Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы
Проблема хронических неинфекционных заболеваний у детей и взрослых
Специализированные пищевые продукты как основа оптимального (здорового) питания
Дефицит йода и пути профилактики йододефицитных заболеваний
Пищевые продукты на основе ламинарии
Заключение по обзору литературы
Цель и задачи исследования
Объекты и методы исследований
Объекты исследований
Методы исследований
Физико-химические, микробиологические и органолептические методы исследований
Определение биодоступности органической и неорганической формы селена в составе салатов из ламинарии
Микроскопические исследования образцов стерилизованной ламинарии (консервов)
Обоснование технологии специализированной пищевой продукции из ламинарии
Разработка нутриентно-технологических рекомендаций к созданию специализированной пищевой продукции из ламинарии
Обоснование выбора сырья, предназначенного для изготовления специализированной пищевой продукции из ламинарии 10
3.3 Описание технологического процесса производства специализированной пищевой продукции из ламинарии
3.3.1 Изготовление ламинарии вареной 63
3.3.2 Изготовление салатов из ламинарии 81
3.3.2.1 Обоснование рецептурных композиций салатов из
83 ламинарии
3.3.2.2 Обоснование рецептурных композиций салатов из
93 ламинарии, обогащенных селеном
3.3.2.3 Описание стадий технологического процесса
94 изготовления салатов из ламинарии
3.4 Обоснование сроков годности специализированной пищевой продукции из ламинарии
3.5 Анализ показателей безопасности и химического состава ламинарии вареной и салатов
3.6 Оценка биологической эффективности использования специализированной пищевой продукции из ламинарии, обогащенной селеном
3.7 Практическое применение результатов исследований 108
Глава 4 STRONG Разработка технологии стерилизованной специализированной пищевой продукции из ламинарии (консервов)
STRONG 4.1 Разработка нутриентно-технологических рекомендаций
к созданию стерилизованной специализированной пищевой продукции из ламинарии (консервов)
4.2 Обоснование рецептурных композиций стерилизованной специализированной пищевой продукции из ламинарии (консервов)
4.3 Технологическая схема производства стерилизованной продукции из ламинарии (консервов)
4.4 Разработка режимов стерилизации специализированных консервов из ламинарии
4.5 Анализ показателей безопасности и химического состава стерилизованной специализированной пищевой 132
продукции из ламинарии (консервов)
Глава 5 Разработка системы обеспечения качества, безопасности и оценка экономической эффективности производства специализированной пищевой продукции из ламинарии на ООО «Продовольственная база «Покоторг»
5.1 Организация работ по внедрению системы ХАССП 136
5.1.1 Область распространения системы ХАССП 136
5.1.2 Определение критических контрольных точек (реализация принципа 2)
5.1.3 Установление критических пределов для каждой учитываемой критической контрольной точки (реализация принципа 3)
5.1.4 Разработка процедур мониторинга (реализация принципа 4)
5.1.5 Разработка корректирующих действий (реализация принципа 5)
5.1.6 Учреждение процедуры внутренних проверок (реализация принципа 6)
5.1.7 Разработка перечня регистрационно-учетной документации (реализация принципа 7)
149
5.2 Расчёт экономической эффективности производства специализированной пищевой продукции из ламинарии
5.2.1 Расчёт экономической эффективности производства салатов из ламинарии, в том числе обогащенных селеном
5.2.2 Расчёт экономической эффективности производства 155
стерилизованной специализированной пищевой
продукции из ламинарии (консервов)
Выводы 160
Список используемой литературы
- Дефицит йода и пути профилактики йододефицитных заболеваний
- Определение биодоступности органической и неорганической формы селена в составе салатов из ламинарии
- Описание технологического процесса производства специализированной пищевой продукции из ламинарии
- Технологическая схема производства стерилизованной продукции из ламинарии (консервов)
Дефицит йода и пути профилактики йододефицитных заболеваний
Согласно научным данным рост является ключевым биологическим признаком, позволяющим провести границу между педиатрической и взрослой популяцией [Казюкова Т.В., Тулупова Е.В., 2012]. Новым направлением исследований является изучение связи между ростом и сохранением здоровья в течение жизни, что позволяет по-новому взглянуть на биологию развития, на формирование основы для последующего здоровья на ранних стадиях развития организма, для формирования и коррекции здоровья [Ruemmele F.M., Garnier-Lengline Н., 2012].
В настоящее время педиатры, нутрициологи, иммунологи сходятся во мнении, что эффективным немедикаментозным подходом к обеспечению нормального роста, гармоничного развития организма, профилактике различных заболеваний, особенного неинфекционного характера, как у детей, так и у взрослых, является сбалансированный рацион питания, который предусматривает не только полноценный белок, жиры, достаточное количество энергии, но также витамины, микроэлементы и другие эссенциальные пищевые вещества в количестве, соответствующем возрастным потребностям организма, оказывающих благоприятный эффект на функциональные системы организма человека [Тутельян В.А. и др., 2010; Кулакова С.Н., 2011; Казюкова Т.В., Тулупова Е.В., 2012; Heird, W.C. et al, 2005; Jensen C.L. et al, 2005]. Комплексный подход к обеспечению сбалансированного рациона питания человека заложен в основу концепции оптимального питания.
Оптимальное (здоровое) питание человека - это система питания, обеспечивающая здорового человека необходимым количеством энергии и набором пищевых веществ природного (растительного и животного) происхождения как в виде натуральных продуктов питания, так и обогащенных продуктов и биологически активных минорных веществ с учетом возраста, пола и образа жизни. Формула пищи XXI века - это натуральные традиционные продукты, функциональные пищевые продукты заданного модифицированного состава и, наконец, биологически активные добавки, которые способствуют улучшению структуры нашего питания [Тутельян В.А., 2010; Кулакова С.Н. и др., 2011]. При этом для сохранения физического и психического здоровья и адекватной адаптации к факторам внешней среды, как отдельного человека, так и на популяционном уровне в течение многих поколений обязательно учитываются такие особенности, как возраст, пол, образ жизни.
Для воплощения мероприятий концепции здорового питания, направленной на формирование и сохранение здоровья, для снижения риска возникновения многих заболеваний необходимо иметь в рационе питания человека пищевую продукцию не только безопасную, высокого качества, но самое главное с заданными свойствами, адекватную поставленной цели. Этой задаче в полной мере отвечает специализированная пищевая продукция.
В соответствии с Техническим регламентом таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» специализированная пищевая продукция - пищевая продукция, для которой установлены требования к содержанию и (или) соотношению отдельных веществ или всех веществ и компонентов и (или) изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания в такой пищевой продукции и (или) в состав включены не присутствующие изначально вещества или компоненты (кроме пищевых добавок и ароматизаторов) и (или) изготовитель заявляет об их лечебных и (или) профилактических свойствах, и которая предназначена для целей безопасного употребления этой пищевой продукции отдельными категориями людей [ТР ТС 021/2011].
Значительный интерес и перспективу для изготовления целого ряда специализированной пищевой продукции представляют бурые водоросли семейства ламинариевых, полезные свойства которых состоят в том, что они являются источниками ряда микронутриентов, липотропных веществ, пищевых волокон, витаминов группы В, йода и некоторых других эссенциальных микроэлементов.
Наиболее ценным промышленным сырьём являются следующие виды: ламинария японская Laminaria japonica (Aresch.), ламинария сахаристая Saccharina latissima (L.) и ламинария пальчаторассеченная Laminaria digitata (Huds.) [Справочник по химическому..., 1999]. Для изготовления пищевой продукции чаще всего используется ламинария второго года жизни, ресурсы которой имеются в нашей стране [Суховеева М.В., Подкорытова А.В., 2006; Статистические сведения..., 2012].
В настоящее время морские водоросли во всем мире получили всеобщее признание, прочно заняли свое место в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Примером рационального использования морских водорослей, в том числе ламинарии, является Япония, где налажено производство из этого сырья удобрений и кормовых добавок для животных и птиц, конфет и различных пищевых продуктов для населения, а также высокотехнологичных продуктов в косметологии и медицине [Аминина Н.М., 2005; Техника и технология добычи..., 2008].
Научными исследованиями, как в России, так и за рубежом, показано, что непосредственное употребление в пищу водорослей или продуктов, получаемых из них, оказывает благотворное действие при многих заболеваниях человека. При этом на их основе может изготавливаться разнообразная специализированная пищевая продукция, для которой установлены требования к содержанию и (или) соотношению отдельных веществ или всех веществ и компонентов.
Определение биодоступности органической и неорганической формы селена в составе салатов из ламинарии
Образцы тканей ламинарии отрезали от наиболее толстых нитей листовой пластины поперечные срезы толщиной менее 1 мм в количестве 5-7 штук. Стандартную гистологическую обработку не применяли во избежание неестественного нарушения целостности клеточного содержимого при обезвоживании и замещении связанной воды в ткани на гистологические реагенты. Для фотографирования микропрепаратов нефиксированных срезов в лабораторных условиях использовали микроскоп Olympus с автоматической видеокамерой и программу DC Viewer. Фотографии получали при увеличении хЮО. Для повышения контрастности тканей без использования стандартной обезвоживающей гистологической проводки с окрашиванием применяли метод анализа в проходящем свете при дополнительной боковой подсветке. Дополнительно свежие срезы окрашивали гематоксилином по Эрлиху в течение 3 мин. Глава 3. Обоснование технологии специализированной пищевой продукции из ламинарии
Изучение структуры питания детей, посещающих дошкольные и школьные учреждения, показывает, что в рационах питания наблюдается дефицит белка, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ, избыток углеводов, жиров. Анализ средневзвешенного суточного рациона школьника среднего возраста на соответствие его пищевой, энергетической и биологической ценности нормам физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах, разработанным ФГБНУ «НИИ питания» и изложенным в MP 2.3.1.2432 и СанПиН 2.4.5.2409 «Санитано-эпидемиологические требования к организации питания обучающихся в общеобразовательных учреждениях, учреждениях начального и среднего профессионального образования», показал недостаточную адекватность рационов, как по общей калорийности, так и по соотношению основных нутриентов: белков, жиров, углеводов [Титова М.Е., 2012]. Установлено, что во всех группах потребления доля легкоусвояемых углеводов удовлетворяется в среднем на 50%, а йода в среднем только на 20% [Титова М.Е. и др., 2012]. Недостаточное поступление незаменимых макро- и микронутриентов вызывает ряд метаболических изменений, развитие алиментарно-зависимых состояний и заболеваний. К ним относятся болезни эндокринной системы, вызванные недостаточностью йода в воде и продуктах питания. Для ликвидации йододефицитных состояний, в том числе и для групповой профилактики в детских коллективах, может быть использована продукция из ламинарии.
Согласно MP 2.3.1.2432 и СанПиН 2.4.5.2409 рационы питания детей могут содержать салаты с добавлением морской капусты и первые блюда, содержащие морскую капусту.
В соответствии с действующими меню, предназначенными для детей дошкольного и школьного возраста, предусмотрено включение растительных салатов из моркови, белокочанной капусты. Однако данные салаты имеют сезонный характер (осень-зима) и использование свежей моркови и капусты весной и летом не разрешается. Поэтому стояла задача заменить в меню данный вид сезонных салатов. С этой точки зрения значительный интерес представляли салаты из ламинарии. Первоначально была поставлена задача разработать нутриентно-технологические рекомендации к продукции из ламинарии, содержащие требования к сырью, компонентному составу, органолептическим показателям, предъявляемым к продукции, предназначенной для питания детей.
Разработка нутриентно-технологических рекомендаций к созданию специализированной пищевой продукции из ламинарии
При создании специализированной пищевой продукции из ламинарии, нами были разработаны нутриентно-технологические рекомендации к сырью, дополнительным компонентам и готовой продукции [Абрамова Л.С. и др., 2005, 2014; Абрамова Л.С., ГержоваТ.В., 2014].
Разработку рекомендаций по созданию специализированной пищевой продукции из ламинарии, адекватной питанию детей дошкольного и школьного возраста, проводили с учетом требований следующих регламентирующих документов:
Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 05.03.2004 № 9 «О дополнительных мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом микронутриентов», от 23.11.1999 № 14 «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом йода и других микронутриентов», № 11 от 03.04.1998 «О дополнительных мерах по профилактике йододефицитных состояний».
Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 05.05.2003 № 91 «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом железа в структуре питания населения» и от 16.09.2003 № 148 «О дополнительных мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом железа в структуре питания населения». 15. Методические указания города Москвы «Организация питания в дошкольных образовательных учреждениях» (утв. Департаментом образования города Москвы) - (Москва,2007).
МосМР 2.4.5.003-04 «Ассортимент и технология производства кулинарной продукции для питания детей и подростков в организованных коллективах. Методические рекомендации города Москвы».
С целью расширения ассортимента продукции из ламинарии, которая может быть использована при организации питания детей в образовательных учреждениях, предложены следующие наименования: - ламинария вареная (для приготовления первых блюд, сложных овощных салатов); - салаты из ламинарии (готовые к употреблению закусочные блюда). С учетом требований MP 2.3.1.2432 и СанПиН 2.4.5.2409 нами предложено вводить в рацион питания детей в зависимости от возраста от 30 г до 60 г продукции из ламинарии. Рекомендации по массе порции приведены в таблице 6.
Описание технологического процесса производства специализированной пищевой продукции из ламинарии
Согласно традиционной технологии в основном в сушеном виде использовали слоевища, которые предварительно инспектировали для удаления непригодных к дальнейшей переработке участков и восстанавливали в воде при соотношении слоевища : вода 1:4 от 4 до 6 ч в зависимости от вида водоросли, размера слоевищ и температуры воды. [Сборник технологических инструкций...., 2012]. В качестве сырья мы использовали сушеную ламинарию шинкованную со степенью набухания 6.
По предложенной нами технологии сушеную ламинарию шинкованную инспектировали для удаления непригодных к дальнейшей переработке участков и восстанавливали, заливая водой при заданном соотношении. Для ускорения технологического процесса проводили совмещение процессов набухания и мойки (далее процесс набухания-мойки). Процесс проводили в промывочном аппарате с реверсивной мешалкой.
С целью установления рациональных параметров технологического процесса набухания-мойки ламинарии проведены модельные эксперименты, в которых анализировали зависимость набухания ламинарии от температуры воды, соотношения ламинария:вода (гидромодуля), времени мойки. Качество мойки характеризовали по количеству общих потерь в образце ламинарии после промывки для всех изменяющихся режимов. Температура воды составляла 20 С, 40 С, 60 С, гидромодуль- 1:6, 1:9, 1:12. Время изменяли от 600 с до 2400 с. Совмещенный процесс набухания-мойки ламинарии проводили как в одну стадию, так и в несколько стадий (от одной до четырех), меняя каждый раз промывочную воду. При набухании-мойке ламинарии в течение одного цикла время промывки составляло 600, 1200, 1800 или 2400 с, а при использовании многостадийного процесса каждую стадию проводили по 600 с, меняя каждый раз воду в количестве равном заданному модулю и с определенной температурой. В течение одностадийного процесса количество промывочной воды соответствовало общему количеству воды, которое использовали при многостадийном процессе, то есть при одностадийном процессе в течение 600 с количество воды было равно одному модулю, а в течение 1200 с двум модулям и т.д.
Результаты проведенных исследований по установлению зависимости степени набухания ламинарии и потерь от параметров процесса набухания-мойки приведены в таблице 18.
Из представленных данных видно, что целесообразнее проводить процесс набухания-мойки в несколько стадий, меняя каждый раз воду, так как в одну стадию не происходит полное набухание ламинарии, она остается относительно грязной (по сравнению с многостадийным процессом) независимо от времени. Например, образец 7, который промывали в одну стадию 2400 с при температуре 20 С имел степень набухания 4,09, потерь 49,8%, а у образца 4, который промывали 4 раза по 600 с - степень набухания составила 4,88, потерь 55,4%. Для других условий набухания-мойки при температурах 20 С, 40 С, при различном времени и модулях наблюдалась аналогичная картина. В связи с этим было рекомендовано осуществлять процесс набухания-мойки в несколько стадий, меняя каждый раз воду. Математическое моделирование совмещенного процесса набухания-мойки проводили в соответствии с данными, приведенными в таблицах 19-20. Необходимо отметить, что при моделировании значение модуля (соотношение ламинария:вода) выражали как содержание ламинарии в воде (%) при набухании-мойке.
Обоснование рациональных режимов процесса набухания-мойки проводили в 3 этапа с применением метода математического планирования по униформ-рототабельному плану второго порядка: 1 этап - зависимость степени набухания ламинарии и количества потерь от температуры воды и продолжительности процесса набухания-мойки; 2 этап - зависимость степени набухания ламинарии и количества потерь от содержания ламинарии в промывочной воде (гидромодуля) и температуры воды; 3 этап - зависимость степени набухания ламинарии и количества потерь от содержания ламинарии в промывочной воде (гидромодуля) и продолжительности процесса набухания-мойки.
Технологическая схема производства стерилизованной продукции из ламинарии (консервов)
Правильная геометрическая форма клеток деформировалась в сторону ее удлинения на большей площади срезов, но структура межклеточного строения не нарушена, клеточные оболочки истончённые, но сохранены на большей площади срезов. Присутствуют незначительные разрушения ткани. В межклеточных полостях отсутствуют включения, капли масла в ткани крупно дисперсные. Общее состояние ткани удовлетворительное.
Таким образом, по степени нарастания деструкции ткани образцы ламинарии можно расположить в такой последовательности: образец № 3 (норма), образец № 4, образец № 5, образец № 1, образец №2.
Исходя из проведенных исследований, можно сделать заключение, что увеличение значений рН и исключение стадии предварительной варки ламинарии приводит к большему сохранению структуры, то есть улучшению консистенции салатов после стерилизации. Для изготовления опытных партий стерилизованной специализированной пищевой продукции из ламинарии в производственных условиях решено использовать рецептурные композиции, содержащие 0,2 % лимонной кислоты в маринаде и исключить стадию варки.
Технологическая схема производства стерилизованной продукции из ламинарии (консервов) Технологическая схема процесса изготовления консервов представлена на рисунке 17. Ниже изложено краткое описание основных стадий технологического процесса.
Консервы изготавливали из сушеной или мороженой ламинарии. Предварительная подготовка сырья аналогична стадиям технологического процесса для изготовления ламинарии вареной и салатов (см. п. 3.3.1). После размораживания или набухания ламинарию тщательно промывали в воде и направляли на маринование.
Маринование. Приготовление маринада для маринования ламинарии осуществляли в соответствии с рецептурой, обоснованной ранее в п. 4.2 и приведённой в таблице 47. Для приготовления маринада в воду вносили соль, сахар, доводили раствор до кипения и кипятили 3 минуты. В полученный раствор добавляли лимонную кислоту и охлаждали маринад до 50-60 С.
Стерилизация, охлаждение, выдержка и сортировка консервов. Герметично закрытую упаковку с салатом из ламинарии стерилизовали в автоклавах периодического действия. Противодавление в автоклаве поддерживали на постоянном уровне от начала процесса собственно стерилизации до окончания процесса охлаждения. Консервы охлаждали водой до температуры 35±5С, выгружали из автоклава и устанавливали на паллеты. Готовые консервы выдерживали перед реализацией на складе в карантине не менее 10-ти сут. По истечении срока выдержки консервы подвергали сплошному визуальному контролю на герметичность.
Разработка режимов стерилизации специализированных консервов из ламинарии При разработке новых видов специализированных консервированных продуктов и в частности консервов для организованного питания детей, одним из важнейших требований является подбор оптимального режима стерилизации, обеспечивающего выпуск промышленно стерильных консервов высокого качества. В настоящее время существует тенденция повышения пищевой ценности консервированных продуктов за счет применения более мягких режимов тепловой стерилизации в связи с повышением скорости прогрева консервов, фасованных в мелкую упаковку (масса продукта 100 г) либо в упаковку из современных композитных материалов (реторт-упаковка, ламистер) [Серпунина Л.Т., Парлюк Н.Т., 2006].
Согласно действующим рекомендациям [Сборник технологических инструкций..., 2012] при внедрении новых видов тары, изменении рецептуры консервов, освоении новых типов автоклавов разрабатывают новые или обосновывают возможность использования ранее разработанных режимов стерилизации. В соответствии с требованиями РД 10.03.02-88 «Системы технологической документации. Порядок разработки режимов стерилизации и пастеризации консервов и консервируемых полуфабрикатов» при разработке режима стерилизации должны быть соблюдены и выполнены следующие основные этапы:
В 2012 году сотрудниками ФГУП «ВНИРО» разработана технология консервов, в составе которых были овощи, крупы, орехи, морепродукты, морская капуста [Коноваленко Е.С. и др., 2013]. Консервы фасовали в трехслойные реторт-пакеты массой нетто 100 г и стерилизовали в горизонтальном автоклаве марки А6-КСС по режиму 220 кПа, разработанному для этой группы консервов во ВНИИ консервной и овощесушильной промышленности.
Этот режим был взят за основу (в качестве предварительного режима стерилизации) при разработке режима стерилизации специализированных консервов из ламинарии для питания детей дошкольного и школьного возраста, упакованных в лотки из ламистера массой 200 г.
Для изготовления промышленных образцов были отобраны рецептурные композиции салатов из ламинарии «Особый» и «Чиполлино», приведенные в п. 3.3.2.1. Согласно ранее проведенным исследованиям консервы по указанным рецептурам представляли собой продукт, имеющий рН 4,2 , что позволило отнести их к консервам группы А. В качестве тест-микрорганизма был выбран Clostridium sporogenes - специфический возбудитель порчи продуктов с рН 4,2; требуемая летальность для этого микроорганизма согласно расчетам составила FI2IC=7,3MHH.
На ООО «Продовольственная база «Покоторг» проведена производственная проверка указанного режима стерилизации специализированных консервов из ламинарии в ламистере, изготовлена опытная партия. Акт о выработке опытной партии приведен в приложении (Приложение 6). Для определения фактической летальности в лотки с консервами и в автоклаве размещали термопары «Эллаб», которые устанавливали так, чтобы чувствительный объем термопар находился в центре пакета. Исходя из зарегистрированной температуры, подсчитывали величину фактической летальности, приведенной к температуре 121,1 С и z=10. На рисунке 18 представлен график изменения температуры и летальности в автоклаве и лотках при стерилизации салата из ламинарии «Особый». Установили, что температура в лотке изменяется с небольшим запозданием по сравнению с температурой в автоклаве, при этом фактическая летальность режима составила 8,89 мин. Таким образом, соблюдено основное неравенство, L шс=8,89 мин F12IC=7,3MHH, при котором фактическая летальность больше требуемой летальности для Clostridium sporogenes - специфического возбудителя порчи продуктов с рН 4,2.
