Введение к работе
Актуальность работы. Состояние здоровья человека можно рассматривать как интегральный отклик на совокупное действие такой группы факторов как наследственность, образ жизни, состояние окружающей среды, социальное окружение, трофический статус (в т.ч. на протяжении жизни более чем одного поколения). Целесообразно попытаться воздействовать на наиболее лабильный из этих факторов - трофический статус - путем улучшения качества продуктов питания. Рацион человека ежедневно должен включать более 600 взаимосбалансиро-ванных макро- и микронутриентов, чего невозможно достичь при употреблении обычных продуктов, даже при достаточном разнообразии их выбора.
Решение проблемы продовольственного обеспечения населения России ориентировано на создание и внедрение прогрессивных технологий продуктов, соответствующих современным представлениям науки о питании. Закономерно появление направления по проектированию пищевых продуктов, свойства которых соответствуют не только материальному и энергетическому балансам организма, но и адекватны эволю-ционно сложившимся особенностям пищеварения человека. Задача пищевой промышленности - предоставить широкий ассортимент таких продуктов.
Существенный вклад в развитие этого направления внесли многие ученые - Н.Б.Гаврилова, Л.В.Голубева, Н.И.Дунченко, И.А.Евдокимов, Ю.А.Ивашкин, Н.Н.Липатов (ст.), А.А.Майоров, Л.А.Остроумов, В.И.Покровский, В.М.Позняковский, И.И.Протопопов, Ю.Я.Свириден-ко, Е.И.Титов, В.А.Тутельян, A.M. Уголев, М.С.Уманский, И.С.Хама-гаева, В.Д.Харитонов, А.Г.Храмцов, М.П.Щетинин и другие. Фундаментальные основы проектирования продуктов и рационов питания с задаваемой пищевой ценностью заложены в классических работах академиков Н.Н. Липатова (мл) и И. А. Рогова. Эффективно работают в данном направлении научные школы СевКавГТУ, КемТИПП, ОмГАУ, ВСГТУ, АлтГТУ и другие.
Научно обоснованное целевое комбинирование сырья обеспечит получение композиций с заданным химическим составом и позволит использовать потенциальную возможность взаимного обогащения рецептурных ингредиентов несколькими эссенциальными факторами для наиболее полного соответствия формуле сбалансированного питания.
Актуальность работы обусловлена необходимостью дальнейшего совершенствования технологий поликомпонентных молочных продуктов, ассортимент которых значительно расширился в последнее время.
Важное социальное и народнохозяйственное значение имеют исследования, связанные с разработкой поликомпонентных продуктов, базирующихся на комбинировании молочного и зернового сырья, имеющего высокую ресурсность в России.
Цель работы. Совершенствование технологии поликомпонентных продуктов путем развития известных и разработки новых подходов к проектированию, включающих системную формализацию информации и целевое комбинирование сырья.
Цель диссертационной работы направлена на решение важной государственной народнохозяйственной задачи - повышение качества жизни населения через повышение качества питания, что согласуется с основным принципом государственной политики, ставящим заботу о жизни и здоровье населения превыше всего.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
Проанализировать все патентные документы РФ (в т.ч. периода СССР) для объекта «поликомпонентные продукты на основе творога»; разработать классификацию немолочных ингредиентов, учитывающую их сырьевые источники и технологические особенности комбинирования с молочной основой.
Исследовать физико-химические и функционально-технологические свойства сырья; оценить для высокоресурсных в РФ наименований зернового сырья перспективность использования в качестве ингредиента поликомпонентных молочных продуктов.
Обосновать технологию получения зерновых ингредиентов поликомпонентных молочных продуктов.
Развить методологические подходы к проектированию поликомпонентных продуктов и создать компьютерные средства их реализации.
Изучить особенности сквашивания молочно-зерновых смесей, получить математические модели процесса; установить рациональные объемы внесения зерновых ингредиентов в поликомпонентные молочные продукты, исследовать свойства таких продуктов.
Предложить ассортиментный ряд поликомпонентных продуктов на базе обоснованного комбинирования молочного и зернового сырья.
Научная концепция диссертационной работы заключается в разработке новых методологических подходов, положенных в развитие
теории проектирования поликомпонентных продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания, и базирующихся на применении формализованных методов поиска необходимых знаний и использовании компьютерных технологий при составлении рецептур ассортиментного ряда новых продуктов. Научная новизна работы:
Разработана методология поиска информации, базирующаяся на использовании библиометрии и современных компьютерных технологий контент-анализа.
Изучен весь имеющийся объем отечественной патентной информации по поликомпонентным творогу, а также сырам, и предложена классификация немолочных ингредиентов таких продуктов.
Доказана регулярность проявления зерновыми ингредиентами высоких функционально-технологических свойств. Впервые получена математическая модель синтеза каротина и трансформации нитратов и нитритов при получении зернового ингредиента из проро-щенной пшеницы. Разработана технология получения зерновых ингредиентов поликомпонентных молочных продуктов.
Установлено, что парадигма процессов, характерных для технологии творога, не искажается при использовании зерновых ингредиентов. Показан на примере ассортиментного ряда поликомпонентных продуктов положительный эффект комбинирования молочного и зернового сырья.
- Развиты теоретические основы проектирования поликомпонентных
продуктов, включающие создание системы формализованных ме
тодов анализа информации и многопрофильного программного
комплекса как средства реализации этой системы.
Практическая значимость и реализация работы в промышлен
ности. Получили государственную регистрацию две базы данных:
«Комбинированные сыры» (№ 2011620073, 24.01.2011 г.) и «Химиче
ский состав пищевого сырья и продуктов питания» (№ 2012620334,
04.04.2012 г.).
Созданы компьютерные программы: «Минимум-Максимум» (№ 2010612628, 15.04.2010), «Идеальный белок» (№ 2010616153, 17.09.2010), «Проектирование рецептуры» (№ 2011611470, 14.02.2011), повышающие эффективность работы по проектированию продуктов и внесенные Роспатентом в реестр программ для ЭВМ.
Результаты работы использованы при реализации проектов «Исследование динамики биохимических процессов и динамики структур-
но-механических показателей при производстве молочно-растительных продуктов» Федерального агентства по образованию, договор № 6Н-08 от 01.01.2008 г. (2008-2010 гг.); «Разработка теоретических основ проектирования поликомпонентных продуктов питания и экспериментальное подтверждение возможности создания функциональных продуктов на основе национальных предпочтений в регионах Алтая» Федерального агентства по образованию, договор № ЗН-11 от 01.01.2011 г. (2011-2013 гг.); «Разработка перспективных технологий и проектирование рациональных схем производства сыра с коротким сроком созревания и гарантированными санитарно-гигиеническими показателями», государственный контракт № 240807 ОКФ от 30.08.2007 г. (2007 г.).
Разработаны оригинальные технологии ассортиментного ряда из 9 видов поликомпонентных продуктов (патенты №№ 2133576, 39444, 41235, 43121, 46151, 43434, 46406, 46407,2245062, 2282996, 74766, 75542, 75535, 2367159; ТУ 9224-024-00419710-02; ТУ 9224-037-00419710-04, СТО 00419710-010-2010, СТО 00419710-011-2010, СТО 00419710-012-2010, СТО 00419710-013-2010, СТО 00419710-014-2010, СТО 00419710-015-2010, ТУ 9130-001-02067824-2008), которые прошли апробацию и внедрение на предприятиях Алтайского края и Омской области.
Результаты исследований применены в 6 учебно-методических разработках, использующихся в образовательном процессе при подготовке инженерных кадров по направлению 260200 «Продукты питания животного происхождения» профиля «Технология молока и молочных продуктов» и по направлению 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» при чтении лекционных курсов, проведении лабораторно-практических занятий, а также в курсовом проектировании и при выполнении выпускных квалификационных работ научно-исследовательского характера.
Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены, опубликованы на конгрессах, форумах, конференциях, семинарах международного и всероссийского уровня: Барнаул, 1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2006-2012; Москва, 2000, 2003; Кемерово, 2002, 2003, 2011; Ставрополь, 2002, 2008, 2011; Сочи, 2002; Углич, 2003, 2004; Краснообск, 2004; Красноярск, 2011; Томск, 2004; Омск, 2004, 2005, 2010, 2011; Магнитогорск, 2008; Улан-Батор (Монголия), 2004, 2007; Челябинск, 2009; Могилев (Беларусь), 2010; Воронеж, 2010; Минск, 2010, Истра, 2012, София (Болгария), 2012, Praha (Чехия), 2012, Przemysl (Польша), 2012.
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в четырех монографиях общим объемом 63 печатных листа; 39 статьях в жур-
налах, рекомендованных ВАК для публикации основных материалов диссертаций, в т.ч. 2 аналитических обзорах в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья»; 12 статьях в зарубежной печати, 20 патентах. Всего по материалам диссертации опубликовано более 180 печатных работ, в т.ч. основные результаты - в 145 работах.
Монография «Поликомпонентные продукты на основе комбинирования молочного и зернового сырья» отмечена дипломом Сибирского отделения Россельхозакадемии. Монография "Комбинированные продукты в отечественном сыроделии» заняла I место в конкурсе по направлению науки «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции» Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук.
Материалы диссертационной работы являются обобщением научных, методических, теоретических и прикладных исследований, проведенных лично автором и/или при ее непосредственном участии в качестве руководителя и ответственного исполнителя.
Основные положения, выносимые на защиту:
Методология поиска информации, базирующаяся на использовании библиометрии и современных технологий контент-анализа.
Классификация немолочных ингредиентов поликомпонентных продуктов на основе творога и сыров, учитывающая сырьевые источники и технологические особенности применения.
Многопрофильный программный комплекс, ориентированный на проектирования поликомпонентных продуктов, в т.ч. поликомпонентных молочных продуктов;
Ассортиментный ряд поликомпонентных продуктов на основе молочного и зернового сырья.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения и 9 глав, в том числе аналитического обзора, обоснования направлений исследований, методологического раздела, результатов собственных исследований и их анализа, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 350 страницах машинописного текста, включает 67 таблиц, 127 рисунков. Список литературы - 395 наименований, в т.ч. 50 иностранных источников.
