Введение к работе
Актуальность работы. Ухудшение экологической ситуации во многих регионах России, связанной с выбросами вредных веществ предприятиями химической и металлургической индустрии, техногенными авариями, нарушением структуры питания из-за недостаточного потребления полноценных белков, макро- и микроэлементов, витаминов и нерациональным их соотношением влечет за собой необратимые демографические изменения, увеличивает социальную и межрегиональную напряженность, обусловливает негативные тенденции в состоянии здоровья населения.
При наличии дисбаланса питательных веществ, вызванного неправильным питанием, повышается риск возникновения наиболее типичных для нашей цивилизации заболеваний взрослого населения: рак, сердечно-сосудистые, нарушения функций желудочно-кишечного тракта, остеопороз, ожирение.
Наряду с болезнями, вызванными дисбалансом основных питательных веществ, сохраняются болезни недостаточности, обусловленные дефицитом ряда витаминов, в частности, провитамина А — р-каротина; минеральных веществ -кальция и железа; микроэлементов - йода, цинка, селена; пищевых волокон -водорастворимых и нерастворимых.
В соответствии с предполагаемой формулой пищи XXI века, обеспечивающей оптимальное питание, предусматривается потребление продуктов, в том числе хлебобулочных изделий, с заданными свойствами, обогащенных оссенци-альными пищевыми веществами и микронутриентами.
Обеспечение населения функциональными продуктами - это задача, нуждающаяся в решении и развитии, так как потребление таких продуктов предупреждает сердечные заболевания и старение организма в условиях экологического неблагополучия, оказывает физиологическое воздействие, благоприятно влияя на одну или более целевые функции организма, укрепляя здоровье или снижая риск заболевания.
Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации до 2005 года определяет основные подходы и первоочередные задачи по созданию индустрии здорового (функционального, позитивного) питания.
В плане реализации концепции, имеющей общенациональное значение ГосНИИХП, МГУПП, МГАПП, МГУПБ, ВГТА, ОрелГТУ, КубГТУ и др. институты, региональные предприятия и учреждения разрабатывают и обновляют ассортимент хлебобулочных изделий для функционального питания. Моделируются новые сорта хлебобулочных изделий для экологически неблагополучных районов, для людей с тяжелыми условиями труда, для лиц, предрасположенных к хроническим заболеваниям, для ослабленных детей, пожилых людей.
В науке и производстве накоплен определенный опыт по созданию альтернативного ассортимента изделий, обогащенных пищевыми, биологически активными, минеральными и другими веществами, разработаны технологии их приготовления. Однако, существующие технологические приемы и степень обогащения
РОС. !!-,Ч'!0!!.Ч1Ь!1АЯ
;:- '. .":о1!ЛА
'jiMMi
хлебобулочных изделий ограничиваются сложившимися стереотипами населения, показателями готовой продукции и вносимыми ингредиентами.
В соответствии с рекомендациями Института питания РАМН для экологически неблагоприятных районов ГосНИИХП и другими вузами проводится работа по созданию ассортимента хлебобулочных изделий, обогащенных функциональными ингредиентами.
Значительный вклад в разработку научных основ в создании хлебобулочных изделий профилактического назначения внесли отечественные ученые: ЛЛ. Ау-эрман, А.А. Покровский, В.А Тутельян, Н.П. Козьмина, ЛН. Казанская, ВА. Патт, В.В. Щербатенко, Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, Т.Б. Цыганова, В.И. Дро-бот, Г.Г. Дубцов, Л.П. Пащенко, И.В. Матвеева, Л.Н. Шатнюк, Т.В. Санина и другие. Однако, проблема обеспечения населения России хлебобулочными изделиями функционального назначения все еще не решена. Успешное решение задач, стоящих перед хлебопекарной отраслью, связано с поиском и вьшвлением новых натуральных функциональных ингредиентов, более рациональным их использованием, что позволит обеспечить реальные перспективы в снижении дефицита такой продукции, превышающей в настоящее время 50 %.
Необходимо проводить исследования по разработке новых рецептур, позволяющих повысить функциональные свойства и пищевую ценность хлебобулочных изделий, обеспечив полное усвоение функциональных ингредиентов путем введения синергистов.
Актуальность выполнения поставленной задачи очевидна.
Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья" (№ г.р. 01970008815); в рамках НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" по теме 203.05.20.001 «Разработка малоотходных мембранно-сорбционных технологий очистки и концентрирования L-аминокислот для пищевой промышленности и медицины" (2001-2002 гг.) и по теме 204.01.01.024 «Создание высокоэффективных технологий производства хлебобулочных изделий с использованием биологически активных добавок" (подпрограмма «Технологии живых систем") (2003-2004 гг.), Договора о творческом содружестве между Воронежской государственной технологической академией, Воронежским государственным университетом и Воронежской государственной медицинской академией им. Н.Н. Бурденко на 2002 - 2004 гг., на тему: «Разработка технологии производства хлебобулочных изделий с биологически активными добавками и их оценка".
Цель диссертационной работы: разработка и совершенствование технологий хлебобулочных изделий функционального назначения на основе новых функциональных ингредиентов и их композиций, повышающих качество готовой продукции и предотвращающих или предупреждающих риск возникновения ряда заболеваний.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
научное обоснование выбора ингредиентов и их композиций для придания хлебобулочным изделиям функциональных свойств;
обоснование принципов совершенствования технологий и разработка рецептур изделий, дифференцированных по функциональным свойствам;
разработка прогрессивных технологий и изделий с новыми функциональными композициями ингредиентов, обеспечивающими показатели качества продукции, не уступающие традиционным;
исследование влияния новых рецептурных компонентов на свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий, определение рациональных их дозировок и параметров технологического цикла;
определение целесообразности применения пищевой добавки функционального действия - «Лизин гидрохлорида" на микробиологическую сохранность изделий из пшеничной сортовой муки при хранении;
комплексная оценка качества изделий функционального назначения: орга-нолептические и физико-химические показатели, пищевая и биологическая ценность, аромат продукта с использованием матрицы пъезовесов;
энтропийная оценка уровня целостности прогрессивной технологии для получения изделий функционального назначения с целью стабилизации качества полуфабрикатов и готовой продукции на каждой технологической операции;
производственные испытания и внедрение в промышленность разработанных изделий и технологий.
Научная новизна. Разработаны теоретические и практические аспекты выбора функциональных ингредиентов, и их композиций и комплексов, совершенствования технологии хлебобулочньж изделий функционального назначения на основе системного анализа, предложен новый оригинальный количественный метод определения аромата - важного для потребителя показателя качества хлебобулочных изделий.
В качестве функциональных ингредиентов предложены новые рецептурные компоненты - лизин гидрохлорид и на его основе композиции: лизин гидрохлорид + йодказеин; лизин гидрохлорид + «Обогатитель минеральный (кальциевый) из скорлупы куриных яиц + пивные дрожжи + ферментный препарат «Фунгамил Супер АХ", сбалансированная по кальцию, эссенциальной аминокислоте - лизину и витамину D; лизин гидрохлорид + тыквенное пюре.
Впервые установлено, что лизин гидрохлорид оказывает угнетающее действие на развитие бактериальной микрофлоры спорообразующих бактерий Bacillus subfflis, Bacillus mesentericus и плесневых грибов Aspergillus, Penicillium, Rhyzopus nigricans, Mucor pusfflus и др. в хлебобулочньж изделиях при хранении.
Разработаны технологии обогащения муки тритикале лизин гидрохлоридом и хлебобулочньж изделий с указанными функциональными ингредиентами.
Модифицирована методика определения лизина в зерновьж для контроля закладки и сохранности его при производстве изделий с этой пищевой добавкой.
Практическая значимость и реализация результатов работы
Практическая значимость работы заключается в создании новьж прогрессивных технологий и нового ассортимента хлебобулочньж изделий функционального
назначении и адаптировании аналитического сенсорометрического метода оценки аромата готовых изделий на основе применения матрицы пъезовесов. Реализация результатов работы:
разработаны булочные изделия с пищевой добавкой «Лизин гидрохлорид", на которые утверждена нормативная документация (Изделия булочные. ТУ, ТИ и РЦ 9115-089-03525832-02), проведена промышленная апробация их производства на ОАО «Хлебозавод № 2" (акт производственных испытаний от 17.07.2002 г.) и освоен промышленный выпуск батонов «Виктория", «Христианский" и батончика «Чайный" (акт внедрения от 28.01.2003 г);
разработана прогрессивная технология сдобных изделий с пищевой добавкой «Лизин гидрохлорид" и пюре из тыквы (приоритетная справка на патент РФ от15.11.2002г по заявке №2003100980), утверждена нормативная документация на батончик «Неженка" (ТУ, ТИ и РЦ 9116-00347896-248-2002), проведена промышленная апробация технологии на ОАО «Хлебозавод № 6" (акт производственных испытаний от 10.06.2002 г.) и освоен промышленный выпуск батончика «Неженка" (акт внедрения от 17.06.2002 г.);
разработана технология обогащения тритикалевой муки лизин гидрохлоридом и способ приготовления хлеба из этой муки с «Йодказеином" (патент РФ №2200410);
адаптирована к хлебобулочным изделиям и внедрена методика «Сенсоро-метрическое тестирование аромата хлеба" на ОАО «Хлебозавод № 6" (акт внедрения от 06.06.2002 г.);
разработана технология хлебобулочных изделий с применением пищевых добавок «Лизин гидрохлорид", «Обогатитель минеральный (кальциевый) из скорлупы куриных яиц", пивных дрожжей и ферментного препарата «Фунгамил Супер-АХ" (приоритетная справка от 14.04.2003 по заявке № 2003110444);
исследованы органолептические, физико-химические показатели качества фунциональных изделий, их аминокислотный состав, биологическая ценность и назначение;
разработан способ снижения риска заболевания «картофельной болезнью" хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта, при хранении (приоритет по заявке № 2004100350 от 05.01.2004 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
- на научных, научно-практических симпозиумах, конгрессах и междуна
родных конференциях: Юбилейной Международной научно-практической конфе
ренции «Пищевые продукты XXI века" (г. Москва, 2001 г.); 1-м Московском Меж
дународном Конгрессе «Биотехнология - состояние и перспективы развития" (г.
Москва, 2002 г.); Ш-й Международной научно-практической конференции «Тех
ника и технология пищевых производств" (г. Могилев, 2002 г.); Международной
конференции молодых ученых «Химия и биотехнология биологически активных
веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии" (г.
Тверь, 2002 г.); Международном Форуме «Аналитика и аналитики" (г. Воронеж,
2003 г.); П научной конференции Российской Академии Естествознания «Совре-
менные наукоемкие технологам" (Египет, г. Хургада, 2003 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки и 10-летию технологического факультета ВГАУ «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции" (г. Воронеж, 2003 г.); Международной научно-технической конференции «Современные технологии переработки животноводческого сырья в обеспечении здорового питания: наука, образование и производство" (г. Воронеж, 2003 г.); И-м Московском Международном Конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития" (г. Москва, 2003 г.); Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек. 2003" (г. Москва, 2003 г.);
-навсероссийскихиреспубликанскихнаучных,научно-техническихина-учно-практических конференциях: Отчетной научно-технической конференции «Технологии живых систем" (г. Москва, 2003 г.); Всероссийской научно-технической конференции - выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации" (г. Москва, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России" (г. Уфа, 2003 г.);
- нарегиональных и отраслевых конференциях, конференциях преподавательского состава и научных работников ВГТА: научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ВГТА на иностранных языках (Воронеж, 2000); XL, XLI, XLII Отчетных научных конференциях ВГТА за 2001 -2003 годы (г. Воронеж, 2002 г., 2003 г., 2004 г.); Межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии" (г. Казань, 2003 г.).
Разработки экспонировались на научно-технических выставках и награждены дипломами: 15-й межрегиональной выставке «ПРОДГОРГ. Урожай - 2002" - диплом за разработку нового ассортимента хлебобулочных изделий и новых видов сырья; 17-й межрегиональной выставке «ПРОДТОРГ" - диплом за разработку новых технологий хлебобулочных изделий улучшенной биологической ценности с полифункциональной направленностью; международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек. 2003" - диплом за разработку эффективных технологий хлебобулочных изделий полифункционального назначения на основе биологически активных добавок; отчетной научно-технической конференции «Технологии живых систем" - диплом за проект «Разработка научных основ создания технологий и ассортимента хлебобулочных изделий"; всероссийской научно-технической конференции - выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации" - диплом «За разработку технологий новых хлебобулочных изделий полифункционального назначения с использованием биологически активных добавок и нетрадиционных видов сырья".
Разработки представлялись на конкурсе инновационных проектов в рамках 15-й и 17-й межрегиональных выставках «ПРОДТОРГ", и отмечены дипломами за проекты: «Повышение биологической ценности хлебобулочных изделий препаратами незаменимых аминокислот", «Технология производства хлебобулочных изделий с улучшенным химическим составом".
Работа отмечена благодарственным письмом Администрации Воронежской области за активное участие в областном конкурсе на соискание премий в области науки и образования.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 26 работ, в том числе 5. статей, № тезисов, патент РФ и 2 пакета НД.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, пять из которых посвящены экспериментальной части, выводов, списка использованных источников, приложений и представлена на 166 страницах машинописного текста, таблицах, рисунках. Библиография включает 116 наименований, вт. ч. 8 иностранных. Приложение к диссертации изложено на 67 страницах.
