Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Безопасность продовольственного сырья: влияние экологии на токсичность сырья и пищевых продуктов 10
1.2. Роль бурых водорослей в лечении и профилактике «болезней цивилизации» 11
1.3. Функциональные продукты питания (ФІШ) 14
1.3.1. Развитие нутрициологии и технологии ФПП 14
1.3.2. Классификация ФПП 1 б
1.3.3. Современное состояние производства ФПП, пищевой продукции и БАД на основе биокомпонентов водорослей 17
1.4. Морские бурые водоросли {Phaeophyta) 20
1.4.1. Химический состав бурых водорослей порядка Lami- nariales 22
1.4.2. Физико-химические свойства полисахаридов бурых водорослей 40
Глава 2. Объекты и методы исследований 47
2.1. Методология исследований 47
2.2. Объекты исследований 49
2.3. Методы исследований 51
Глава 3. Результаты и обсуждение 58
3.1. Разработка комплексной технологии переработки и получения продуктов функционального питания 58
3.1.1. Исследование химического состава бурых водорослей 5 8
3.1.2. Разработка условий и режимов экстрагирования водо растворимых биокомпонентов 69
3.1.3. Очистка экстрактов 77
3.1.4. Описание технологического процесса экстрактов 78
3.1.5. Разработка условий и режимов получения водорослевых биогелей из бурых водорослей порядков Fucales и Laminariales 79
3.1.6. Математическая обработка результатов эксперимента 83
3.1.7. Изучение изменения микроструктуры клеток водорослей в процессе технологической обработки 87
3.1.8. Исследование химического состава водорослевых гелей 88
3.1.9. Описание технологического процесса водорослевых гелей 89
3.1.10. Разработка технологии напитков на основе водных экстрактов из фукусовых и ламинариевых водорослей 91
3.1.11. Описание технологического процесса напитков чай морской «Фитомарин» 98
3.1.12. Разработка технологии десертов на основе фукусовых и ламинариевых гелей 99
3.1.13. Описание технологического процесса десертов 104
3.1.14. Разработка технологии конфет желейных 106
3.1.15. Описание технологического процесса конфет желейных 108
3.1.16. Разработка рецептур паштетов для завтрака «Algafish» с рыбными фаршами 109
3.1.17. Описание процесса приготовления паштетов для завтрака «Algafish» 119
3.1.18. Разработка рецептур соусов для мясных и рыбных блюд 121
3.1.19. Описание процесса приготовления соусов для мясных и рыбных блюд 123
3.1.20.Разработка рекомендаций и способов комплексного использования водорослевых биогелей 124
3.1.20.1. Выделение альгината натрия и альгината кальция из водорослевого биогеля 125
3.1.20.2. Разработка технологии получения биологически активной добавки «Мигикальгин» и «Мигикальгин — С» 126
3.1.20.3. Описание технологического процесса приготовления биологически активной добавки «Мигикальгин» и «Мигикальгин-С» 135
3.1.20.4. Разработка технологии приготовления кормовой продукции с использованием отходов переработки водорослевого сырья 136
3.1.20.5. Описание технологического процесса приготовления кормовой продукции для молоди крабов и для взрослых промысловых особей 142
3.2. Исследование безопасности сырья, вспомогательных компонентов и продукции. Установление сроков хранения продукции продукции 144
Глава 4. Практическая реализация результатов исследований 147
Выводы 149
Список литературы 151
Приложение 177
- Роль бурых водорослей в лечении и профилактике «болезней цивилизации»
- Морские бурые водоросли {Phaeophyta)
- Изучение изменения микроструктуры клеток водорослей в процессе технологической обработки
- Исследование безопасности сырья, вспомогательных компонентов и продукции. Установление сроков хранения продукции продукции
Введение к работе
Увеличение заболеваний населения, проживающего в России, да и во всем мире, в последние десятилетия специалисты связывают как с нарушением экологии из-за бесконтрольного использования ядохимикатов, минеральных удобрений, загрязнением среды промышленными, транспортными отходами и т.д., так и с несбалансированным питанием. Значительному ослаблению здоровья населения способствует также широкомасштабное распространение радионуклидов (авария на Чернобыльской АЭС) [Ильин и др., 1989; Книжников, 1992]. В результате в пищевых продуктах и питьевой воде концентрация различных токсикантов и радионуклидов нередко превышает допустимую норму. В связи с этим все больше возрастает необходимость использования в пищу натуральных продуктов, сбалансированных по микронутриентам и содержащих биологически активные вещества (БАВ), положительно влияющих на функции органов и тканей человека. К пищевым продуктам стали относиться как к эффективному средству, улучшающему физическое и психическое здоровье, снижающему риск возникновения многих заболеваний.
В этой ситуации морские водоросли и их биологически активные компоненты могут быть использованы для профилактики и лечения ряда «болезней цивилизации», а также с целью устранения последствий воздействия ядовитых веществ на организм человека. Бурые водоросли — растения, с помощью которых можно осуществить мечту Гиппократа: «Чтобы наша пища была лекарством, а лекарства пищей». Биокомпоненты бурых водорослей обладают несомненными фармакологическими свойствами - это альгинаты, фукоидан, ламинаран, маннит, микро- и макроэлементы, свободные аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины и т.д. В последние годы возрастает понимание необходимости использования в пищу натуральных продуктов, не содержащих химических добавок, поэтому нетрудно предвидеть, что среди них водорослям, в силу их уникального химического состава, будет принадлежать особое место. В настоящее время, когда стали из-
вестны фармакологические свойства многих биокомпонентов водорослей, ученые всего мирового сообщества уделяют повышенное внимание разработке технологий получения функциональных пищевых продуктов (ФІШ) из водорослей и их БАВ. При этом в одних случаях водоросли можно использовать как сырье для приготовления самостоятельных продуктов. В других случаях использовать их производные как пищевые добавки, повышающие качество основных продуктов путем сохранения или улучшения их структуры, вкуса, внешнего вида и удлинения сроков хранения [Нечаев и др., 2001].
Анализ фактического питания населения [Корзун, 1999; Мирончик, 2005] показал, что почти во всех регионах России, Украины и Белоруссии наблюдается дефицит ряда важнейших микронутриентов, особенно йода, недостаток которого приводит к нарушению функций щитовидной железы и связанных с ней процессов. Такое состояние определяет актуальность обогащения пищевых продуктов этим важным элементом. Источники микроэлементов должны быть достаточно эффективными и аб,со-лютно безвредными при длительном употреблении. К сожалению, во многих случаях соединения йода, чаще всего неорганические, используемые в качестве источника микроэлементов, обладают низкой усваиваемостью и простого добавления неорганических соединений йода в рацион недостаточно. В последние годы учеными многих стран показано, что лучшим методом групповой и индивидуальной профилактики недостатка минералов является использование в пищу морской рыбы, моллюсков и, особенно, морских водорослей в виде салатов, гарниров, кулинарных изделий или БАВ из них [Корзун и др., 2003]. В опубликованных работах было показано, что идеальным во всех отношениях сырьем для производства пищевых продуктов, обеспечивающих организм человека необходимыми пищевыми волокнами и микро-, макроэлементами, в том числе и йодом, являются морские водоросли и их производные [Корзун и др., 2002; 2003].
В настоящее время в России имеются значительные запасы пищевых ламинариевых водорослей, а также фукусовых, не используемых для приго-
товления пищевых продуктов. Промысловые ламинариевые водоросли — Laminaria japonica, Laminaria angustata, Laminaria digitata, Laminaria sac-charina - в основном используют для производства пищевых продуктов, ман-нита и альгинатов, фукусовые - для технических целей [Кизиветтер и др., 1967; Подкорытова, и др., 1998; Ковалева, 2000; Подкорытова, 2005а; Репина, 2005]. До настоящего времени фукусовые водоросли не используют в пищевой промышленности, хотя их качественный химический состав идентичен таковому ламинариевых водорослей, но в количественном отношении несколько отличается. Например, содержание фукоидана гораздо выше в фукусовых водорослях по сравнению с ламинариевыми, что обусловливает получение пищевых продуктов обогащенных фукоиданом, обладающим антиопухолевыми свойствами [Nagumo et.al., 1996]. В связи с этим разработка технологии пищевых продуктов нового типа из неиспользуемых для этих целей видов бурых водорослей (фукусовых и некоторых ламинариевых) является актуальной. Реализация подобной технологии позволит не только рационально использовать запасы бурых водорослей, но и расширить ассортимент и свойства функциональных продуктов.
Выпускаемые в настоящее время пищевые продукты из морских водорослей достаточно однообразны - салаты или консервы. Для этих целей в основном используют бурые водоросли семейства ламинариевых или, как ее называют, «морская капуста». На рынке присутствуют традиционные продукты питания, обогащенные биологически активными веществами из водорослей или натуральной водорослевой крупкой (например, хлеб, сыры и др.), но вносимая их доля настолько мала (2-4%), что не способна обеспечить нормальный уровень потребления биокомпонентов.
В пищевой промышленности широко применяется полисахарид бурых водорослей - альгинат, который обладает структурообразующими свойствами. Процесс выделения альгината состоит из множества операций, требующих точного их проведения и нуждающихся в сложном дорогостоящем оборудовании (особенно на стадии сушки), и в связи с этим, эта технология яв-
ляется энерго- и металлоемкой, требующей значительных затрат. Получение водорослевых гелей или неочищенного от клетчатки альгината значительно упрощает и удешевляет технологию. Существуют способы приготовления гелей, например «Ламиналь», из которых можно приготовить десертную продукцию и молочные коктейли [Патент РФ № 2041656]. Но данные технологии не лишены недостатков: на предварительной стадии обработки водорослей теряется большое количество водорастворимых биокомпонентов, потеря которых нежелательна. Поэтому, экстракция БАВ и их использование при приготовлении напитков рациональна с точки зрения комплексного использования биокомпонентов водорослей.
Одновременно существуют причины, сдерживающие население от регулярного потребления продукции из водорослей. В первую очередь, это неинформированность населения о фармакологических и профилактических свойствах продукции из ламинарии: из 100 опрошенных респондентов 28 не имеют никакой информации о пользе употребления в пищу водорослей [Руднева и др., 2005]. Кроме того, продукция из водорослей не является традиционным пищевым продуктом для жителей центральной России, тогда как для прибрежного населения морские водоросли - неотъемлемая часть рациона. Таким образом, сказывается влияние традиций регионального питания. Продукция из водорослей обладает достаточной специфичностью: «йодный» запах, трудность в усвоении (сырые водоросли усваиваются только на 2-4%) и употреблении (для пожилых людей и детей раннего возраста возникают проблемы при пережевывании салатов и вторых блюд из морской капусты).
В связи с этим, разработка рецептур продукции эмульсионного типа для лечебно - профилактического, массового и диетического питания с использованием морских водорослей и их биокомпонентов, а также разработка технологии производства функциональных продуктов питания — актуальная задача для науки и пищевой промышленности.
Решение этих задач и выпуск новой продукции обеспечит население низкокалорийными продуктами, органолептические свойства которых не от-
личаются от традиционных и сбалансированных по пищевой ценности. Для завоевания потребительского рынка продуктов на основе водорослей необходимо расширять их ассортимент с разнообразными вкусовыми характеристиками. Безотходная технология переработки бурых водорослей позволит получить не только выгодный с точки зрения экономики продукт, но и также расширить ассортимент продукции на рынке.
Таким образом, разработка и внедрение комплексной технологии переработки бурых водорослей актуальна и экономически целесообразна, в связи с возможностью получения широкого спектра продуктов и напитков, содержащих биологически активные вещества водорослей, с лечебно-профилактическими и фармакологическими свойствами.
Роль бурых водорослей в лечении и профилактике «болезней цивилизации»
Обычно о питательной ценности того или иного продукта судят по его калорийности, которая обеспечивается содержанием белков, жиров и углеводов. Но очень часто еще большее значение имеют продукты, обладающие биологической и физиологической ценностью. В этом отношении морские водоросли гораздо эффективнее, чем сельскохозяйственные культуры. К тому же морские водоросли содержат многие БАВ, не свойственные наземным растениям.
В настоящее время более восьмидесяти видов водорослей употребляют в пищу [Казьмин, 1989]. Из красных водорослей в основном применяется порфира {Porhyra tenerd), считающаяся деликатесом во многих странах. Порфиру главным образом используют для приготовления сухих пластинок «нори» с разнообразными вкусами, пользующихся большой популярностью в этих странах, а теперь и в России [Seaweed Resource of the World, 1998]. В пищу также используют красные водоросли каппафикус (Kappaphycus), геле-диум (Gelidium), хондрус (Chondrus), гигартина (Gigartind) и некоторые другие. Из зелёных наибольшим успехом пользуются энтероморфа (Enteromor-pha) и ульва (Ulva).
Из многочисленных видов бурых водорослей в качестве пищевых используют ламинариевые (Laminariales) и аляриевые (Alaria).
Лечебно-профилактическое действие продуктов из бурых водорослей, обусловлено присутствием в них БАВ: альгинатов, фукоидана, ламинарана, а также макро- и микроэлементов, витаминов и других веществ [Воронова и др., 1987; Аминина и др., 1994; Подкорытова, 2005].
В настоящее время широкое применение, как в пищевой промышленности, так и в фармакологии нашли пищевые добавки и биологически активные добавки к пище (БАД) из морских водорослей. Они применяются не только для коррекции структурно-механических свойств пищи, но также и как активные лечебно-профилактические средства [Ведутов и др., 1998]. Для этих целей широко применяют ламинариевые водоросли и продукты их переработки (альгиновая кислота, альгинаты, маннит, ламинаран и др.) [Подкорытова, 2001].
Учёными России [Корзун и др., 1989] и зарубежных стран [Haug, 1964; Oakenfuul, 1984] доказано, что наиболее приемлемым и эффективным средством профилактики накопления радионуклидов является альгиновая кислота и её соли.
Ведущие компании мира, в том числе и России, осуществляют выпуск серий дробленых пищевых водорослей, витаминных препаратов, БАД, косметических средств, в состав которых входят водоросли и витаминно-минеральные комплексы из них. Например, одним из самых крупных производителей является Архангельский водорослевый комбинат (г.Архангельск); компания ООО «Фитолон» (г. Санкт-Петербург); НПО «Сумма технологий» ( г. Москва). Некоторые препараты приведены в табл. 1.
На протяжении практически всего периода существования человеческой цивилизации пища, преимущественно, рассматривалась как средство, предназначенное для удовлетворения чувства голода, аппетита и вкусовых потребностей. В последние десятилетия, ввиду роста числа хронических заболеваний и установления их причинной связи с не сбалансированным питанием, к пищевым продуктам стали относиться и как к эффективному средству поддержания физического и психического здоровья и снижения риска возникновения многих заболеваний. Дважды Лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг обосновал в 60-80гг. прошлого века теорию и практику «Ор-томолекулярной медицины». Согласно этому направлению в питании и медицине физическая болезнь и психическое заболевание могут быть излечены не только с помощью лекарственных средств, но и путем тщательного отбора и применения оптимальных количеств определенных макро- и микронутри-ентов (например, витаминов) или веществ эндогенного происхождения (например, инсулина). В нашей стране в эти же годы активным пропагандистом фармакологических эффектов пищевых продуктов являлся директор Института питания академик А.А. Покровский. Авторитетное мнение Л. Полинга, других ведущих исследователей, нутрициологов и клиницистов стимулировало во всем мире поиск и идентификацию тех пищевых продуктов и специфических нутриентов, которые оказывают благоприятные эффекты на организм человека. Как результат, к началу 80-х были разработаны и выведены на мировой рынок биологически активные добавки (БАД), содержащие разнообразные физиологически активные нутриенты или группы их. Только на российском рынке в настоящее время присутствует около 6-8 тысяч наименований БАД, из которых более четырех тысяч имеют государственную регистрацию. Однако, чем больших успехов достигало человечество в создании и производстве искусственных БАД, тем больше оно стремилось к потреблению натуральных продуктов или, по крайней мере, по органолептическим свойствам напоминающих таковые. И подобно тому, как 20-30 лет назад многие фармацевтические фирмы и пищевые компании мира приступили к производству БАД, в середине 90-х они начали специализироваться на крупнотоннажном производстве физиологически активных ингредиентов для обеспечения ими все возрастающего числа собственных и других пищевых предприятий, увеличивающих выпуск традиционных пищевых продуктов с дополнительными функциональными характеристиками (функциональные продукты питания - ФПП).
Концепция «Функциональное питание» как самостоятельное научно-прикладное направление в области здорового питания в современном терминологическом плане сложилась в России в начале 90-х [ГОСТ 52349-2005.]. Под термином «функциональные пищевые продукты» понимают такие продукты питания, которые предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, для сохранения и улучшения здоровья за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов [ГОСТ 52349-2005]. Также из общей науки о питании начинают отделяться специальные разделы, такие как нутрициология (наука о роли отдельных ингредиентов пищи - нутриен-тах), диетология (наука об использовании лечебного питания как одного из способов лечения больных), гигиена питания (наука и практика надзора за производством и реализацией пищевых продуктов и блюд), научная кулинария (наука о правильной технологии производства продуктов и блюд).
Морские бурые водоросли {Phaeophyta)
В морях нашей страны произрастает около 900 видов водорослей, из них на долю зеленых приходится 19%, бурых - 30% и красных — 15% [Виноградова, 1979; Казьмин, 1989; Подкорытова, 2005]. Россия обладает достаточно большой сырьевой базой бурых водорослей.
Из крупных бурых водорослей в морях России наиболее широко распространены ламинариевые - Laminariales, фукусовые - Fucales, десмаре-стиевые - Desmarestiales, хордариевые - Chordariales, пунктариевые - Puncariales и цитосифоновые — Scytosiphonales. Бурые водоросли семейства ламинариевых холодолюбивые растения, оптимальная температура воды для их развития 8-12С.
Бурые водоросли - это большая группа растений со сложным циклом развития. Для бурых водорослей характерно преобладание в их клетках пигментов (фукоксантина, каротина, ксантофилла), придающих им бурую окраску. Это многоклеточные морские растения разнообразной формы и внутреннего строения, широко распространенные в Мировом океане: они населяют моря как суровой Арктики, так и умеренных и тропических акваторий.
По опубликованным в разные годы данным, в прибрежных водах Российских морей произрастает от 161 до 200 видов бурых водорослей (Phaeophyta) [Виноградова, 1979; Кизиветтер и др., 1981; Клочкова, 1997]. Промысловые запасы бурых водорослей Северного бассейна - Белого и Баренцева морей, определяются ламинариевыми (L.saccharina, L.digitata, L. hyperborea, Alaria esculents), фукусовыми (Fucus vesiculosus, F. distichus, F. serratus, Ascophylhim nodosum). Общие запасы составляют более 900 тыс.т. Насчитывают еще более 10 сопутствующих видов бурых водорослей, но используют главным образом ламинарии и фукусы [Пронина, 2002 а,б].
У Российского побережья Черного моря сосредоточены бурые водоросли порядка Fucales - это 2 вида цистозиры {Cystoseira crinita, С. barbata). Промышленное использование цистозиры ограничивается в связи со специфическим химическим составом [Подкорытова и др., 1989а] и строем слоевищ [Блинова, 1979]. Наиболее ценным промышленным сырьем являются следующие виды ламинариевых, произрастающих в дальневосточных морях: L.japonica, L.angnstata, L.gurjanovae и в Белом и Баренцевом морях — L. sac-charina, L. digitata.
В дальневосточных морях произрастает более 161 вида бурых водорослей [Клочкова, 1998]. Общие их запасы оцениваются в 17-18 млн.т сырой массы. На Дальнем Востоке культивируют L. japonica в двухгодичном цикле, но, несмотря на эти факты и достаточно высокий уровень изученности, во-доросли как ФПП и источник БАД мало распространены.
Несмотря на разнообразие бурых водорослей, обитающих в морях России, к промысловым относят только некоторую часть из них. По биомассе, плотности поселения, технологической ценности и доступности для промысла практическое значение имеют около 40 видов бурых водорослей, главным образом, ламинариевые. Наибольшую популярность и коммерческую значимость из ламинариевых водорослей имеет ламинария японская (L.japonica).
Фукусовые водоросли используют как сырье для производства йода, пищевую добавку в корм скоту, в качестве удобрений почвы в сельском хозяйстве, как компонент косметических средств и для производства технического альгината. В пищу фукусовые водоросли применяются только в виде дробленых, гранулированных продуктов (Архангельский водорослевый комбинат) или БАД. Технологий получения пищевой продукции на основе водорослей в производстве не существует, несмотря на то, что фукусовые водоросли богаты БАВ, которые очень полезны для организма человека.
Активный интерес появился к фукусовым водорослям в последние годы, после того, как было показано, что фукусовые водоросли, как и ламинариевые, обладают лечебными свойствами и могут широко применяться в медицине и пищевой промышленности. Они содержат биологически активный сульфатированный полисахарид - фукоидан [Усов и др., 2001а; Билан, 2002].
Основными странами, развивающими добычу и переработку бурых водорослей, являются страны азиатского континента (Китай, Япония, Южная Корея, Филиппины), а также Норвегия, Великобритания, Франция, США, Германия и Чили [Подкорытова, 2005]. Ученые биохимики и технологи многих развитых стран, зная уникальность химического состава бурых водорослей, активно занимаются разработкой новых пищевых продуктов и БАД из водорослей.
Изучение изменения микроструктуры клеток водорослей в процессе технологической обработки
Во время обработки водорослей в процессе экстрагирования БАВ, деминерализации, термообработки в интервале рН 8-9 и гомогенизации происходят как химические изменения состава клеток водорослей, так и их структурных показателей: происходит набухание (восстановление) воздушно-сухих водорослей, затем сжатие клеток водорослей под воздействием раствора соляной кислоты, затем следует сильное набухание и растворение альги-новой кислоты в слабо щелочной среде до полного распада водорослевой массы и образования гомогенной гелевой массы. Все эти изменения, происходящие на клеточном уровне тканей водорослей, нами зафиксированы методом электронной микроскопии и сделаны микрофотографии (увеличение в 20 раз) (рис. 14,15,16,17).
Из полученных фотографий видно, что после восстановления в воде и экстракции (рис. 14) клетки сушеной водоросли насыщаются водой, становятся крупными, приобретают форму, приближенную к правильной. Клетки водоросли, обработанные в слабокислой среде, вследствие удаления структурно связанных катионов (деминерализации) и образования альгиновой кислоты, а также обезвоживания значительно уменьшаются в размерах (рис. 15). Клетки тканей после термообработки при рН 8,0-8,5 набухли, значительно увеличились их размеры и расстояние между ними (межклеточное пространство) заполнилось жидкостью (рис. 16). После гомогенизации подготовленных таким образом водорослей получена практически однородная масса водорослевого биогеля, содержащего растворимый альгинат натрия, с включениями остатков коровой части слоевища (рис. 17) [Вафина, Подкоры-това, 2009].
Таким образом, данные электронной микроскопии подтверждают химические и гистологические изменения, происходящие в процессе технологической обработки в тканях водорослей.
Данные исследования химического состава биогелей из фукусовых и ламинариевых водорослей представлены в таблице 23.
Полученные данные (табл. 23) показывают существенные различия в количественном содержании биологически активных веществ в фукусовых и ламинариевых гелях. Фукусовые биогели содержат больше сухих веществ и в несколько раз больше фукоидана. Что же касается альгинатов, то их содержание в геле из A.nodosum сравнимо с гелем из ламинарии, а в геле из F. vesiculosus альгинатов заметно меньше.
Исследование моносахаридного состава (табл. 24) также показало существенную разницу в углеводном составе фукусовых и ламинариевых гелей. Хотя эти гели и близки по содержанию галактозы и маннозы, но фукусовые гели содержат на порядок больше фукозы. В них обнаруживается ксилоза, которая отсутствует в гелях из ламинарий и которая наряду с фукозой входит, по всей видимости, в состав фукоидана. Ламинариевый гель напротив, содержит в 5-10 раз больше глюкозы, что говорит о высоком содержании ла-минарана.
Таким образом, исследования химического состава водорослевых гелей показали, что они содержат необходимые для нормального функционирования организма вещества: альгинаты, фукоидан, ламинаран, а также йод. Вследствие высокого содержания растворимого альгината в гелях, они могут быть основой при создании продуктов эмульсионного типа.
Сушеные водоросли взвешивают, слоевища дробят на куски, помещают в емкости для промывания и проводят промывку от загрязнений и посторонних включений. Заливают водой при соотношении водоросль:вода 1:10 и оставляют на 12 ч для восстановления. Экстракт сливают в специальную емкость. Проэкстрагированные водоросли направляют на измельчение. Экстракт направляют на дополнительную обработку и приготовление напитков. 2 Измельчение Проэкстрагированные водоросли измельчают на волчке. 3 Деминерализация
Измельченные водоросли загружают в кислотоустойчивые емкости, снабженные перфорированными корзинами и заливают: - ламинарии - 1%-ым раствором соляной кислоты, - фукусы - 3 %-ным раствором в массовом соотношении 1:10 (отношение массы сушеной водоросли к объему раствора) и выдерживают при температуре 25-3 0С в течение 2 ч при периодическом перемешивании. 4 Промывание
Деминерализованые водоросли промывают от кислоты водой температурой 12-20С 2-3 раза при массовом соотношении 1:5 с настаиванием в течение 15-30 мин и периодическом перемешивании. Промывку проводят до полного отсутствия кислоты в промывных водах (рН 6,5), которое определяют по универсальному индикатору, на рН-метре любого типа.
После промывания водоросли выдерживают в перфорированных корзинах для стекания воды в течение 20-25 мин и направляют на термообработку. 5 Термообработка
Промытые водоросли загружают в реактор с зарубашечным пространством, добавляют карбонат натрия из расчета 5-10 % к массе сухих водорослей, заливают горячей водой температурой 80-90С в соотношении водоросль: вода - 1:4-1:6 для фукусовых водорослей и 1:6-1:8 - для ламинариевых.
Исследование безопасности сырья, вспомогательных компонентов и продукции. Установление сроков хранения продукции продукции
Одно из важных направлений государственной политики РФ — обеспечение населения качественными и безопасными продуктами питания (Федеральный закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов»). Поэтому контроль за безопасностью сырья, полуфабрикатов и готового продукта — это обязательная мера обеспечения качества производимой продукции.
Нами проводились исследования показателей безопасности всех видов сырья, используемых при разработке комплексной технологии, промежуточных продуктов, которые в дальнейшем используются для приготовления пищевой продукции (экстракты, биогели) и конечных продуктов (напитки, десерты, конфеты желейные, паштеты с рыбными фаршами, соусы, БАД «Ми-гикальгин» и «Мигикальгин-С» и кормовая продукция).
Исследования проводили в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» по следующим показателям: микробиологические (КМАФАнМ; БГКП; патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонелла, Listeria monocytogenes, плесени и дрожжи) и содержание тяжелых металлов. Все исследования проводили в ИЛ «ВНИРО-тест», ФГУП «ВНИРО».
Первоначально при разработке технологии мы использовали беломорские фукусовые и ламинариевые водоросли, заготовленные сотрудниками ПИНРО, копия заключения о безопасности данного сырья по микробиологическим показателям прилагается в приложении № 25. Результаты показали, что воздушно-сухие беломорские водоросли ламинарии, фукус соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Исследование по содержанию токсичных элементов (приложение № 25) также показало соответствие всех видов сырья нормам, указанным в нормативных документах. Результаты исследований представлены в таблице 7 раздела 3.1.1.
Затем нами были заготовлены образцы фукусовых и ламинариевых водорослей Баренцева моря. Приготовлены сухие, соленые и мороженые образцы. Исследования микробиологических показателей проводили по тем же показателям, что и в первом случае, но только после шести месяцев хранения при следующих условиях: сушеные - в полиэтиленовом пакете при комнатной температуре, в темном хорошо вентилируемом месте, с относительной влажностью не более 75 %; мороженые - в полиэтиленовом пакете, в морозильной камере бытового холодильника при температуре минус 18-25С; соленые - в полиэтиленовом пакете, в бытовом холодильнике при температуре 0-5С. Результаты исследований показали, что все виды сырья соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 по микробиологическим характеристикам (приложение № 8).
Таким образом, сырье, законсервированное несколькими способами, безопасно и пригодно для приготовления пищевой продукции после шести месяцев хранения.
В процессе разработки технологии приготовления напитков, десертной и желейной продукции мы готовили промежуточные продукты: экстракты и гели. Экстракты из беломорских и баренцевоморских ламинариевых и фукусовых водорослей перед тем, как разрабатывать на их основе напитки и дегустировать оптимальные соотношения, исследовались на микробиологические показатели (приложение № 9). Результаты исследований показали соответствие экстрактов нормам, указанным СанПиН 2.3.2.1078-01. Исследования микробиологических характеристик биогелей из фукусовых и ламинариевых водорослей также показали соответствие нормам, указанным в нормативном документе (приложение № 26).
Таким образом, полученные промежуточные продукты из водорослей соответствуют требованиям безопасности, что говорит о том, что в процессе их технологической обработки ни на одной из стадий не происходит «инфицирования» по исследуемым микробиологическим показателям. Исследования на содержание тяжелых металлов не проводили, т.к. они проведены для сырья, используемого для приготовления этих продуктов, а попадание их на стадиях технологической обработки маловероятно.
После проведения исследований на показатели безопасности была проведена дегустация разработанных продуктов. Данные дегустационной комиссии и химического состава позволили рекомендовать к использованию экстракты в качестве пищевой добавки для обогащения пищевых продуктов биокомпонентами водорослей и для приготовления напитков любого типа (приложение № 11).
В процессе отработки технологии было подготовлено несколько партий продукции (десерт, желейные конфеты и напитки). Все продукты исследовали по показателям безопасности. Вся исследуемая продукция соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (приложения № 27, 28, 29).
Опытные партии соусов и паштетов с рыбными фаршами исследовали по показателям безопасности (приложения № 30, 31). Результаты показали соответствие всех исследуемых образцов требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Таким образом, проведенный комплекс исследований показал безопасность пищевой продукции, изготовленной на основе экстрактов и биогелей из фукусовых и ламинариевых водорослей.
Результаты дегустационной оценки показали, что напитки, десерты, соусы и пастообразные продукты с рыбными фаршами вполне приемлемы по органолептическим показателям и рекомендованы к использованию в качестве пищевых продуктов (приложение № 15, 18).
Путем периодического контроля микробиологических показателей были установлены сроки хранения напитков, десертной и желейной продукции — не менее 4 месяцев (приложения № 27, 28, 29).
На рисунке 18 представлена полная технологическая схема переработки бурых водорослей с получением серий пищевых продуктов и напитков, биологически активных добавок и кормовой продукции. Этапы технологического процесса описаны в разделах диссертации.
Похожие диссертации на Обоснование комплексной технологии переработки бурых водорослей (Phaeophyta) при получении функциональных пищевых продуктов
