Введение к работе
Актуальность исследований. Главной стратегией Государственной политики в области здорового питания на период до 2020 года является масштабное производство натуральных продуктов, удовлетворяющих суточную потребность в углеводах, белках и жирах в соответствии с медицинскими требованиями. Учитывая, что сырьё растительного происхождения имеет многокомпонентный состав и обладает полезными свойствами для человека, целесообразно его использование в технологии производства функциональных продуктов питания целенаправленного физиологического действия. Пищевое сырьё растительного происхождения постоянно изучают учёные разных стран мира. Большой вклад в изучение растительного плодового сырья, его использования в консервной промышленности внесли Ф.В. Церевитинов, А.А. Колесник, В.Л. Кретович, Л.В. Метлицкий, А.Ф. Фан-Юнг, Е.П. Широков, А.Л. Фельдман, Е.П. Франчук, Ю.Г Скорикова, Р..И. Шаззо, Л.В. Донченко и др. Разработка функциональных продуктов питания нового поколения является инновационным направлением в пищевой промышленности, имеющим важное практическое значение и социальную эффективность.
Целью исследований является теоретическое обоснование и разработка технологии производства многокомпонентных функциональных консервов на основе плодового сырья.
Задачи исследований:
исследовать сорта семечковых, орехоплодных и редких культур, как источники биологически активных ингредиентов для производства функциональных продуктов питания;
произвести сравнительную оценку технологических свойств плодов исследуемых культур с учётом сортовых особенностей;
оптимизировать технологические приёмы переработки плодового сырья;
разработать многокомпонентные рецептурные композиции новых видов консервов функционального назначения;
разработать технологические схемы производства новых видов консервов;
разработать и утвердить технологические инструкции и технические условия на новые виды консервов функционального назначения.
Основные положения, выносимые на защиту:
оптимизированы технологические параметры переработки плодового сырья с использованием биотехнологических процессов;
технологически значимые сорта плодов семечковых, орехоплодных и редких культур с высоким содержанием биологически активных веществ;
новые виды функциональных продуктов питания целенаправленного физиологического действия.
Научная новизна исследований. Раскрыты закономерности формирования качества плодов различных сортов яблони разных сроков созревания, а также кребов, айвы японской (хеномелиса), облепихи и ореха грецкого произрастающих в условиях юга России, как источники сахаров, кислот, витаминов (С, Р, Е, в-каротина), минеральных веществ, полифенолов, аминокислот, имеющие важное значение в технологии производства функциональных продуктов питания; оптимизированы технологические параметры переработки плодового сырья с использованием ферментов нового поколения, позволяющие стабилизировать структуру нектаров; установлены технологические закономерности влияния степени измельчения айвы японской, обеспечивающие максимальную экстракцию биологически активных веществ; разработана математическая модель расчёта оптимального рецептурного состава консервов, учитывающая специфику проектирования многокомпонентных сбалансированных продуктов питания; научно обоснован рецептурный многокомпонентный состав новых видов консервов функционального назначения.
Практическая значимость работы. Предложены производству перечень технологичных сортов яблок, ореха грецкого, облепихи, айвы японской с высоким содержанием сахаров, кислот, витаминов и минеральных веществ, позволяющих снизить норму расхода сырья и вспомогательных материалов; разработана технологическая схема и произведен подбор оборудования для производства новых видов консервов. Разработаны рецептурные композиции многокомпонентных функциональных продуктов питания, апробированы и внедрены на предприятия ООО «Кубснаб» и ЗАО фирма «Агрокомплекс». Экономический эффект от внедрения функционального продукта составил от 8660 до 12560 рублей за тубу. Предложены производству технологические инструкции и технические условия на новые виды консервной продукции функционального назначения из плодового сырья: «Фитонектар «Здоровье» (ТУ 9163-001-00668034-2012); «Плоды дроблёные «Кладовая витаминов» (ТУ 9163-012-00668034-2013), «Нектар «Энергия» (ТУ 9163-014-00668034-2013). Подана заявка на изобретение № 2013116406.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях: ученого совета ГНУ СКЗНИИСиВ (2007 - 2013); Международной научно-практической конференции «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод» (г. Краснодар, 2010); IV Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, КГАУ, 2010); Международной научно-практической конференции, посвящённой 80-летию со дня образования СКЗНИИСиВ (г. Краснодар, 2011); Международной научной конференции «Роль отрасли плодоводства в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого экономического роста» (пос. Самохваловичи, 2011); I-ой Всероссийской научно- практической конференции молодых ученых и аспирантов «Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции» (ГНУ ВНИИТТИ, 2012); IV Международной дистанционной научно-практической конференции молодых учёных «Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства» (г. Краснодар, 2012). Инновационный проект «Новые многокомпонентные функциональные продукты на основе натурального плодового сырья» отмечен золотой медалью лауреата ВВЦ и Почётной грамотой (Москва, 2011). За участие в работе на I-ой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции» ГНУ ВНИИТТИ получена Почётная грамота (г. Краснодар, 2012). В 2012 г. научная работа «Разработка многокомпонентных функциональных продуктов питания на основе натурального плодово-ягодного сырья лечебно-профилактического назначения» профинансирована программой У.М.Н.И.К. Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно- технической сфере.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 научных работах общим объёмом 4.42 п. л., из них 3 - в изданиях, определенном ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, 3 глав исследований, выводов, рекомендаций
производству, списка используемой литературы, содержащего 127 отечественных и 15 зарубежных авторов, приложения. Работа изложена на 132 страницах, содержит 35 таблиц и 59 рисунков.
Введение. Обоснована актуальность научной работы на современном этапе, определены цель и задачи исследований, обозначена научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.
Условия, объекты и методы проведения исследований. Работа выполнена в ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии в 2008 - 2013 гг. Варианты опытов, исследуемые сорта и алгоритм исследований представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Алгоритм исследований по разработке технологий функциональных продуктов питания
Объекты исследований, изучаемые в технологии производства функциональных многокомпонентных продуктов питания на основе плодового сырья представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Объекты исследования
нектар «Здоровье»
Отбор проб плодов яблони, кребов производился в ЗАО ОПХ «Центральное» (г. Краснодар); плоды айвы японской - в ОАО КСП «Светлогорское» (г. Абинск); плоды облепихи - на ГНУ Крымской опытной станции СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии.
Биохимические исследования плодового сырья проводились в аккредитованной испытательной лаборатории хранения и переработки плодов и ягод ГНУ СКЗНИИСиВ общепринятыми методами: растворимые сухие вещества - рефрактометрически по ГОСТ 28562-90; общая кислотность - титриметрически по ГОСТ 25999-83; сахар (общий, инвертный) - колориметрически по ГОСТ 8756.13-87; Д-глюкоза, Д-фруктоза - колориметрически по ГОСТР 51440-99; фракционный состав органических кислот - на «Капель 103»; витамин С - йодометрически по ГОСТ 24556-89; витамин Р - фотометрически (в модификации Л. И. Вигорова); витамин Е - фотометрически по ГОСТ 30627.2-98; витамин РР - колориметрически по ГОСТ Р 50479-93; в-каротин - фотометрически по ГОСТ 2756.22-80; содержание полифенолов, антоцианов, лейкоантоцианов - фотометрически (в модификации Л. И. Вигорова); пектиновые вещества - карбазольным по методу В.В. Сапожниковой; аминокислотный состав - на «Капель 105»; минеральные вещества - пламенной фотометрии (ГОСТ Р 51429); ненасыщенные жирные кислоты - хроматографически по ГОСТ Р 52677-2006; ароматические вещества - на приборе «Кристалл 2000М»; йод - инверсионно-титриметрически по методу Глущенко и Миненковой; определение природных антиоксидантов - хроматографически по методу А.Я. Яшина; дегустационная оценка - по ГОСТ 8756.1-79.
Математическая обработка результатов производилась при помощи методики статистической обработки экспериментальных данных путем парной и множественной корреляции (по Доспехову) с использованием компьютерной программы MS Ехсеї и STATISTIKA 6.0. Моделирование рецептурных композиций новых видов многокомпонентных консервов функционального назначения осуществлялось на основе составления балансовых уравнений и математических моделей позволяющих регулировать изменения химического состава разрабатываемого продукта, в зависимости от соотношения и массовой доли используемых сырьевых компонентов.
