Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние вопроса 7
1.1 Значения алиментарного фактора в формировании и поддержании здоро вья детей и подростков 7
1.2 Обеспеченность питательными веществами и последствия их дефицита для здоровья детей 10
1.3 Методологические подходы к разработке специализированных продуктов питания 14
1.4 Перспективы развития мясной промышленности в области индустрии детского питания 23
1.5 Перспективы развития страусоводства и использования мяса страуса в производстве специализированных продуктов питания 33
1.6 Заключение по литературному обзору. Цель и задачи исследования 42
ГЛАВА 2 Организация эксперимента. методы исследования 44
2.1 Схема организации эксперимента 44
2.2 Объекты и методы исследований 45
ГЛАВА 3 Комплексные исследования показателей качества и безопасности мяса страуса 50
3.1 Исследования пищевой и биологической ценности и показателей безопасности мяса страуса 50
3.2 Определение нутриентной адекватности качества мяса страуса специфике питания детей 53
3.3 Результаты исследования органолептических свойств мяса страуса 60
3.4 Результаты исследования функционально-технологических свойств мяса страуса 61
3.5 Микроструктурные исследования образцов мяса страуса 63
3.6 Обоснование схемы разделки туш на мясо страуса для производства про дуктов детского питания 66
ГЛАВА 4 Проектирование рецептур и обоснование технологической схемы производства быстрозаморо женных вторых готовых блюд с использованием мяса страуса 70
4.1 Разработка и формализация научно обоснованных требований к макро и микронутриентному составу вторых готовых блюд для питания детей 70
4.2 Компьютерное проектирование рецептур вторых готовых блюд для питания детей на основе мяса страуса 73
4.3 Обоснование технологической схемы производства быстрозамороженных
вторых готовых блюд 76
ГЛАВА 5 Комплексные исследования качества и биологической ценности быстрозамороженных вторых готовых блюд для питания детей 84
5.1 Исследование химического состава и оценка нутриентной адекватности быстрозамороженных вторых готовых блюд для питания детей 84
5.2 Обоснование сроков годности быстрозамороженных вторых готовых блюд 88
5.3 Исследование хронической токсичности и биологической ценности бы строзамороженных вторых готовых блюд питания детей 90
ГЛАВА 6 Разработка технической документации на производство мяса страуса и быстрозамороженные вторые готовые блюда на его основе для детского питания 95
6.1 Разработка технической документации на мясо страуса для производства продуктов детского питания 95
6.2 Разработка технической документации на быстрозамороженные вторые готовые блюда для питания детей 96
6.3 Технико-экономических показателей производства быстрозамороженных вторых готовых блюд для питания детей 96
Выводы 99
Список используемой литературы
- Методологические подходы к разработке специализированных продуктов питания
- Определение нутриентной адекватности качества мяса страуса специфике питания детей
- Компьютерное проектирование рецептур вторых готовых блюд для питания детей на основе мяса страуса
- Обоснование сроков годности быстрозамороженных вторых готовых блюд
Введение к работе
Питание является одним из важнейших факторов, способствующих адаптации ребенка к внешнему миру и определяющих возможности роста и развития детского организма.
В процессе роста ребенка постепенно совершенствуется структура и функции пищеварительной системы, поэтому ребенку старше полутора лет необходимы специальные продукты, но уже не в виде тонко измельченных пюре, а более приближенные к используемым в питании взрослого человека, при этом безопасные, отвечающие особенностям детской физиологии и способные обеспечить потребности организма в основных пищевых веществах.
При отсутствии специализированного питания ребенок получает продукты, в том числе мясные, предназначенные для взрослых людей, не соответствующие специфике его нутриентного статуса.
Такие продукты содержат вкусовые и технологические пищевые добавки (стабилизаторы, консерванты, искусственные красители, ароматизаторы, острые специи), повышенное количество соли и жира, не сбалансированы по основным питательным веществам. Кроме того, такое питание в раннем возрасте приводит к искажению вкусовых ощущений, вызывает привыкание к соленому, острому и неадекватное восприятие вкуса здорового продукта. Все это отрицательно действует на организм ребенка.
Специализированные продукты, предназначенные для детского питания, должны изготавливаться в условиях промышленного производства по рецептурам, обеспечивающим пищевую и биологическую ценность продукта в соответствии с медико-биологическими требованиями к продуктам для детей раннего возраста и технологиям, гарантирующим их высокое качество и безопасность.
В решении задачи по организации производства специализированных продуктов для детского питания актуальной является разработка продуктов
высокой степени готовности: готовых быстрозамороженных полуфабрикатов, готовых быстрозамороженных и стерилизованных блюд.
Однако одной из главных проблем в создании продуктов детского питания на мясной основе остается нехватка высококачественного безопасного сырья. Поэтому первостепенной задачей является поиск новых видов мясного сырья, которые отвечали бы установленным требованиям по безопасности и пищевой ценности, предъявляемым к сырью для детского питания.
Согласно данным российских и зарубежных исследователей, мясным сырьем способным составить альтернативу традиционным видам мяса (говядина, телятина и др.) является мясо страуса, обладающее высокой пищевой, ценностью и диетическими свойствами.
Методологические подходы к разработке специализированных продуктов питания
При создании продуктов для питания детей различных возрастных групп особую актуальность и научно-практическую значимость приобретают основные положения концепции сбалансированного питания. Согласно данной концепции для нормальной жизнедеятельности человека необходима поступление в организм адекватного количества энергетических и основных пищевых веществ, а также соблюдение строго определенных соотношений между многими незаменимыми факторами питания — аминокислотами, жирными кислотами, минеральными веществами, витаминами и др.[68,69]. Поэтому, с учетом многообразия различных факторов, качество разрабатывае мых пищевых продуктов можно определить только с помощью методологии [2, 59].
При проектировании рецептур продуктов детского питания на мясной основе сначала разрабатывают медико-биологические требования и проводят их формализацию [64]. Медико-биологические требования имеют решающее значение для формирования качества готового продукта. Они определяют энергетическую и пищевую ценность продукта по основным макро- и микропитательным веществам, регламентируют показатели безопасности, а также предусматривают соответствующие органолептические показатели [123,129].
Заданные свойства разрабатываемых продуктов могут быть реализованы путем комбинирования и сочетания в рецептуре различных компонентов, каждый из которых обладает одним или рядом характеристик, позволяющих обеспечить эти свойства. Однако введение значительного количества характеристик затрудняет работу исследователей при создании оптимальных рецептур продуктов специального назначения, а также оперативной и достоверной оценки качества, и требует поиска объективных методов комплексной оценки [129]. За годы, прошедшие с момента зарождения квалиметрии (наука о качестве) пищевых продуктов, рядом российских ученых (A.M. Браж-никовым, А.В. Горбатовым, В.И. Ивашовым, И.А. Роговым, Ю.А. Ивашкиным, В.Д. Косым, Н.Н. Липатовым и др.) [30,177] были разработаны различные подходы к классификации свойств, определяющих качество пищевых продуктов, построению математических моделей его оценки, даны практические рекомендации по их применению.
Особый интерес представляют научные основы и методологические подходы к решению проблем проектирования состава сбалансированных пищевых продуктов работы И.А. Рогова, Н.Н. Липатова, А.Б. Лисицына, А.В. Устиновой, Н.В. Тимошенко [59,61,62,105,87]. По результатам работ были сформулированы следующие принципы проектирования состава сбалансированных продуктов и содержащих их рационов: - соответствие рационально сбалансированной рецептуре; - соответствие сбалансированности аминокислотного состава белоксо-держащих ингредиентов статистически обоснованному эталону; - возможность целенаправленно изменять жирнокислотныи состав внесением дополнительных жирсодержащих ингредиентов; - максимальное приближение к задаваемому соотношению между насыщенными, мононенасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами в любом наборе жирсодержащих ингредиентов; - рецептуру продукта, входящего в рацион рассчитывать с учетом состава блюд и продуктов, употребляемых одновременно с проектируемым; - состав многокомпонентного продукта в одноразовом и суточном рационах должен сбалансировать их по энергетической ценности, соотношению макро- и микропитательных веществ и набору балластных компонентов пищи.
Изложенные принципы были использованы при создании системы компьютерного проектирования и оценки качества многокомпонентных продуктов детского питания с заданным составом, адекватным и медико-биологическим требованиям, с учетом влияния набора и соотношения входящих в рецептуру компонентов на аминокислотный, жирнокислотныи, углеводный состав и энергетическую ценность продукта [5,6,63]. Компьютерное проектирование и оптимизацию рецептур многокомпонентных биологически полноценных продуктов осуществляли согласно схеме, представленной нарис. 3.
Определение нутриентной адекватности качества мяса страуса специфике питания детей
Для более глубокого изучения пищевой ценности были исследованы аминокислотный и жирнокислотный состав мяса страусов, а также сбалансированность витаминов и минеральных веществ. Результаты аминокислотного и жирнокислотного состава были проанализированы с использованием методики академика Н.Н. Липатова по показателям нутриентной адекватности: минимальный скор, коэффициент утилитарности, численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону, и коэффициент сопоставимой избыточности, характеризующий суммар ную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические нужды.
Результаты исследований аминокислотного состава белков мяса страуса и оценка их аминокислотной сбалансированности в сравнении с аминокислотным составом белков других видов мясного сырья, используемого для производства продуктов детского питания представлены в табл. 10 в качестве эталона принято зрелое женское молоко и эталон ФАО/ВОЗ (1985 г.) для детей от 2 до 5 лет (табл. 1).
Сущность качественной оценки аминокислотной сбалансированности заключается в том, что чем выше значение коэффициента утилитарности и меньше значение коэффициента сопоставимой избыточности, тем лучше сбалансированы незаменимые аминокислоты.
Из приведенных в табл. 10 данных следует, что мясо страуса содержит все незаменимые аминокислоты в количествах близких к физиологически необходимым нормам (эталонам). Оценка показателей сбалансированности показывает, что мясо страуса одинаково хорошо сбалансировано относительно эталона - зрелого женского молока и эталона - ФАО/ВОЗ (1985 г.) для детей от 2 до 5 лет, что позволяет рекомендовать его для питания детей раннего возраста и более старшей возрастной категории.
При сравнении с основными видами сырья, традиционно используемого при производстве продуктов детского питания видно, что коэффициент утилитарности (Rp-численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологической норме) и коэффициент сопоставимой избыточности (а-характеризующий суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические нужды в том количестве белка оцениваемого сырья, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию ста грамм белка эталона) мяса страуса находиться на уровне мяса цыплят-бройлеров, и несколько превосходит аналогичные показатели для говядины.
Жирнокислотный состав мяса и жира страуса оценивали с помощью коэффициента жирнокислотной сбалансированности, по содержанию сумм насыщенных (НЖК), мононенасыщенных (МНЖК) и полиненасыщенных (ПНЖК) жирных кислот (i=1...3), линолевой, линоленовой и арахидоновой (і=1...6), в качестве эталона принято зрелое женское молоко (см. глава 1, п. 1.3) и рассчитанный гипотетический эталон для детей от 2 до 5 лет (по методологии Н.Н. Липатова), представленный в табл. 11.
Многочисленные исследования указывают на важную физиологическую роль жирнокислотного состава. Известно, что для нормального роста, развития детей необходимо не только достаточное количество ПНЖК в пище, но оптимальное соотношение между жирными кислотами соб/соЗ, которое должно составлять 10 — 15:1. Это соотношение соответствует составу женского молока, где оно составляет 10:1-12:1.
Из приведенных в табл. 12 и 13 данных следует, что сумма незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) - линолевой, линоленовой, арахидоновой и соотношение между жирными кислотами групп соб и соЗ, содержащимися в мясе и жире страуса, находится на уровне физиологически необходимых норм (эталонов) для детей различных возрастных групп. Оценка показателей жирнокислотной сбалансированности показывает, что исследуемое сырье одинаково хорошо сбалансировано относительно выбранных эталонов. Значения коэффициент жирнокислотной сбалансированности КЦІ = 1...3)= 0,91-0,94 дол.ед и RL(i = i...6) = 0,78-0,80 дол.ед максимально приближены к значениям эталона - зрелого женского молока (RL, =1,00 дол.ед), что позволяет рекомендовать мясо и жир страуса для производства продуктов питания детей начиная с раннего возраста.
Содержание основных минеральных веществ и витаминов в мясе страуса в сравнении с рекомендуемыми суточными нормами потребления для детей старше двух лет представлены в табл. 14.
Анализируя данные приведенные в табл. 14, можно сделать вывод о высоких показателях минеральной и витаминной сбалансированности отно сительно рекомендуемых суточных норм потребления пищи для детей раннего возраста (до 3 лет), за счет высокого содержания в мясе страуса таких необходимых для детского организма элементов как железо, кальция, фосфора и цинка, а также витаминов группы В.
Органолептическая оценка мяса страуса совместно со специалистами отдела детского питания ГУ НИИ питания РАМН показала, что сырое мясо страуса нежирное, имеет темно-красный цвет, вкус после варки напоминает постную говядину или телятину. Бульон после варки мяса — прозрачный, с незначительным количеством жировых капель на поверхности, напоминает бульон после варки телятины, говядины.
Компьютерное проектирование рецептур вторых готовых блюд для питания детей на основе мяса страуса
При изготовление готовых быстрозамороженных блюд для питания детей должны применяться высокоэффективные технологические процессы, максимально сохраняющие пищевую ценность исходного сырья и обеспечивающие высокий санитарно-гигиенический уровень производства.
Предприятием на котором отрабатывали технологические схемы производства готовых быстрозамороженных блюд для питания детей старше 2 — х лет являлось ООО «Конике - Школьник» Комбинат питания.
Наряду с традиционными технологическими операциями предусмотрены процессы измельчения мясного сырья и круп (размер частиц 2-3 мм), обусловленные физиологическими особенностями развития пищеварительной системы детей старше 2 лет. Предусмотренные режимы термической обработки мясной части готовых блюд, в результате которой потери макро- и микрокомпанетов незначительны, и содержание их в готовом продукте отвечает разработанным требованиям. Образцы готовых полуфабрикатов (мясная часть, гарнир, соус) доведенных до готовности подвергаются «Шоковой» заморозке в скороморозильных агрегатах при температуре - 35С, которая в отличие от традиционной, происходит быстро, что позволяет ускоренно перейти из жидкой в твердую фазу. Вследствие этого структура тканей, вкусовые качества и пищевая ценность свежезамороженных продуктов максимально сохраняются. Кроме того, при быстром замораживании прекращаются биохимические процессы и развитие микроорганизмов.
Технологическая схема производства быстрозамороженных вторых готовых блюд для питания детей старше 2-х лет представлена на рис. 15.
Технологический процесс производства готовых быстрозамороженных блюд должен осуществляться с соблюдением «Гигиенических требований безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», «Санитарно-эпидемиологических правил и норм. Организации детского питания» «Правил ветеринарного осмотра убойных животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов», «Санитарных правил для предприятий мясной промышленности», «Ветеринарно-санитарных правил для предприятий (цехов) переработки птицы» и «Санитарно-гигиенических требований к производству продуктов на мясной основе для питания детей раннего возраста», утвержденных в установленном порядке. Приготовление рубленых полуфабрикатов
Рубленые полуфабрикаты изготавливают в соответствии с разработанными рецептурами Подготовка мясного сырья
Сырье, направляемое на переработку должно сопровождаться разрешением ветеринарно-санитарной службы. При приемке сырья в полутушах и четвертинах его осматривают и зачищают от загрязнений, кровяных сгустков, клейм и при необходимости подвергают мокрому туалету.
На обвалку поступает охлажденное мясное сырье с температурой в толще мышц от 0 до 4 С. Разделку, обвалку и жиловку мяса производят в соответствии с действующими технологическими инструкциями. Полученное мясо измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Подготовка яичных компонентов Замороженный меланж, упакованный в банки или полиэтиленовые пакеты, предварительно размораживают. Для этого банки погружают в ванну с водой, имеющей температуру не выше 45 С, а полиэтиленовые пакеты с меланжем укладывают в емкости и выдерживают в цехе до полного размораживания.
Подготовка круп
Крупы просеивают через сита с магнитными улавливателями, удаляют посторонние примеси, промывают холодной проточной водой в течение 10-15 мин. до полного удаления мучеля.
Чистые крупы (гречневую, рисовую, кукурузную) засыпают в котел с кипящей водой, варят при периодическом помешивании до полного размягчения (продолжительность варки 50 мин.)
После варки крупяных изделий, их охлаждают до температуры 10 С.
Выход вареных круп от сырых составляет около 300 %. Затем вареные каши измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Допускается добавление вареных круп в рецептурную мешалку без предварительного измельчения. Подготовка соли Соль используют в сухом виде с предварительным просеиванием или в растворе с водой после фильтрования. Приготовление фарша При приготовлении фарша сырье, пряности и другие материалы взвешивают в соответствии с рецептурой.
Фарш приготавливают в мешалках периодического действия или фарше- приготовительных агрегатах непрерывного действия. При составлении фарша на агрегатах периодического действия последовательно загружают согласно рецептуре сырье и материалы: измельченное мясное сырье, крупу, лук измельченный, меланж, гидратированныи инулин, воду, соль, экстракты пряностей.
Перемешивание фарша производят в течение 4-6 мин. до образования связанной однородной массы.
Для понижения температуры фарша при перемешивании в мешалку добавляют дробленый или чешуйчатый пищевой лед в количестве 20 % от нормы воды, добавляемой в мешалку.
Обоснование сроков годности быстрозамороженных вторых готовых блюд
При создании продуктов для детского питания с применением новых ингредиентов существует вероятность получения продукта, с пониженной биологической ценностью при высокой пищевой ценности и органолептиче-ских показателях. Биологическую оценку разработанных готовых блюд проводили в виварии ВНИИ мясной промышленности им. В. М. Горбатова на лабораторных крысах с первоначальной массой 145-150 г. в количестве 50-ти голов. Животные были разбиты на 5 групп по 10 голов в каждой.
Группа животных № 1, служившая контролем, содержалась на общеви-варном рационе. Группа животных № 2, служившая контролем, получала готовые блюда, мясной полуфабрикат которых содержал говядину. Группа животных № 3 получала готовые блюда, мясной полуфабрикат которых содержал мясо страуса. Группа животных № 4 получала готовые блюда, мясной полуфабрикат которых содержал мясо страуса и витаминно-минеральный премикс. Группа животных № 5 получала готовые блюда, мясной полуфабрикат которых содержал мясо страуса, витаминно-минеральный премикс и инулин. Каждые 3 дня проводили взвешивание животных, по окончание эксперимента определяли % прироста живой массы.
На 28-е сутки у животных брали по 2 образца крови, проводили забой, вскрытие, осматривали и взвешивали внутренние органы, определяли ИПХИ. Один образец крови от каждого животного стабилизировали гепарином и отправляли на общий клинический анализ. Второй образец центрифугировали и сыворотку отправляли на биохимическое исследование для определения уровня глюкозы, холестерина и триглицеридов.
Динамика прироста живой массы лабораторных животных контрольной и опытной групп при проведении хронического биологического эксперимента представлен на рис. 16.
Анализ полученных результатов показал, что белок готовых быстрозамороженных блюд на основе мяса страуса №3 ничем не уступает белку готовых блюд № 2 (готовые блюда с мясными полуфабрикатами из говядины) и значительно превосходит по эффективности белок контрольной группы №1 (общевиварный рацион).
Внешний осмотр крыс продемонстрировал общее хорошее состояние животных, нормальное состояние волосяного покрова и отсутствие признаков воспалительных реакций у слизистых оболочек. Сохранность всех подопытных животных в экспериментальных и контрольных группах была полной (100 %) в течение всего срока опыта.
Патологоанатомическое исследование животных после забоя не выявило внешних проявлений патологических или воспалительных процессов во внутренних органах - пищеварительном тракте, поджелудочной железе и печени, дыхательной системе, органах кровообращения и кроветворения, моче-выделительной системе [77].
Для определения возможного негативного действия исследуемых образцов лабораторным животным измеряли массу тела животных и ряда внутренних органов (печень, селезенку, почку и сердце). Результаты исследования представлены в табл. 29.
Рассчитанный интегральный показатель не выявил каких-либо значи мых различий в соотношениях между массой тела опытных и контрольных животных по сравнению с массой их основных жизненно важных внутренних органов что свидетельствует об отсутствии кумулятивного токсического действия у всех испытуемых образцов.
Одновременно было проведено исследование по накоплению кальция в кости животных. Результаты исследований представлены в табл. 31.
Из полученных результатов проведенных исследований по накоплению кальция можно сделать вывод, что количество кальция в кости животных получавших готовые блюда мясной полуфабрикат которых содержал мясо страуса выше чем в контроле (1-общевиварный рацион, 2-мясные полуфабрикаты из говядины), а также доказано, что инулин входивший в рецептуру мясных полуфабрикатов из страуса способствует увеличению абсорбции кальция в организме (на 4-5 %).
Для изучения влияния исследуемых образцов на организм животных были определены клинические и биохимические показатели крови, представленные в табл. 32.
Полученные данные свидетельствуют о том, что внесение витаминно-минерального премикса и инулина оказывает положительное влияние на клинический состав крови лабораторных животных.
Таким образом, разработанные продукты не оказали отрицательного воздействия на клиническую динамику метаболизма животных, а биохимические показатели крови более предпочтительными являются у № 4 и № 5 групп, получавших испытуемые образцы.
