал и пятнистый олень. Для этих целей используют 13 органов и части тела этих животных и прежде всего рога, панты, а также мясо, кровь, сухожилия, хвосты, пенисы, кости, жир и т.д [79].
По утверждению экспертов Алекса Дуарта (Alex Duarte) и Джона Абдо (Jonn Abdo), препараты на основе продуктов пантового оленеводства являются самыми эффективными и безопасными адаптогенами на планете. Они содержат минеральные соли, сложные органические соединения, энзимы, высокие концентрации гормоноподобных веществ, витаминов и аминокислот. Их применение, как известно, повышает энергетику организма, улучшает кровоток, способствует регенерации тканей, особенно эффективно ускоряет восстановление мышечной ткани после ее повреждения в результате интенсивных физических нагрузок, а также замедляет процессы старения организма [4, 157, 158, 159, 160, 161].
Основные методы исследований
Для решения поставленных задач использовали стандартные, общепринятые методы исследования свойств сырья и качества готовой продукции (физико-химические, биохимические, микробиологические).
Отбор проб и подготовку их к анализу проводили по ГОСТ 9225, ГОСТ 26809, ГОСТ 26929.
Массовую долю аминокислот определяли методом ионообменной хроматографии после кислотного гидролиза белков на аминокислотном анализаторе «Aracus». Метод заключается в хроматографическом разделении смеси аминокислот, после чего аминокислоты количественно реагируют с нингидрином при температурах от 100 до 130С. Идентификация аминокислот происходит через точно определенное время удержания при хроматографическом разделении.
Определение массового содержания водорастворимых витаминов, катионов, неорганических анионов, органических кислот проводили методом капиллярного электрофореза «Капель 105». Метод основан на миграции и разделении анионных форм анализируемых компонентов под действием электрического поля вследствие их различной электрофоретической подвижности с последующей регистрацией.
Массовую долю макро- и микроэлементов определяли по справочным материалам [61,119].
Определение общего азота/белка проводили по методу Дюма, основанному на измерении теплопроводности молекулярного азота, образующегося после сжигания анализируемого образца при температуре около 1000С в атмосфере кислорода и последующего восстановления всех образующихся оксидов азота при помощи восстанавливающего агента, с использованием анализатора белкового азота RAPID N Cube (Elementar, Германия). На этапе пробоподготовки пробу таблетировали с использованием фольги, не содержащей азота.
Полученные данные подвергались стандартной статистической обработке на персональном компьютере INTEL PENTIUM 4, используя програмные продукты «МультиХром» (версия 1,5), «RapidN», «AminoPeak» [42].
Органолептические показатели определяли по 10 - балльной системе [112]. Физико-химические показатели определяли по стандартным методикам [69, 85]: массовой доли влаги по ГОСТ 30305.1.
Массовую долю сухих веществ определяли по ГОСТ 3626. Метод основан на высушивании навески исследуемого продукта при постоянной температуре.
Массовую долю жира определяли кислотным методом Гербера по ГОСТ 5867. Метод основан на выделении жира из молока и молочных продуктов под действием концентрированной серной кислоты и изоамилового спирта с последующим центрифугированием и измерением объема выделившегося лшра в градуированной части жиромера.
Массовую долю сахарозы определяли методом йодометрического титрования по ГОСТ 3628. Метод основан на окислении редуцирующих Сахаров, содержащих альдегидную группу, йодом в щелочной среде. Массовую долю сахарозы вычисляли по разности между количеством взятого и неизрасходованного йода, определяемого титрованием.
Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624. Метод основан на нейтрализации кислот и их солей раствором едкой щелочи в присутствии индикатора фенолфталеина. Активную кислотность измеряли на потенциометриче-ском анализаторе по ГОСТ 26781.
Фосфатазу определяли по ГОСТ 52996. Метод основан на измерении путем непрерывного флуоримтрического прямого кинетического анализа. Флуо-риметрическое измерение активности щелочной фосфатазы проводили при температуре 38С в течение 3 минут, используя субстракт.
Степень микробиологической чистоты оценивали путем подсчета колоний, выросших на чашках Петри с питательными средами. В качестве питательных сред использовали мясо-пептонный агар, картофельный и солодовый агары. Для определения общей обсемененности ферментного препарата готовили его водный раствор в соотношении 1:100, 1:1000 и 1:10 000. Из каждого приготовленного раствора делали высевы на шести чашках Петри. Для этого стерильной пипеткой у пламени горелки отбирали 0,3 мл ферментного раствора и переносили на поверхность агара. После этого засеянные чашки Петри инкубировали в течение 48 ч при температуре 37±2С.
Общую бактериальную обсемененность ферментного препарата рассчитывали как среднее арифметическое число колоний микроорганизмов на 1 г препарата для всех разведений.
Влияние препаратов пантогематоген и пантомар-С на свойства продукта йогуртного
При выборе продуктов питания, подлежащих обогащению, руководствуются национальными особенностями потребления того или иного продукта питания, а также следующими требованиями: продукт должен потребляться регулярно и быть универсальным; продукт должен производиться промышленным путем; ежедневное потребление не должно сильно варьироваться; препараты из пантов не должен изменять основные свойства обогащаемого продукта; возможность достижения равномерного распределения питательных веществ в массе продукта; обогащение должно быть экономически обоснованным; продукт должен содержать от 20% до половины суточной потребности организма человека в витаминах [81,124,125,148]. Качество продукции является решающим фактором при ее реализации. В области разработки аналитических методов контроля качества достигнут значительный прогресс, но все же до настоящего времени в основе контроля качества находятся органолептические и дегустационные методы оценки. Химические и физические методы анализов хотя и дают более объективные, точные и определенные результаты, однако их практическое применение при систематическом контроле требует значительно больших затрат труда и времени, а кроме того, не все отклонения вкуса и аромата поддаются аналитическому определению. При выполнении настоящего этапа исследования учитывали, что молочные продукты не являются ценным источником железа, напротив, продукты переработки пантового оленеводства характеризуются его высоким содержанием (в несколько раз превышающим рекомендуемую суточную норму). В этой связи целенаправленное комбинирование молока и продуктов переработки пантов позволяет обогатить молочные продукты железом. С учетом результатов экспериментов, приведенных в пункте 3.2.1, а также рекомендаций, изложенных в справочниках по гигиене питания, полагали, что доза внесения препаратов пантомар-С и пантогематоген должна составлять 16-41% и 1,4-3,4%, соответственно.
Результаты органолептической оценки приведены в табл.3.2.1.1, 3.2.1.2 и на рис. 3.2.1.1, 3.2.1.2. Анализируя полученные данные, видно, что увеличение дозы препаратов пантомар-С и пантогематоген выше 5% приводит к ухудшению органолептических показателей продукта. Следовательно, в дальнейшем эксперименте будем использовать среднюю дозировку препаратов 3,2% для пантогематогена. Препарат пантомар-С в дальнейшем эксперименте не участвует, так как продукты, выработанные с его использованием, во многом не соответствуют требованиям потребителей по органолептическим показателям. При производстве продукта йогуртного подвергнутое тепловой обработке молоко охлаждается до температуры внесения закваски (Streptococcus termophilus и Lactobacterium delbraeckii spb. bulgaricus) и обычно сквашивается (ферментируется) при температуре 32±2 С около 14-16 часов. В табл. 3.2.2.1 приведено изменение времени сквапшвания продукта йогуртного в зависимости от дозы внесения препарата пантогематоген. Анализируя результаты продолжительности сквашивания продукта, можно сделать вывод о том, что при внесении препарата пантогематоген, титруемая кислотность нарастает активнее. Это может быть связанно с тем, что в состав микробной клетки входят свыше 70 элементов, играющих важную роль в процессах жизнедеятельности. Поэтому для обеспечения роста и развития молочнокислые бактерии, так же как и человек, нуждаются в некоторых элементах минерального питания - меди, железе, калии, фосфоре, йоде, сере, магнии, марганце и т.д. Основная роль их заключается в участии в ферментативных и окислительных процессах. Бактериальная клетка также не способна синтезировать минеральные элементы и восполняет их недостаток только из питательной среды, которой в нашем случае является продукт йогуртный обогащенный. Некоторые априорные сведения позволяют предположить, что обогащение молочного продукта комплексным сбалансированным минеральным препаратом должно благоприятно отразиться на развитии молочнокислых бактерий, что позволит регулировать интенсивность и направленность микробиологических процессов и гарантировать высокое качество и безопасность конечной продукции. В нашем случае продолжительность скашивания сокращается на 1 час, по сравнению с продуктом йогуртным необогащенном.
Практическая реализация результатов исследований по созданию технологии продукта йогуртного
Анализ проведенных экспериментальных данных позволил разработать технологию продукта йогуртного, обогащенного пантогематогеном, а также обосновать возможность рационального использования в технологии молочной продукции. Разработанный по нашей технологии продукт получил название продукт йогуртный, которые в зависимости от способа производства выпускают следующих наименований [31, 55, 71]. 1. В зависимости от массовой доли жира продукт йогуртный подразделяется на следующие виды: обезжиренный 0,05%; нормальной жирности 3,5; 4,5% жира; высокожирный 7,5% жира. 2. В зависимости от внесенных наполнителей продукт йогуртный подразделяется на следующие виды: с ароматом; с кусочками фруктов. При обогащении продукта (витаминными премиксами, БАД, экстрактами панта, пантогематогеном и др.) к продуктам в пунктах 1, 2 добавляется термин: обогащенные [24, 87, 88, 93,126,154]. Рецептуры на продукты йогуртные обогащенные представлены в табл. 3.5.1.1. Технологический процесс осуществляют по схеме (рис. 3.5.1.1.) в последовательности: приемка и подготовка сырья; нагрев; внесение компонентов; перемешивание; гомогенизация; пастеризация; охлаждение до температуры заквашивания; сквашивание; охлаждение; внесение ароматических веществ и пантогематогена; перемешивание; термизация; розлив; упаковка; маркировка; доохлаждение; хранение.
С целью использования полученных результатов при разработке технической документации проведены исследования, дополняющие сведения об их характеристиках. Одной из наиболее важных для потребителей являются органолептические показатели (табл. 3.5.2.1). Результаты органолептической оценки свидетельствуют о присущей им в меру вязкой консистенции, хороших и разнообразных вкусовых достоинствах и приятного кисломолочного вкуса, что указывает на правильность выбранного периода и температурных режимов хранения. По физико-химическим показателям продукты йогуртные должны соответствовать требованиям и нормам, приведенным в табл. 3.5.2.2. Важным критерием оценки качества продуктов является их пищевая, биологическая и энергетическая ценность, причем два последних показателя являются производными от интегрального показателя, которым является пищевая ценность. В свою очередь, пищевая ценность зависит от химического состава продуктов. В табл. 3.5.2.3 приведены пищевая и энергетическая ценность продукта йогуртного.
