Введение к работе
Актуальность темы. Приоритетной задачей «Концепции государственной политики в области здорового питания населения РФ на период до 2020 года» является расширение производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми нутриентами для различных возрастных категорий, в том числе и студентов.
Студенты - это специфическая категория населения, на состояние здоровья которой влияют различные факторы: снижение физической активности, наличие вредных привычек, нерациональное питание, интенсивная умственная, психоэмоциональная нагрузка и стрессы. Анализ пищевого статуса различных возрастных категорий, в том числе студентов, проводимый НИИ питания РАМН и другими научными и медицинскими учреждениями, свидетельствует о недостатке в рационе белков, макро- и микронутриентов, других компонентов, способствующих повышению стрессоустойчивости организма.
Наиболее эффективным и целесообразным с физиологической, технологической и экономической точек зрения путем улучшения обеспеченности населения дефицитными пищевыми веществами, является употребление в пищу продуктов, обогащенных недостающими нутриентами.
В качестве источника незаменимых аминокислот и других пищевых веществ в рационах могут быть использованы продукты переработки бобовых культур, в том числе чечевицы, содержащей полноценный растительный белок, с высокой усвояемостью (до 86 %), пищевые волокна, витамины группы B, лецитин, минеральные вещества.
Наиболее целесообразным объектом для обогащения, с позиций научных принципов, являются продукты массового потребления, к которым относятся и напитки.
В последние годы отмечается существенное расширение ассортимента и объемов потребления напитков, прежде всего функциональных, обогащенных белками, витаминами, кальцием, экстрактами пряно-ароматических трав. Эта группа продуктов весьма популярна у потребителя, в том числе студентов. Именно поэтому напиток может рассматриваться как эффективный носитель различных биологически активных веществ, в том числе белков, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон и др.
Существующая технология использования бобовых культур, прежде всего сои, в производстве напитков обладает рядом недостатков, в том числе включением в процесс высокотемпературной обработки, приводящей к разрушению и снижению усвояемости биологически активных компонентов исходного сырья. Повышение биологической и микронутриентной ценности продуктов переработки бобовых культур может происходить при проращивании зерна, однако эта стадия технологического процесса в производстве напитков, как правило, не используется.
Анализ отечественного рынка свидетельствует, что в питании различных возрастных категорий в основном присутствуют безалкогольные сладкие газированные напитки, а продукты с использованием белковых компонентов, обогащенных витаминами и минеральными веществами, практически отсутствуют.
В связи с изложенным, разработка и производство обогащенных напитков с использованием полноценных белков, в том числе полученных из зерна чечевицы, требуют научного обоснования принципов создания новых видов полноценных продуктов. Учитывая особенности производства обогащенных напитков, актуальной является разработка технологических подходов, обеспечивающих стабильность качества, безопасность и специфические свойства продуктов, предназначенных для питания различных возрастных групп населения, в том числе и студентов.
Целью настоящей работы явилась разработка технологии напитка на основе зерна чечевицы, обогащенного сывороточными белками молока, аминокислотами, минеральными веществами, витаминами и пищевыми волокнами, восполняющими дефицит пищевых веществ в рационе и способствующих при ежедневном употреблении повышению стрессоустойчивости организма студентов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- обосновать выбор чечевицы как основного компонента для получения напитка, определить оптимальные условия для процессов замачивания, проращивания и экстрагирования белка чечевицы;
- провести исследования среднестатистического рациона и умственной работоспособности студентов с помощью компьютерных программ;
- научно обосновать выбор видов и дозировок биологически активных ингредиентов для производства обогащенного напитка (витамины, минеральные вещества, пищевые волокна, аминокислоты);
- разработать рецептуры обогащенного напитка, исследовать физико-химические свойства, показатели безопасности и качества;
- исследовать влияние пастеризации обогащенного напитка на содержание витаминов и показатели качества;
- определить срок годности обогащенного напитка в различных видах упаковочных материалов;
- разработать технологическую схему производства обогащенного напитка на основе зерна чечевицы, проекты ТУ и ТИ;
- провести опытно-промышленную апробацию на предприятии и оценить экономическую эффективность производства обогащенного напитка на основе зерна чечевицы.
Научная новизна. Определены оптимальные условия получения белковой основы для напитка из зерна чечевицы (температура, продолжительность, гидромодуль, рН), дана ее характеристика по аминокислотному и химическому составу, на основании которых определен выбор ингредиентов для получения обогащенного напитка.
Выявлено, что в процессе проращивания зерна чечевицы в течение 16 часов повышается содержание незаменимых аминокислот: валина, изолейцина, лейцина, лизина, метионина, треонина, триптофана, фенилаланина на 11- 45%, в наибольшем количестве повышается содержание метионина – на 38% и триптофана – на 45%.
Впервые установлено, что асептическая упаковка «Ecolean» обеспечивает высокую сохранность витаминов в напитке, приготовленном на основе пророщенного зерна чечевицы (в %): витамина С - 95,0; В1- 98,0; В2 и РР- 100.
Практическая значимость. Разработаны технологические режимы операций замачивания (температура 35 + 2С, продолжительность 6 ч, рН=8,2-8,4), проращивания (температура 35 + 2С, рН=8,2-8,4, продолжительность 16 ч), экстрагирования белка (рН=7,0, гидромодуль 1:6, температура 35-40С, продолжительность 30 мин) и режимы пастеризации (температура 85 С, продолжительность 5 мин) для производства обогащенных напитков, обеспечивающих высокое качество и потребительские свойства продукта в течение установленного срока годности (7 дней).
Разработаны рецептуры напитков с различным химическим составом на основе белков пророщенной чечевицы, обогащенных аминокислотами, пищевыми волокнами, минеральными веществами, витаминами, способствующими повышению стрессоустойчивости организма студентов.
Определен среднестатистический рацион студентов с использованием компьютерной программы СППР «Питание для здоровья и долголетия». Проведена оценка умственной работоспособности студентов с использованием компьютерной программы СОПР «Оценка умственной и психической работоспособности».
Выработана опытная партия обогащенного напитка на ОАО «Коломнамолпром» в г. Коломне Московской области в количестве 100 л (Акт выработки прилагается). Разработаны проекты ТУ и ТИ 9185-003-020686354-11 на напиток, приготовленный из зерна чечевицы.
Выполнен расчет экономической эффективности производства, который показал, что рыночная цена за упаковку объемом 200 см3 составила 24 руб. 40 коп при рентабельности 20 %.
Научная новизна и практическая значимость разработанной технологии подтверждена решением о выдаче патента на изобретение по материалам заявки (№92010131851 от 16.01.2012_г.) «Способ получения напитка на основе белкового молока».
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении курса «Медико-биологические основы детского и функционального питания», выполнении УИРС, НИРС на кафедре «Технология продуктов функционального назначения, спортивного питания и длительного хранения» МГУПП.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на VI, VII и VIII Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2008, 2009, 2010 г.), «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли» (Москва 2009, 2010 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 1 монография, получено положительное решение от 16.01.2012 г о выдаче патента на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 188 наименований работ российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 151 страницах основного текста и содержит 22 рисунка и 55 таблиц. Приложения содержат проекты технической документации, акт производственных испытаний, решение о выдаче патента РФ, протоколы микробиологических и биохимических испытаний, компьютерные анкеты для оценки фактического рациона студентов, дегустационный лист, сертификаты на сырье.
