Введение к работе
Актуальность темы. Важное место в современной пищевой технологии принадлежит созданию функциональных продуктов питания, в том числе с использованием пектиновых веществ.
Роль пектинов в функциональном питании бесспорна. Адсорбционные и другие свойства определяют в значительной степени их ценность и в медицине (С. И.Емельянов, 2008, А. Ф., Доронин 2008, Д. А. Демидов, 2008, Т. И. Изотова, 2008).
Фундаментальные исследования С. Н. Бутовой, С. А. Гликмана, В. Н Голубева, Л. В. Донченко, И. П. Захарова, М. Д Зуева, А. А. Кочетковой, Н. С Карповича, М. И. Нахмановича, А. П. Нечаева, Л. Я. Родионовой, Л. Б. Сосновского, Н. П. Шелухиной и ряда других ученых внесли существенный вклад в решение проблем переработки пектиносодержащего сырья и применения пектинов.
Анализ состояния и тенденции развития современных технологий получения функциональных пектиносодержащих продуктов питания показал, что их производство основано на выделении из растительного сырья и отходов его переработки концентратов пектиновых веществ (ПВ), обогащении ПВ различных пищевых продуктов, получении растительных порошков и порошковых смесей из различных видов растительного сырья, имеющих повышенное содержание пектиновых веществ.
В настоящее время достаточно широкое применение в функциональном питании получили порошковые сублимированные продукты на основе столовой свеклы, которые являются природным сорбентам и хорошо зарекомендовали себя в клинической практике. Однако, при использовании восстановленных сублимированных порошковых продуктов на основе столовой свеклы неизбежны потери (1/5 часть продукта) из-за наличия осадочной фракции, приводящие также к снижению их сорбционных и нутритивных возможностей и снижению эффективности применения, в том числе через капиллярный назоинтестинальный зонд. Это объясняется отсутствием исследований по разработке технологий порошковых продуктов на основе столовой свеклы, имеющих высокую растворимость и сорбционную способность.
Следует отметить перспективность получения данных продуктов на основе пектиносодержащих экстрактов столовой свеклы, а для улучшения нутритивных свойств продукта использовать в их составе белки не только растительного, но и животного происхождения.
Таким образом, разработка технологии получения высокорастворимых комбинированных порошковых продуктов с применением пектиносодержащих
отходов (жом столовой свеклы) и продуктов вторичной переработки молочной промышленности (молочной сыворотки) является актуальным и имеет важное практическое применение.
Цель работы: Целью настоящей работы является разработка научно и экспериментально обоснованной технологии получения комбинированных порошковых продуктов на основе пектиносодержащего сырья для профилактического питания и зондового применения.
Для достижения этой цели был поставлен и решен ряд взаимосвязанных между собой задач:
разработать технологию предварительной подготовки жома столовой свеклы к процессу экстрагирования пектиновых веществ (ПВ);
изучить влияние предварительной обработки и вида экстрагирующего агента на качественные показатели экстрактов;
- изучить кинетику гидролиза протопектина предварительно обработанного
жома столовой свеклы в процессе экстрагирования;
- в соответствии с формализованными медико-биологическими требованиями к
качеству пищевых комбинированных порошковых продуктов разработать
рецептурные композиции и способы получения КПС наиболее экономически
эффективным методом распылительной сушки;
-изучить влияние концентрирования экстрактов под вакуумом на их физико-химические и реологические свойства перед распылом;
- исследовать комплексообразующую способность КПС для профилактического
и зондового применения для оценки их сорбционных свойств;
- теоретически и экспериментально обосновать технологическую схему
производства КПС;
определить показатели, характеризующие пищевую ценность, биологическую активность и показатели безопасности КПС;
исследовать физико-химические и реологические свойства восстановленных КПС;
разработать техническую документацию на опытную партию КПС;
выполнить комплекс работ по внедрению предложенных технологий в пищевую отрасль;
исследовать эффективность КПС для зондового применения больных проведением его клинической апробации.
Научная новизна. На основании теоретических предпосылок и экспериментальных исследований разработана технология получения КПС на основе пектиносодержащих экстрактов столовой свеклы с повышенной
комплексообразующей способностью (КОС) и антиоксидантной активностью по сравнению с аналогами.
Обоснована эффективность извлечения ПВ в экстракт жома столовой свеклы от способа предварительной обработки и вида экстрагирующего агента. Доказано, что предварительная термическая обработка жома столовой свеклы 0,2 %- ным раствором лимонной кислоты и использование в качестве экстрагирующего агента молочной творожной сыворотки (практически в смеси данных реагентов) позволяет повысить эффективность извлечения пектиновых веществ (ПВ) в экстракт до 0,39-0,42 %.
Установлена зависимость комплексообразующей способности (КОС) восстановленных КПС от концентрации полифенольных соединений в продукте. Выявлено, что при содержании полифенольных соединений свыше 0,4 % наблюдается значительное снижение КОС всего продукта.
Установлена зависимость текучести (времени истечения) восстановленного КПС от концентрации водного раствора и диаметра капиллярного зонда.
Доказана эффективность применения препарата на основе КПС в хирургической клинике по сравнению с аналогами.
Научная новизна подтверждена патентом РФ «Способ лечения хирургического эндотоксикоза» № 2341269 от 20.12.2008 и положительным решением по заявке на изобретение № 2009141814 от 25.08.2010 г. «Способ получения порошкового продукта столовой свеклы».
Практическая значимость. Разработана технология производства КПС на основе пектиносодержащего сырья. Разработаны оптимальные режимы получения экстрактов из жома и ботвы столовой свеклы, концентрирования под вакуумом и сушки распылением, послужившие основой для создания КПС.
Разработаны и утверждены рецептуры и техническая документация (ТУ, ТИ). Определены качественные и количественные показатели КПС, пищевая ценность, биологическая активность, показатели безопасности КПС, физико-химические и реологические показатели восстановленных КПС, для введения через капиллярный зонд.
Предложены технологические решения, расширяющие область применения отходов и продуктов вторичной переработки для создания функциональных пищевых продуктов, а также позволяющие реализовать комплексную и безотходную технологию переработки растительного сырья.
Результаты работы используются в пищеконцентратной промышленности, разработаны и внедрены в клиническую практику. Материалы работы использовались при публикации учебно-методического пособия, с грифом УМО РФ для специалистов пищевой промышленности и практических врачей. Результаты проведенной работы,
выводы и практические рекомендации внедрены в клиническую практику лечения больных в отделениях реанимации и хирургии Больницы Центросоюза РФ.
Основные положения диссертации используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре «Технология продуктов функционального и специализированного назначения и длительного хранения» ГОУВПО «МГУПП» и на кафедре «Эндоскопической хирургии» ГОУВПО «МГМСУ».
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты научного обоснования технологии производства КПС на основе
пектиносодержащего сырья.
- результаты исследований технологических процессов предварительной
обработки, гидролиза и экстрагирования, концентрирования, сушки распылением, и их
влияния на качественные показатели конечного продукта;
результаты комплексных экспериментальных исследований порошковых и восстановленных комбинированных продуктов (показатели качества и безопасности, пищевой ценности и биологической активности и др.);
результаты экспериментальных исследований эффективности применения КПС для энтеросорбции и нутритивной поддержки в хирургической клинике по сравнению с аналогами.
Апробация работы. Результаты доложены и обсуждены на Международной конференции Ассоциации восстановительной медицины РФ - «Профессиональное долголетие и качество жизни», ЦВКС «Архангельское» МО РФ, (Москва 2007), XI международном конгрессе с международным участием «Парентеральное и энтеральное питание (Москва, 2007), Международных научно-практических конференциях «Технологии продуктов здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва,2007, 2008, 2009), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли» (Москва, 2008), Юбилейной конференции НИИДП «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания» (Истра, 2009), XI Всероссийский конгресс диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2009), а также на кафедральных заседаниях «Технология продуктов функционального и специализированного назначения и длительного хранения» МГУПП и эндоскопической хирургии МГМСУ.
Результаты диссертации апробированы в промышленных условиях. Выработка экспериментальных образцов и опытно-лабораторные испытания производства комбинированного порошкового (КПС) осуществлялись в условиях ОАО
«Биохиммаш» г. Москва, выработка опытной партии продукта осуществлялась на производственных мощностях ОАО «Биохиммаш» г. Москва, ООО «Фиба Биоритм». Клиническая апробация проведена в Больнице Центросоюза РФ.
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, патент РФ и положительное решение по заявке на изобретение.
Структура работы. Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, экспериментальной части, клинических исследований, выводов, списка литературы, приложений. Основное содержание работы изложено на 142 страницах машинописного текста, проиллюстрировано 36 рисунками и 25 таблицами. В приложениях имеется ряд документов, подтверждающих степень внедрения работы. Список литературы включает 200 источников отечественных и зарубежных авторов.
