Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 7
1.1. Основные теории старения 7
1.2 Взаимосвязь питания с состоянием здоровья 9
1.3. Продукты функционального назначения в питании населения 16
1.4. Основные требования к специализированным продуктам геродиетического применения 22
1.5. Гидробионты как сырье для создания продуктов геродиетического питания 28
1.6. Методы математического моделирования рецептур продуктов с заданными свойствами 30
1.7 Заключение по обзору литературы 44
Цель и задачи исследований 46
Глава 2. Экспериментальная часть 48
2.1. Объекты и методы исследований 48
2.1.1 Объекты исследований 48
2.1.2 Методы исследования 48
2.2. Постановка опытов 55
Глава 3 Результаты и их обсуждение 57
3.1 Обоснование выбора сырья для изготовления специализированных продуктов геродиетического применения 57
3.1.1. Обоснование выбора рыбного фарша на основании аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности 57
3.1.2. Безопасность рыбного сырья, рекомендуемого для фаршевых изделий 63
3.1.3. Вспомогательные компоненты для разработки рецептур геродиетических продуктов 64
3.1.4. Компоненты животного происхождения 65
3.1.5 Компоненты растительного происхождения 66
3.1.6 Соевые белки как компонент фаршевых полуфабрикатов 69
3.1.7. Жировые компоненты 71
3.1.8. Биологически активные добавки 72
3.2. Влияние введения соевых белков на ВУС и формующую способность фарша 73
3.3. Влияние замораживания и хранения на формующую способность комбинированных рыбных фаршей 78
3.4. Разработка рецептурных композиций продуктов геродиетического применения 81
3.5. Нутриентная и метаболическая адекватность разработанных продуктов 85
3.5.1. Пищевая ценность 85
3.5.2. Биологическая ценность полуфабрикатов 88
3.5.3. Оптимизация рецептур по жирнокислотной сбалансированности... 98
3.5.4 Макро- и микроэлементный состав полуфабрикатов 103
3.5.5 Содержание витаминов в разработанных продуктах 106
3.6. Органолептические показатели готовых формованных изделий 108
3.6.1. Структурно—механические свойства формованных изделий, готовых к употреблению 108
3.6.2. Переваримость образцов in vitro ПО
3.7. Оценка безопасности потребления формованных изделий геродиетического применения 114
3.8. Обоснование допустимых сроков хранения полуфабрикатов геродиетического применения 115
3.9. Основные режимы технологического процесса и разработка проекта нормативной документации на полуфабрикаты формованные для геродиетического применения 119
3.9Л .Подготовка основных и вспомогательных компонентов для изготовления формованных изделий 119
3.9.2. Последовательность внесения компонентов в куттер для приготовления фаршевой массы 122
3.10. Расчет себестоимости полуфабрикатов для геродиетического применения 124
Выводы 127
Список литературы
- Основные требования к специализированным продуктам геродиетического применения
- Объекты исследований
- Обоснование выбора рыбного фарша на основании аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности
- Содержание витаминов в разработанных продуктах
Введение к работе
Согласно данным, представленным в Государственном докладе о состоянии здоровья населения Российской Федерации (1999) и материалам Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (2006), за последнее десятилетие продолжительность жизни снизилась в среднем до 65 лет (57лет для мужчин и 72 года для женщин), что значительно ниже продолжительности жизни в большинстве развитых стран. Ученые связывают это с нарушением пищевого статуса, недостатком полноценного по аминокислотному составу белка, витаминов, макро- и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и нерациональным соотношением пищевых компонентов в диете (Тутельян , 2000).
В соответствии с «Нормами физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения», утвержденных Главным Государственным врачом СССР 08.05.91 №,5786-91 потребности лиц старше 59 лет дифференцированы по двум возрастным категориям: 60-74 и 75 лет и старше. У пожилых людей потребность в энергообеспечении из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности значительно ниже, по сравнению со среднестатистическими данными. Поэтому рационы питания людей старшего возраста должны разрабатываться с учетом физиологических особенностей стареющего организма и содержать, помимо макронутриентов (белков, жиров, углеводов), обеспечивающих калорийность пищи, целый ряд микронутриентов (витамины, макро- и микроэлементы, пищевые волокна и т.д.), необходимых для нормального функционирования организма.
Одним из принципов «Концепции Государственной политики в области здорового питания населения России до 2005г.», Федеральной программы «Старшее поколение» и Российской программы «Гериатрия и
геронтология» (2001) является то, что «питание должно не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции».
В настоящее время разработка геродиетических продуктов в основном осуществлялась и осуществляется на основе мясного сырья (Касьянов и др.,2001, Юдина, 1996,1997,1998) и молочного сырья (Красненко, 2001, Радаева и др. 2001, Глаголева и др., 2003).
Известно, что гидробионты по химическому составу отличаются от мясного и молочного сырья, служат источником не только полноценного по аминокислотному составу белка, а так же ПНЖК, макро- и микроэлементов и некоторых витаминов, и поэтому их целесообразно использовать в рецептурах продуктов геродиетического применения.
Запатентована технология продуктов геродиетического применения на основе рыбного фарша в виде сухих концентратов первых блюд (Патенты РФ № 2241352, 2251348, 2242144, 2249412, 2241650, 2241353). В состав концентратов входят растительные компоненты и белковая масса микробиального синтеза. В ТИНРО проводятся разработки технологии консервированных продуктов геродиетического применения (Ярочкин и др., 2005, Пат. РФ № 2233102).
Научных публикаций, посвященных разработке технологии продуктов геродиетического назначения, а именно полуфабрикатов вторых блюд на основе рыбного сырья с использованием БАД, не найдено, хотя работ, посвященных технологии рыборастительных продуктов достаточно много (Литвинова, 2003, Богданов и др., 2003, Студенцова, 2003). В этой связи новым и актуальным направлением становится разработка вторых блюд геродиетического применения на основе рыбного сырья, способных обеспечить организм необходимым уровнем пищевых веществ и энергии. Создание продуктов для питания людей пожилого и преклонного возраста, составляющих более 30% от общей численности населения России,
(Касьянов и др., 2001) с заданным комплексом требуемых свойств может быть достигнуто только сочетанием в рецептурах различных источников сырья, а также с использованием биологически активных пищевых добавок.
Основные требования к специализированным продуктам геродиетического применения
Как отмечено выше, необходимость разработки специализированных продуктов для. функционального питания людей пожилого и преклонного возраста диктуется структурными и метаболическими изменениями; происходящими с возрастом в организме человека.
Литературные данные о- физиологической потребности людей-пожилого возраста в энергии и отдельных компонентах пищевого рациона довольно разноречивы. Согласно ответу на официальный запрос ФГУП ВНИРО (письмо № 45-18/753 от 28:06:2004г.) руководству ГУ НИИ питания РАМН «специально разработанных медико-биологических требований к продуктам для лиц пожилого возраста в виде нормативного документа на сегодняшний день не существует», поэтому при разработке рецептур ориентировались на требования, представленные в нормах физиологических потребностей для людей пожилого и преклонного возраста, разработанных НИИ Питания, а так же на нормы, использованные при разработке геродиетических продуктов на основе мясного сырья (табл.1).
Суточная норма белков для людей пожилого возраста должна, составлять 13-14% энергетической потребности, причем до 60% потребности в белках должно удовлетворяться за счет продуктов животного происхождения (Григоров, 1985). При старении это соотношение следует несколько увеличить в сторону преобладания белков растительного происхождения.
С возрастом потребность в белке снижается, применение высокобелковой диеты в питании людей пожилого возраста сопровождается ухудшением общего самочувствия, выделительной функции почек, функционального состояния сердечно-сосудистой системы (Григоров, 1984).
. Известно, что качество пищевого белка определяется его биологической ценностью и усвояемостью, которая зависит от содержания и соотношения в его составе незаменимых аминокислот и отражает степень соответствия аминокислотного состава белка потребностям организма (Пила Иванов, 2002). Для нормального питания количество незаменимых аминокислот должно составлять 36-40%, что обеспечивается соотношением растительных и животных белков в рационе 45: 55% (Нечаев, 2001).
Особый интерес, с точки зрения анализа долгожительства, по мнению некоторых ученых (Григоров, Коркушко, 1985; Хохлов, 1997) представляет содержание триптофана в пище.
В опытах на животных было установлено, что при использовании рационов, дефицитных по триптофану, у животных снижается уровень серотонина во многих отделах головного мозга, происходит задержка роста и старения, увеличивается продолжительность жизни.
Количество серотонина в мозговой ткани может быть снижено не только при дефиците триптофана в пище, но и при нормальном его содержании на фоне повышенного уровня в пище лейцина, изолейцина, тирозина и фенилаланина. Такая зависимость установлена при анализе особенностей питания долгожителей Абхазии (Касьянов, Юдина, 2001).
Суточная потребность в жирах для людей пожилого возраста составляет в среднем 60 - 77 г, для лиц преклонного возраста (старше 75 лет) - 57 - 66 г, для женщин меньше, чем для мужчин. Суточная калорийность рационов за счет жира при этом удовлетворяется примерно на 35%, в том числе за счет растительных масел - примерно на 21,4% (Рекомендуемые нормы, 1992, Касьянов и др. 2001).
Оптимальным соотношением растительных и животных жиров в рационе является 7:3. (Справочник по диетологии, 1992). Отклонение в течение длительного времени содержания жиров в дневном рационе от оптимального, повышенное количество насыщенных жиров животного происхождения, способствует развитию таких заболеваний, как атеросклероз и ишемическая болезнь сердца (Нечаев, 2001).
В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание в них ПНЖК, относящихся к семействам ю-3 и со-6 . О значении этих ПНЖК для организма сказано выше.
Согласно рекомендациям ГУ НИИ Питания РАМН оптимальным соотношением ю-6 / со-3 в рационе для здорового человека является 10:1, для лечебного питания - от 3:1 до 5:1. Для людей пожилого возраста и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями чрезвычайно важным является соотношение ПНЖК и насыщенных жирных кислот - оно должно быть в пределах 2:1, а соотношение ненасыщенных - линолевой и линоленовой кислот - 10:1 (Скурихин, Нечаев, 1991).
Основная часть потребности организма в энергии обеспечивается за счет углеводов, поступающих с пищей. В соответствии с основами рационального питания, суточная потребность организма человека в углеводах составляет в среднем 400-500г, что соответствует 53-58% калорийности дневного рациона (Нечаев, 2001). Для людей пожилого и преклонного возраста рекомендуемые суточные нормы потребления углеводов заметно ниже - по одним данным (Касьянов и др. 2001) они составляют соответственно 298 и 262г, по другим - от 242 до 335г (Рекомендуемые нормы..., 1992). При этом основная часть углеводов рациона должна обеспечиваться растительной пищей, содержащей крахмал и пищевые волокна, суточная потребность в которых достигает 25г.
По мнению исследователей для рационального питания людей пожилого и преклонного возраста соотношение в диете белок: жир: углеводы должно составлять 1: 0,8 : 3,5 (Самсонов, 1979, Смоляр, 1991).
Важным фактором в сохранении здоровья пожилых людей является достаточное поступление в организм макро- и микроэлементов. Из макроэлементов для людей пожилого возраста большое значение имеет достаточное поступление в организм кальция. Рекомендуемая суточная норма кальция составляет 1000-1200мг (Касьянов и др. 2001). У пожилых людей недостаток кальция вызывает остеопороз, что обусловлено угасанием функций желез пищеварительного тракта и нарушением функций желез внутренней секреции. Недостаток элемента приводит к разрушению костных и нервных тканей, кровоточивости капилляров, снижению общей устойчивости организма к заболеваниям (Пилат, Иванов, 2002).
Объекты исследований
Для характеристики объектов исследования применяли следующие методы анализа: В работе использовали стандартные и общепринятые в научных исследованиях химические, физико-химические, органолептические, микробиологические и математические методы. Определение содержание влаги и минеральных веществ, - в соответствии с ГОСТ 7636-85. Массовую долю белка определяли на автоматическом анализаторе «Kjeltec», модель 2300 (фирма Foss Tecator, Швеция). Для определения содержания жира применяли экстракционный метод (Folch J.et al, 1957); жирнокислотный состав липидов анализировали методом ГЖХ на приборе GC-17 фирмы «Shimadzu».
Аминокислотный состав определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе фирмы «Hitachi» с последующей компьютерной обработкой данных по программе Мультихром для Windows. Подготовку образцов для определения аминокислотного состава проводили по методу Мура и Штейна (1954);
Количество углеводов в образцах определяли по разности 100-(содержание белка + минеральных веществ + жира).
Для характеристики формующей способности фаршей использовали такой показатель как влагоудерживающая способность (ВУС), которую определяли по методу, предложенному Рехиной Н.И. и др., (1972 г.).
Динамическую вязкость определяли, используя методику Брукфельда и вискозиметр Anton Paar DV3P. Предварительно выбирали соответствующую измерительную головку, руководствуясь табл. 2 для определения сдвиговых характеристик того или иного продукта, затем фиксировали при помощи цангового зажима выбранный измерительный ротор на выходном валу измерительного блока.
Для наполнения цилиндрического измерительного устройства в мерный стакан вносили рекомендуемый объем (массу) исследуемого образца. Эффективную вязкость при каждой частоте вращения ротора рассчитывали по формуле Г}эф = кв/Na, где К-константа измерительной головки где соотношение ЯвЯІмДля соответствующей измирительной головки берут из таблицы 2.
Для разработки рецептур полуфабрикатов рыбных формованных геродиетического применения использовали компьютерное моделирование аминокислотной и липидной сбалансированности по методу академика Липатова Н.Н. (Липатов Н.Н. и др., 2001).
Метод компьютерного моделирования рецептур подробно изложен в Главе 1. При оценке биологической ценности белковых компонентов сырья и поликомпонентной смеси использовали следующие показатели и критерии:
Коэффициент утилитарности j-ой незаменимой аминокислоты СЦ\ Коэффициент рациональности аминокислотного состава - Re , численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме (эталону). В случае, когда Cmin 1 коэффициент рациональности аминокислотного состава может быть рассчитан по следующей формуле:
Показатель «сопоставимой избыточности» содержания незаменимых аминокислот - а, характеризующий суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические нужды в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию 100 г белка эталона: 2-г \А j Omin Aaj/ G = — (3) ІШП В формулах 1-3 приняты следующие обозначения: Cj - скор j-ой незаменимой аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол.ед.; Cmin - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол.ед.; Aj - массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты в сырье, г/100 г белка; A3J - массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка;
Для оценки жирнокислотной сбалансированности использовался критерий, представляющий собой частную интерпретацию общего критерия алиментарной адекватности, предложенного академиками Липатовым Н.Н и Лисицыным А.Б.:
Обоснование выбора рыбного фарша на основании аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности
В соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 фарши, приготовленные из выбранных видов рыб, были проанализированы на содержание тяжелых металлов, пестицидов, гистамина и N-нитрозаминов. Данные, представленные в таблице 9, дают основание заключить, что содержание токсикантов в исследованных образцах фарша, приготовленного из рыб, выбранных в качестве основного сырья для изготовления продуктов геродиетического применения, значительно ниже санитарно-допустимых норм.
Таким образом, по химическому составу, аминокислотной, жирнокислотной сбалансированности и безопасности потребления, для использования в качестве основного компонента формованных изделий для геродиетического применения наиболее пригодны фарши из таких видов рыб как минтай, карп, сазан, горбуша.
Как сказано выше, обеспечение нутриентного соответствия геродиетических продуктов требованиям, предъявленным к ним, может быть достигнуто сочетанием в рецептурах сырья животного и растительного происхождения.
При выборе компонентов ориентировались на справочные данные по химическому составу (Хим. состав..., 1987) и литературным данным о применении того или иного вида растительного сырья для обогащения продуктов геродиетического применения различными биологически активными веществами (Юдина 1996,1997, Шалдеева и др. 1997, Бойцова и др. 2001, Пилат, Иванов, 2002)
В качестве компонентов животного происхождения при разработке рецептур использовали мясо беспозвоночных - кальмара и мидий, пищевая и биологическая ценность которых приведена в обзоре литературы.
Судя по литературным данным (Пилат, Иванов, 2002), творог и сыр рекомендуется использовать для повышения аминокислотной сбалансированности и пищевой ценности продуктов функционального назначения. Творог и сыр богаты белком, солями кальциями и фосфора; железом, витаминами В і и PP. В сыре и твороге, как и в других молочных продуктах, содержится сравнительно большое количество незаменимых аминокислот - лейцина и лизина.
Молоко сухое обезжиренное содержит белок, который обладает высокой биологической активностью, содержит холин, проявляющий липотропное и антиатеросклеротическое действие.
Сухое обезжиренное молоко входит в состав БАД, рекомендованных в качестве общеукрепляющего средства, для восполнения недостаточного поступления витаминов группы В, железа, способствует снижению уровня сахара в крови. Холин (Витамин В4) участвует в обменных процессах, необходим для образования передатчика нервного возбуждения -ацетилхолина. Имеются данные о кроветворном значении холина и положительном влиянии на сопротивляемость организма инфекциям (Пилат, Иванов, 2002).
Недостаток холина в рационе приводит к ожирению печени и развитию цирроза, нарушению функции почек. Основными источниками холина, кроме сыра и творога, являются яйца, морепродукты, капуста. Потребность в холине составляет 0,5-1 г в день.
Свежее куриное яйцо вводили в рецептуры на том основании, что яйцо имеет сбалансированный состав по аминокислотам, жирным кислотам, витаминам, макро- и микроэлементам, а также содержит холин и лейцин, играющие важную роль в питании нервных клеток и регулировании жирового обмена. Большое количество лейцина, железа, цинка, меди и марганца, кобальта, витаминов B]2 и В6, фолиевой кислоты придает особую ценность яйцам при анемии различной этиологии. Яичный белок используется в лечебном питании при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, при заболевании печени и желчного пузыря, подагре, сахарном диабете (Пилат, Иванов, 2002). Кроме того, куриное яйцо обладает эмульгирующими свойствами, что может быть важным в обеспечении формующей способности фарша.
Содержание витаминов в разработанных продуктах
Расчетные данные содержание витаминов (табл. 31) выполнены с использованием справочных данных (Хим. состав..., 1987), а также сведений, представленных в литературных источниках (Пилат, Иванов,2002). Поскольку о содержании витамина В4 (холина) конкретные данные в отдельных видах сырья, в том числе и рыбе, отсутствуют, расчет выполнен по содержанию фолацина, участвующего в образовании холина в организме (Пилат, Иванов, 2002).
Из таблицы 30 следует, что в разработанных продуктах практически отсутствует витамин D, поскольку основным источником его является печень и жирная рыба. Потребность в нем людей пожилого возраста составляет 100 ME или 2,5 мкг/сутки.
Жирорастворимые витамины А и Е в разработанных продуктах содержатся в незначительных количествах, поскольку основными источниками их в рецептурах являются компоненты с низким содержанием этих витаминов, в основном это липиды, содержащиеся в фарше. Витамин А (р-каротин) содержится в моркови, рыбе, овощах, подсолнечном масле.
Основными источниками витамина С и других водорастворимых витаминов в разработанных нами продуктах являются овощи и зелень. Характерной особенностью разработанных нами продуктов является относительно высокое, по сравнению с другими витаминами, содержание холина. Основными источниками холина, согласно литературным данным (Хим. состав, 1987; Пилат, Иванов, 2002) являются такие компоненты, как куриное яйцо, яичный порошок, крупа, капуста белокочанная и сыр. Расчетные данные свидетельствуют о том, что высоким содержанием холина отличаются те образцы разработанных продуктов, в рецептуру которых включены указанные компоненты - рецептура 8 с включением яичного порошка и рисовой крупы, рецептура 10 с включением белокочанной капусты и куриного яйца, рецептура 7 с ячменной крупой и яйцом, рецептуры 3, 5, 1 с включение куриного яйца (табл. 15, 16).
Таким образом, на основании расчетных данных можно заключить, что в разработанных продуктах содержатся витамины А, Е,С и группы В. Включение этих продуктов в рацион может частично компенсировать потребность пожилых людей в витаминах. Одним из требований, предъявляемых к продуктам геродиетического применения, является легкая пережевываемость. 0; степени пережевываемости судили по структурно-механическим свойствам некоторых образцов- продуктов, приготовленных по-разработанным рецептурам. Перед проведением анализа продукты обжаривали; затем определяли.величину предельного напряжения на срез, используя компьютеризированный прибор Instron, как об этом сказано в разделе «Методы анализа».
Установили, что величина предельного напряжения на срез в значительной степени зависит от соотношения компонентов в составе продукта.
Наиболее низкие величины напряжения на срез имеют образцы, приготовленные на основе смешанного фарша из карпа и горбуши с добавкой рисовой крупы и МИГИ-К ЛП (рец. 9), на основе смешанного фарша из карпа и минтая с добавкой зелени, сыра и грибов (рец. 11), образцов на основе фарша из карпа и минтая, с добавкой мяса мидий и репчатого лука (рец.21).
Показатель предельного напряжения на срез у приведенных образцов - в пределах 23-32Па (рис. 3). Более жесткими оказались образцы, отнесенные ко второй группе: зразы из фарша минтая с включением в рецептуры чернослива (рецептура 1) или морской капусты (рецептура 16), предельное напряжение на срез у этих образцов было в пределах 42-60 Па. $ 76 Номера образцов
Самый высокий показатель напряжения на срез установлен у образца (рецептура 5), приготовленного на основе смешанного фарша из горбуши и минтая с включением в рецептуру шампиньонов и репчатого лука - 70 Па. Для сравнения - предельное напряжение на срез у котлет из говядины превышает 100 Па.
Таким образом, судя по структурно-механическим свойствам, охарактеризованным по величине предельного напряжения на срез, разработанные продукты обладают легкой пережевываемостью, что позволяет рекомендовать их для питания людей пожилого и преклонного возраста.
1 Важным показателем продуктов геродиетического применения является их переваримость, поскольку это непосредственно связано с усвояемостью питательных веществ, входящих в состав продукта.
