Содержание к диссертации
Введение
Глава I Обзор литературных данных
1.1 Медико-биологические требования к питанию детей 10
1.2 Специфика технологии производства консервированных продуктов детского и лечебного питания 13
1.3 Использование мясного и растительного сырья в производстве продуктов детского и лечебно-профилактического питания 16
1.4 Преимущества использования птицеводческого сырья для производства продуктов детского ,v / и лечебно-профилактического питания 22
1.5 Йод в организме человека (функции и источники поступления), основные способы йодной профилактики 2 8
Заключение по литературному обзору. 43
Глава II Организация, эксперимента, объекты и методы исследования
2.1 Организация эксперимента 4 6
2.2 Объекты исследования 50
2.3 Методы исследования 51
Глава III Обоснование состава специализированных мясных продуктов -с использованием натуральных биологически активных компонентов для профилактики и лечения йоддефицитных состояний у детей
3 3.1 Медико-биологическое обоснование со става и качества специализированных мясных продуктов с использованием натуральных биологически активных компонентов для профилактики и лечения йоддефицитных состояний у детей 61
3.2 Теоретическое обоснование и расчет рецептуры консервов из мяса цыплят для лечебного и профилактического питания детей с йоддефицитными состояниями . 66
Глава IV Влияние параметров технологического процесса на качество готового продукта
4.1 Влияние параметров технологического процесса на сохранность термолабильных соединений йода 7 5
4.2 Влияние режимов предварительной подготовки сырья и количества вводимой добавки на изменение содержания связанной влаги в продукте 82
4.3 Влияние параметров технологического процесса на содержание связанной влаги в готовом продукте 8 9
Глава V Комплексная оценка качества консервов из мяса цыплят для профилактического и лечебного питания детей с йод-дефицитными состояниями
5.1 Органолептическая оценка продуктов 93
5.2 Определение химического состава и биологической ценности продуктов -4 5.3 Показатели безопасности продуктов 108
5.4 Медико-биологической оценки консервов из мяса цыплят для лечебного и профилактического питания детей с йоддефи-цитными состояниями .110
5.5 Изучение клинической эффективности консервов из мяса цыплят, обогащенных натуральными биологически активными компонентами для профилактики и лечения йоддефицитных состояний 114
5.6 Количественная оценка качества продуктов 121
Выводы 127
Список использованной литературы
- Специфика технологии производства консервированных продуктов детского и лечебного питания
- Объекты исследования
- Теоретическое обоснование и расчет рецептуры консервов из мяса цыплят для лечебного и профилактического питания детей с йоддефицитными состояниями
- Влияние режимов предварительной подготовки сырья и количества вводимой добавки на изменение содержания связанной влаги в продукте
Специфика технологии производства консервированных продуктов детского и лечебного питания
Питание является одним из важнейших факторов, способствующих адаптации ребенка к внешнему миру и определяющих возможности роста и развития детского организма. Степень нутриентной адекватности питания потребностям детского организма определяет состояние иммунной системы, способность преодоления стрессовых ситуаций, темпы физического и психического развития.
Пища используется на выполнение следующих основных функций: - пластической (рост и развитие, а также непрерывное обновление организма); - энергетической (с пищей доставляется энергия, необходимая для всех внутренних процессов организма, а также для осуществления движения); - биорегуляторной (с пищей человек получает вещества, необходимые для синтеза соединений, являющихся регуляторами и биокатализаторами: гормонов и ферментов); - приспособительно-регуляторной (способствует нормальной деятельности систем и органов); - защитно-реабилитационной (повышение устойчивости организма к инфекциям и другим вредным воздействиям, нормализация обмена веществ); сигнально-мотивационной (возбуждение аппетита) (35) . После первого года жизни, наряду с необходимостью обеспечения интенсивной пластической функции, постоян -11 но растет уровень энергетических затрат в связи с физической активностью ребенка.
Известно, что оптимальным является рацион, калорийность которого полностью соответствует энергозатратам детского организма. По данным Института питания РАМН для детей 1-3 года жизни необходимое количество белков в суточном рационе составляет 3,5 - 4,0 г на 1 кг массы тела, жиров - 3,5 - 4,0 г, углеводов - 14-15г, калорийность - 100 ккал (418 кДж) . Причем 75 % белков должны составлять белки животного происхождения. Соотношение между количеством белка и жира для детей старше 1 года составляет в среднем 1:1. При построении питания следует принимать во внимание, что за счет углеводов должно покрываться 50 % суточной калорийной потребности (112).
Для нормального развития организма важно не только количество белка и жиров, но и их качество. А.А.Покровский указывает, что суточный рацион ребенка должен содержать следующие жизненноважные аминокислоты: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фе-нилаланин, треонин, валин, триптофан. Причем наиболее благоприятное соотношение триптофана, лизина и метио-нина - 1:3:3. Жиры должны быть богаты полиненасыщенными жирными кислотами. Такие жиры оказывают сберегающее белки действие (112).
Необходимо принимать во внимание содержание минеральных веществ (макро- и микроэлементов), находящихся в продуктах главным образом в форме минеральных солей или ионов. Они относятся к незаменимым пищевым веществам, составляющим жизненно важную часть пищи не в меньшей степени, чем незаменимые аминокислоты и витамины. Недостаточность макро- и микроэлементов у чело -12 века возникает сравнительно редко. Исключение составляют кальций, фосфор, железо и йод (7 6, 72, 103, 133). Исследование состава нескольких видов детского питания, изготовляемого в Испании, на содержание Na, К, Mg, Mn, Си, Zn, Fe выявило недостаток Са и Fe во всех образцах (178). В целом рационы детей имели также дефицит железа 2 - 7 % в зависимости от возраста (124) и йода (123, 78). Недостаток этих элементов в питании вызывает такие распространенные в настоящее время заболевания как железодефицитная анемия, эндемический зоб. Патологии, вызванные дефицитом микроэлементов, особенно опасны для растущего организма. Изменения в массе тела, росте, физиологическом и психическом развитии, вызванные нерациональным питанием, после достижения определенного возраста оказываются необратимыми. Специфика пищеварительной системы детей обуславливает высокие требования по перевариваемости и усвояемости пищи, сочетаемости ингредиентов. Чтобы эти показатели были наилучшими, необходим подбор соотношения компонентов рецептур, обеспечивающий соответствие готовых продуктов медико-биологическим тре(Вонарлганмзации питания детей важное место занимают консервы на основе мяса птицы и убойных животных. При их разработке и производстве открываются широкие перспективы для выбора и сочетания компонентов, как животного, так и растительного происхождения, а, следовательно, корректировки содержания питательных веществ.
Объекты исследования
Организация правильного питания детей является в настоящее время одной из актуальных проблем. При этом первоочередной вопрос - создание продуктов заданного химического состава и структурно-механических свойств с направленным лечебно-профилактическим действием.
Во многих странах мира важное место занимает производство лечебно-профилактического питания и, в частности, продуктов для профилактики йодной недостаточности. Однако подобных продуктов для детей в возрасте от 1 года практически не выпускается.
Разработка продуктов должна базироваться на принципах сбалансированности и адекватности питания, обеспечения энергетического эквивалента физических усилий и адаптационно-структурных изменений в оргаїиевдещно, что необходимо развивать отечественное производство лечебно-профилактического питания, усо -44 вершенствовать технологию и рецептуры продуктов на базе новых сырьевых источников и ресурсов.
Основными тенденциями в развитии производства лечебно-профилактических продуктов являются: рациональное использование полноценного сырья и включение в рецептуры нетрадиционных компонентов; сбалансированность продуктов по основным пищевым веществам; использование щадящих технологических режимов, обеспечивающих сохранность свойств биологически активных веществ и высокое качество готового продукта; использование для обогащения продуктов витаминами и минеральными веществами их натуральных источников. Несмотря на проводящиеся в области лечебно-профилактического питания работы, в настоящее время вопрос их создания и промышленного производства остается актуальным.
Целесообразность проведения работ в данном направлении несомненна, особенно в плане создания рецептур с применением мясного и растительного сырья, содержащего животные белки и жиры, растительные белки, а также пищевые волокна, углеводы и минеральные вещества, что позволит получить продукт, удовлетворяющий формуле сбалансированного питания.
Мясо птицы является перспективным высокотехнологичным сырьем для производства лечебно-профилактических продуктов и детского питания. Хорошая сочетаемость с другими ингредиентами позволяет обогащать продукты биологически активными добавками. Использование мяса птицы предоставляет возможность создания продуктов со сбалансированным белково-жировым компонентом, оптимальным соотношением минеральных веществ, и изменения их состава в зависимости от назначения и предъявляемых требований.
В качестве натурального источника усвояемого йода и других биологически активных веществ, целесообразно использование морской капусты. Этот вид сырья является природным «концентратом» минеральных веществ. Целью настоящей работы является создание технологии лечебных и профилактических продуктов с использованием натуральных биологически активных источников йода для коррекции иоддефицитных состояний у детей. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - разработать медико-биологическое обоснование со става и качества специализированных мясных продуктов для профилактики и лечения иоддефицитных состояний у детей; - .обосновать выбор биологически активного компо нента и разработать способ его подготовки и введения в мясную систему; изучить влияние технологических параметров на сохранность йода и качество готового продукта; - исследовать качественные показатели, биологическую ценность и клиническую эффективность лечебно-профилактических продуктов; - разработать и утвердить комплект нормативной документации на консервы из мяса цыплят для профилактического и лечебного питания детей с йоддефицитными состояниями .
Теоретическое обоснование и расчет рецептуры консервов из мяса цыплят для лечебного и профилактического питания детей с йоддефицитными состояниями
В морской капусте йод содержится в основном в виде белковых соединений (тироксин, дииодтирозин, моноиодти-розин (29)). Белковые соединения легче подвергаются ферментативному гидролизу после денатурации, так как в результате разрыва слабых внутримолекулярных связей создаются более благоприятные условия для воздействия протеолитических ферментов. К тому же в раннем возрасте в связи с имеющимися особенностями пищеварительной системы ребенок должен получать пищевые вещества в эмульгированном виде. В результате повышается усвояемость нутриентов, в том числе и йодсодержащих соединений. Поэтому для введения в продукт сухую морскую капусту необходимо подвергнуть предварительной подготовке.
Сухую морскую капусту подвергали предварительной гидратации. При этом существенное влияние на потери йода в морской капусте оказывала температура воды (рис.2).
Исследовали изменение содержания йода в морской капусте после гидратации водой с температурой от 20 до 80С с интервалом 20 С. Гидратации подвергали измельченную сухую морскую капусту с размером частиц 3-5 мм. Содержание йода в гидратированной морской капусте снижается с 48,6 до 34,4 мг в 100 г при повышении температуры воды от 20 до 60С. Это объясняется, по-видимому, структурным изменением йодсодержащих белковых соединений, которые начинают проявляться при температуре выше 37С. Чем больше тепловой энергии подводится к продукту, тем большее число связей нарушается, в том числе и в фенольной группе, содержащей йод в молекулах тироксина (рис.3), дииодтирозина, моноиодтирозина.
Таким образом потери йода при гидратации морской капусты увеличиваются при повышении температуры воды от 20 до 60С и составляют от 15,6 до 27,4 %. Однако ини-мальные потери йода зафиксированы при температуре воды 80С и составляют в среднем 10,3 %. Что объясняется, по-видимому, образованием полисахаридами морской капусты при данной температуре наиболее прочных гелевых структур, удерживающих йод внутри каркаса.
Воздействие высоких температур вызывает разрушение соединений йода не только в процессе предварительной подготовки морской капусты, но и при термической обработке мясного и растительного сырья (рис. 4) . Так при обжаривании мясо теряет 65 % йода, при варке - 48 %. Обжаривание и доведение до готовности на пару полуфабрикатов, обогащенных йодистым калием приводит к потере 60,57 % йода (66,123, 150). обжаривание мяса 52.0 варка мяса 39.4 обжаривание п/ф рис.4 Сохранность йода при термообработке Технология производства специализированных консервов предусматривает следующие стадии термического воздействия: бланширование сырья, предварительный подогрев консервной массы перед фасовкой, стерилизация (пастеризация) (Рис.5).
В опытно-промышленных условиях были выработаны консервы с использованием дефростированнои морской капусты по сокращенной схеме: подготовка сырья - бланширование мясо-растительной массы - тонкое измельчение - фасовка - стерилизация. Результаты исследования консервов показали, что, несмотря на низкое содержание йода в дефро стированной морской капусте (4,64±0,4 6 мг), готовый продукт содержал 0,52±0,08 мг йода. Очевидно, что сокращение в ходе технологического процесса воздействия на сырье высоких температур приводило к снижению потерь йода до 7,5%. Поэтому, в случае выработки продукта на линии периодического действия, целесообразно производить фасовку консервной массы без предварительного подогрева. После чего осуществляется предварительный, подогрев перед стерилизацией. Консервы загружают в автоклав, крышку автоклава закрывают и в течение 10-12 мин доводят температуру в автоклаве до 100С, выдерживают при этой температуре в течение 10 мин, затем начинают процесс стерилизации консервов по принятому режиму.
Значительные потери йода в консервной массе происходят в процессе перемешивания, гомогенизации и фасовки консервной массы. В среднем они составляют 19,5 %. Однако важно отметить, что в экспериментальных условиях эти операции осуществлялись на лабораторном оборудовании с небольшим количеством консервной массы. При таких условиях контакт продукта с воздухом значительно больше, чем на промышленной линии, где конструкция оборудования обеспечивает минимальный контакт.
В результате стерилизации 13,4 % йода переходит в лабильную форму и теряется при вскрытии банки.
Суммарные потери йода в ходе традиционного (рис.5) технологического процесса производства продуктов детского питания, включая стадию гидратации сухой морской капусты, составили 7 8,7 %.
Влияние режимов предварительной подготовки сырья и количества вводимой добавки на изменение содержания связанной влаги в продукте
В контрольной группе, в конце исследования (рис. 13, приложение 3) уровень экскреции йода в двух случаях снизился с 13,4 до 10,3 и с 15,7 до 10,2 мкг%. У остальных детей в среднем он лишь незначительно превысил нижнюю границу нормы и составил 14,3 мкг%. Повышение этого показателя к концу исследования связано, по видимому, с более регулярным и адекватным питанием в стационаре.
В опытной группе после приема исследуемых консервов по 100 г в день в конце наблюдаемого периода показатели йода в моче значительно возросли, составляя в среднем 36,3 мкг%, причем рост наблюдался независимо от начальной степени тяжести дефицита. При этом важно отметить, что даже значительное увеличение уровня экскреции йода (максимально до 51,4 мкг%), ни в одном из случаев не сопровождалось аллергическими реакциями и другими признаками проявления йодизма побочных эффектов при передозировке элемента), что доказывает эффективность и безопасность применения биологических форм йода. 35 25
Таким образом, данные изучения клинической эффективности консервов из мяса цыплят с морской капустой свидетельствуют об их удовлетворительной переносимости детьми в возрасте 1,5-3,5 лет с различной патологией, не требующей специальной диеты. У отдельных детей с запорами использование консервов оказывало положительное влияние на моторную функцию кишечника, что приводило к нормализации его деятельности. На основании заключения о клинической эффективности продуктов разработанные консервы «Садко» рекомендованы для профилактики, а консервы «Ламина» - для лечения йоддефицитных состояний у детей с 1 года.
Простыми формульными выражениями, адекватно отражающими влияние физических и химических факторов на качество готового продукта, являются свойства энтропии, т.к. изменение энтропии носит нелинейный характер и наиболее реально может отразить все возможные явления и процессы (142). Из анализа свойств энтропии системы, следует, что их изменения целесообразно использовать для оценки качества продукции, функционирования систем, процессов и т.д.
Алгоритм энтропии, разработанный американским математиком Клодом Шеноном, имеет вид: S = -X/ log2JP, гдеі = 1,...,І (16) при условии: ] ]/ = 1,0 / 1 ;=і -122 где: Р- вероятность какого-нибудь события. Энтропия - это сумма произведений вероятностей событий на логарифм (при основании два) этих вероятностей.
При использовании энтропийного алгоритма все показатели качества должны быть нормированы и приведены к безразмерному виду.
Если в (16) поставить множество показателей качества Pi (пронумерованных к единице и безразмерных), то при Pi = Piopt энтропия принимает максимальные значения .
Показатели РІ в матрице Q показателей качества нормируются так, что наилучший нормированный показатель всегда имеет большее значение. Например, матрица нормированных и безразмерных показателей имеет вид:
затели, здесь q\f, q 0 и q n - в знаменателе наилучшие показатели, имеющие большее значение, а в числителе наилучшие показатели, имеющие меньшее числовое значение . Оценка качества продукции вычисляется по удельным показателям: A i=i y=i С учетом коэффициентов весомости а (і = 1,...,1 и О аі 1) энтропийный алгоритм оценки качества j-ro образца продукции запишется в виде: 1 _ _ / / _ SJ = Z аірч 1о2 а,Ру; при ХЁ Рц = 1 /=1 7=1 7=1 (19; или качество К,=- (20 } S где S - максимальное значение энтропийной функции (когда все показатели Р = 1 = max). Указанный алгоритм используется когда оценивается качество К по пяти-семи показателям малого (і) коли чества образцов продукции, и — - находится в диапазоне - 124 0,05 — 0,37. Для практической оценки промышленной Л. продукции этого вполне достаточно.
Результаты расчета комплексного показателя (табл. 24) позволяют констатировать, что разработанные консервы для профилактического («Садко») и лечебного («Ламина») питания детей с йоддефицитными состояниями характеризуются высоким качеством. Сравнение комплексных показателей качества опытных образцов показывает, что лучшими качественными характеристиками обладают консервы «Ламина» (К=0,9б). Консервы «Садко» лишь незначительно им уступают (К=0,91) .
Более низкое значение К в консервах «Садко» связано с меньшими значениями только двух отдельных показателей качества: содержанием белка и связанной влаги.
Меньшее значение содержания связанной влаги в консервах «Садко» связано со снижением в 2 раза содержания морской капусты, что, однако, обусловлено обеспечением необходимого уровня содержания йода. Содержание белка в этом продукте пропорционально содержанию йода и соответствует медико-биологическим требованиям. Следовательно, нельзя считать этот показатель низким. В тоже время органолептическая оценка консервов «Садко» выше, чем «Ламина». Все остальные показатели качества разработанных рецептур практически равнозначны.
