Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор патентно-информационной литературы по проблеме создания продуктов геродиетического питания 8
1.1 Медико-биологические требования к продуктам геродиетического назначения 9
1.2 Обзор существующих способов производства продуктов для людей пожилого и преклонного возраста 14
1.3 Пищевые и биологические активные добавки, рекомендуемые для обогащения состава продуктов 21
1.4 Способы сушки и конструктивные особенности сушильных установок 24
1.5 Заключение. Задачи исследования 32
Глава 2 Методы оценки и прогнозирования качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции 35
2.1 Методы исследования 37
2.2 Методы математического планирования и математической статистики
2.3 Компьютерное конструирование рецептур рыборастительных продуктов для геродиетического питания. 57
Глава 3 Теоретическое обоснование и разработка технологии производства сухих продуктов геродиетического назначения с использованием щадящей тепловой обработки рыбного и растительного сырья 61
3.1 Характеристика исходного сырья и полуфабрикатов 61
3.2 Совершенствование технологии удаления влаги из термолабильного (растительного и животного) сырья 72
3.3 Компьютерное моделирование рецептур геродиетического назначения 83
3.4 Обоснование технологии производства сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения 94
3.5 Совершенствование принципов барьерной технологии при производстве сухих рыборастительных продуктов геродиетических назначения 97
Глава 4. Промышленная апробация разработанной технологии сухих геродиетических продуктов и комплексная оценка их качественных характеристик 102
4.1 Технологические аспекты промышленного производства сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения 102
4.2 Комплексная оценка качества сухих рыборастительных продуктов
4.3 Органолептические показатели новых геродиетических продуктов 109
4.4 Оценка биологической ценности сухих геродиетических продуктов
4.5 Оценка изменения качественных показателей сухих рыборастительных продуктов в процессе хранения. Определение допустимых сроков хранения 111
4.6 Технико-экономическое обоснование производства геродиетических продуктов 114
Выводы 117
Список литература 118
Приложения 135
- Обзор существующих способов производства продуктов для людей пожилого и преклонного возраста
- Методы математического планирования и математической статистики
- Совершенствование технологии удаления влаги из термолабильного (растительного и животного) сырья
- Комплексная оценка качества сухих рыборастительных продуктов
Введение к работе
По результатам последней переписи населения в ряде регионов России численность людей пенсионного возраста составляет 30 %, причем средняя продолжительность жизни у женщин составляет 72 года, а у мужчин 59 лет.
Существенное постарение населения экономически развитых и развивающихся стран в конце XX и начале XXI века, т.е. увеличение в его структуре доли людей пожилого и преклонного возраста, закономерно вызвало возрастание интереса к геронтологии, прежде всего, к изучению первичных механизмов старения и факторов, определяющих продолжительность жизни. Среди них, проблема питания в старости обладает достаточно высоким уровнем значимости в современной геронтологии.
Особую тревогу вызывает то обстоятельство, что продолжительность жизни в нашей стране резко сократилась, что связано, в первую очередь, с воздействием социально-экономических и экологических факторов на человека.
* Известно, что питание может быть как фактором адаптивным,
позволяющим сохранить здоровье человека в преклонном возрасте, так и дизадаптивным, усиливающим негативное влияние на здоровье.
Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие человека, способствует профилактике заболеваний, продлению жизни, повышению работоспособности и создает условия для адекватной адаптации людей к окружающей среде. У большинства населения России выявляются
'f нарушения системы питания, обусловленные недостаточным потреблением
витаминов, минеральных веществ, полноценных белков и нерациональным их соотношением /23,148/.
Среди факторов питания, имеющих важное значение для поддержания здоровья, работоспособности и активного долголетия человека, решающая роль принадлежит регулярному снабжению организма комплексом
..„ микронутриентов/135/.
Постоянный дефицит различных нутриентов у людей пожилого и преклонного возраста приводит к тому, что физическое состояние и здоровье в целом нестабильно, и это, в свою очередь, способствует постепенному развитию хронических заболеваний, нарушению алиментарно-зависящих и алиментарно-влияющих функций организма, в том числе иммунных и неспецифично резистентных.
На необходимость решительных мер по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом м икр о нутриентов, указывает постановление Правительства Российской Федерации от 5 октября 1999г., № 1119, подписанное Президентом РФ В.В. Путиным.
Поэтому, приоритетным направлением является совершенствование существующих и разработка новых технологий обогащенных продуктов для питания людей пожилого и преклонного возраста, в том числе обогащение макро- и микронутриентами.
Отечественная пищевая промышленность практически не производит специальных продуктов питания, предназначенных для людей пожилого и преклонного возраста. Современные технологии производства пищевых продуктов не учитывают специфики питания людей старших возрастных групп. Кроме того, такие продукты являются источником чрезмерного количества ксенобиотиков, оказывающие неблагоприятное воздействие на здоровье.
Прежде всего, это связанно с недостаточными представлениями об изменениях в характере метаболизма организма человека в период его старения /79/.
Основоположниками научного направления по созданию сбалансированных продуктов геродиетического назначения являются Лнтипова Л.В., Богатырев А.Н, Григоров Ю.Г., Козловская С.Г., Зайцев А.Н., Касьянов Г.И., Самсонова М.А., Чеботарев Д.Ф., Нечаев А.П., Липатов Н.Н., Юдина СБ., Овчарова Г.П., Покровский А.А., Росляков Ю.Ф., Самсонов М.А., Скурихин
КМ.Э Спиричев В.Б., Тимошенко КВ., Уголев А.М, Устинова А.В., Харитонов В.Д., Шаззо Р.И., Запорожский А,А.
В последнее десятилетие окончательно сформировались целые научные отрасли - геронтология (наука о старости), гериатрия (наука, изучающая особенности заболеваний в пожилом и преклонном возрасте) и геродиетика (паука, изучающая особенности питания старших возрастных групп).
Старость, как естественное состояние организма, означает высшую
ступень жизни, полноту эмоциональной зрелости, мудрости, основанную на
* опыте и наблюдениях долгой, полноценной жизни.
Ведущими геронтологами неоднократно установлено, что чем интенсивнее человек работает творчески, соблюдает необходимые режимы питания, тем дольше его организм и ум сохраняют активность.
Например, профессора вузов уходят на заслуженный отдых, как
правило, лишь на 71-м году жизни, однако в творческом плане могут еще
интенсивно работать.
9 Структурные и метаболические изменения, развивающиеся у людей в
пожилом и преклонном возрасте, требуют особенно тщательного подхода к питанию, основанного на научных принципах сбалансированности химического состава пищевых продуктов.
В сложившейся ситуации, важным фактором корректировки рациона
питания, являются специализированные продукты на основе сочетания сырья
растительного и животного происхождения, создаваемые с учетом
,« физиологических потребностей стареющего организма (геродиетические
продукты).
Главным препятствием в решении этой задачи является сезонный характер переработки сельскохозяйственного сырья. Для сохранения целевых свойств геродиетических продуктов необходимо обеспечить щадящую тепловую обработку, позволяющую максимально сохранить биологически активные вещества исходного сырья.
К сожалению, в настоящее время в нашей стране нет эффективных технологий и специализированного оборудования для низкотемпературной сушки рыбного и овощного сырья.
В связи с вышеизложенным, следует считать, что разработка технологии сухих рыборастительных продуктов из термолабильного сырья для геродиетического питания, является актуальной'и позволит улучшить структуру питания пожилого населения России.
Работа выполнялась в соответствии с постановлением Правительства
РФ № 917 от 10 августа 1998 г «Концепция государственной политики в
области здорового питания населения России на период до 2005года»,
координационными планами научно-исследовательских работ
Россельхозакадемии «Научное обеспечение отраслей АПК»» Федеральным законом «О качестве и безопасности пищевых продуктов» № 29-ФЗ от ; 02,01.2000 г, государственной научно-технической программой «Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК», межвузовской научно-технической программой «Поисковые и прикладные исследования высшей школы в приоритетных направлениях науки и техники».
Целью настоящей диссертационной работы явилось обоснование создания технологии сухих рыборастительных продуктов, сбалансированных по составу и адекватных физиологическим потребностям людей пожилого и преклонного возраста.
к- ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНО^
ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ СОЗДАНИЯ ПРОДУКТОВ ГЕРОДИЕТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ
Питание - один из постоянно действующих факторов внешней среды,
которое оказывает влияющее воздействие на организм человека, и является
непременным условием долголетия, сохранения здоровья, трудоспособности
и бодрости людей пожилого и преклонного возраста /102,104/.
^ Старение можно охарактеризовать как постепенное нарушение
нормальной жизни человека. По словам академика Д.Ф. Чеботарева, «питание - практически единственное средство, пролонгирующее видовую продолжительность жизни на 25 - 30%» /44/.
Интересную теорию сохранения абсолютного здоровья и долголетия \ разработал американский врач (русского происхождения) К- Монастырский. Он отмечает, что, начиная с 25-летнего возраста, у человека начинает -.
*. снижаться уровень усвоения пищи на 1-2 % в год и к 50 годам он составляет
40-50 % от юношеского уровня и еще меньше у больных. Оптимальная пропорция компонентов в питании должна соответствовать пластическим нуждам организма, в котором около 60 % воды, 20 % жиров, 15 % белков, 4 % макро- и микроэлементов.
Автор предложил не ограничительную диету, а комплекс натуральных долгосрочных мер по устранению физиологических патологий и раннего
* к старения, причинами которых являются избыток углеводов, гиперинсулизм,
желудочно-кишечные расстройства, хронический дефицит витаминов и минеральных веществ /156/.
Пирамида абсолютного здоровья и долголетия по К. Монастырскому представлена на рис. К
'*
Пирамида абсолютного здоровья и долголетия..*
Рисунок 1 Пирамида абсолютною здоровья по К. Мон&сгнрскому
Таким образом, в основе абсолютного здоровья и долголетня человека лежит употребление пищепък продукю», содержащих сплноіїенньїе белки жипотного происхождения /77J 27 Л 59/.
Все это в какой-то степени т}?шг 'затормозить раннее старение, а также предотвратить іяжельїе заболевания. Потому несьми актуальным является создание сисго1ы питания для людей пожилого и преклонного возраста /125Л6С1162/.
ІЛ Мсдмко-бїіолопаческне гребовэдшя к продуктам
repO/ІЙЄІ ИЧЄСЇСОГО ІШ'ІШІ'ВДНШЇ
Ножную роль для формирования качества готового продукта играют медшеочшологаческие требований (МБУ). которые определяют энергетическую, пищевую и биологическую ценность продукта и регламентируют показатели безопасности для здоровья человека /36/«
Отсюда еггедует-, что иод качеством геродиетичееких продуктов, с точки зрения МЫ', обычно понимаю і способное! ь продукта обеспечить потребность оргаш-пма людей пожилого и преклонного возраста в основных пищевых веществах н гшерпш, а также сохранить высокие
органолептические показатели и пищевую безопасность, надежность, стабильность состава и неизменность потребительских свойств в процессе хранения/97/.
Структурные и метаболические изменения, развивающиеся у людей в пожилом и преклонном возрасте, требуют особенно тщательного подхода, основанного на научных принципах организации сбалансированного питания, К ним относят /13,100,117/:
энергетическую сбалансированность питания с фактическими энергозатратами организма;
профилактическую направленность питания не только в отношении атеросклероза, но и других распространенных патологий старости -ожирения, сахарного диабета, гипертонической болезни, онкологических заболеваний, остеопороза и др.;
соответствие химического состава пищи возрастным изменениям обмена веществ;
сбалансированность пищевых рационов по всем незаменимым факторам питания;
щелочную направленность питания, способствующую коррекции развивающихся в старости ацидотических черт гомеостаза;
обогащение пищи веществами, обладающими геропротекторными свойствами;
рационализация режима питания людей пожилого и преклонного возраста;
использование пищевых продуктов и блюд, достаточно легко подвергающихся действию пищеварительных ферментов, процессам ассимиляции.
При создании геродиетических продуктов необходимо учитывать особенности биохимических процессов в тканях и органах организма пожилого человека /24,11/, Для получения продуктов с высокой
биологической ценностью предпочтительно использовать принцип комбинирования сырья. Целевое комбинирование сырья животного и растительного происхождения позволяет достигнуть сбалансированности по химическому составу и обеспечивает свойственное для геродиетического продукта количество питательных веществ/48/,
Доказана необходимость обогащения продуктов питания не только витаминами, но и другими недостающими микронутриентами: минеральными веществами, пищевыми волокнами, полиненасыщенными жирными кислотами, фосфолипидами, а также биологически активными добавками природного происхождения, повышающими резистентные свойства организма /39,40,151,153,163/-
В табл. 1 приведены нормы физиологических потребностей организма людей пожилого и преклонного возраста в пищевых веществах и энергии /83,110/.
Таблица 1 - Потребность организма людей пожилого и преклонного возраста
в пищевых веществах и энергии
Продолжение таблицы 1
Эффективность создания новых геродиетических продуктов заключается не только в их полной безопасности, удовлетворительных органолептических показателях, но также в биодоступности, легкой усвояемости, возможности постоянного обеспечения организма витаминами и минеральными веществами, а также в оценке влияния их химического состава на показатели здоровья человека/131,132,107,164/.
В настоящее время экологическая ситуация, в целом, резко ухудшилась, а здоровье и жизнь людей подвержены тяжелым последствиям,
которые наступают при употреблении экологически загрязненных продуктов питания /34,35,70/,
Главным фактором, обуславливающим «опасность» загрязнения пищевых продуктов, является окружающая среда, из которой нежелательные и вредные компоненты попадают в продукты питания /84,119,120/,
Разработанные Минздравом РФ «Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов» /78,106/ устанавливают жесткие ограничения допустимых уровней содержания в них основных групп потенциально опасных для здоровья ксенобиотиков. Так, например, для рыборастительных пищеконцентратов установлены следующие допустимые нормы токсичных элементов (мг/кг); свинец - 1,0; кадмий - 0,2; мышьяк - 1,0; ртуть - 0,3. Допустимое содержание нитрозаминов (сумма НДМЛ и НДЭЛ) - 0,003 мг/кг,
Рыборастительные пищеконцентраты должны удовлетворять по микробиологическим показателям требованиям промышленной стерильности и не содержать токсинов и патогенных микроорганизмов /1,2/,
Разработка новой ассортиментной группы продуктов геродиетического назначения в соответствии с медико-биологическими требованиями, позволит обеспечить организм людей пожилого и преклонного возраста не только физиологически необходимым уровнем пищевых веществ и энергии, но и дополнительным количеством вводимых микронутриентов, потребность в которых возрастает в условиях неблагоприятной экологической обстановки /12,14,103/.
Научные представления о путях создания новых продуктов геродиетического назначения можно разделить по следующим направлениям /62,68,81/,
Первое - создание полностью сбалансированных продуктов, наиболее полно отвечающих потребностям организма людей пожилого и преклонного возраста.
Второе — продукты, предназначенные для коррекции питания. Это направление подразумевает создание продуктов, обогащенных одним или несколькими нутриентами.
Третье - пищевые модули (премиксы), позволяющие корректировать как одноразовый прием пищи, так и дневной рацион в целом. Эта группа добавок, помимо обогащения рациона, позволяет целенаправленно управлять синергетическими свойствами отдельных компонентов продукта.
Четвертое — создание продуктов, обогащенных биологически активными компонентами, способными усилить или придать продукту определенные свойства. Такие продукты получили широкое распространение в экономически развитых странах.
Пятое - продукты, способствующие профилактике и лечению гериатрических болезней. Актуальность создания таких продуктов исходит; из того, что гериатрия, изучая особенности лечения заболеваний в пожилом и преклонном возрасте, уделяет особое внимание специализированному питанию.
При создании продуктов питания для людей пожилого и преклонного возраста, достижение сбалансированности химического состава таких продуктов только лишь за счет природных резервов, задача достаточно трудная /134,136,112,113/, Наиболее перспективным решением этой проблемы является реализация преимуществ нескольких направлений.
1.2 Обзор существующих способов производства продуктов для людей пожилого и преклонного возраста
Ведущими специалистами, занимающимися вопросами рационального питания доказано, что сочетание животной и растительной пищи позволяет взаимно дополнять продукты недостающими биологически активными веществами, и может быть основой для конструирования продуктов функционального питания /3,4,101/.
Существуют различные способы комбинирования натуральных продуктов, приоритет среди которых имеют мясо* и рыборастительные /28,31,81,53,114/.
Предложен способ получения лечебно-профилактического продукта «Биафишенол» пищевого назначения, получаемый из мышечной ткани рыб-Он характеризуется сравнительно высоким суммарным содержанием жирных кислот (не менее 15% от общей суммы жирных кислот), которые содержатся в жирах рыб и других гидробионтов и отсутствуют в растительных маслах /88/.
Рядом авторов /46/ предложена рецептурная композиция консервов геродиетического назначения на рыбной основе. Она содержит рыбный фарш-42-45%, томаты-20-20%, морковь-4-6%, перец болгарский-4-6%, лук-4-6% яблоки-4-6%,нут-8-10%,зелень-1%,СО2-экстракт чабреца-0,03-0,04%.
В качестве поставщика наиболее ценных в биологическом отношении нутриентов авторами предложена рецептурная композиция геродиетического питания с использованием нежирных пород рыб. Композиция содержит: рыбное филе-43%, морковь-5%, томаты-24%, перец сладкий-6%, лук репчатый-5%, нут-9%, зелень-1%, хитозан-пектиновый загуститель-,05% СОг - экстракты пряно-ароматических растений-0,5%, позволяющими благотворно влиять на активность стенок кишечника /47/.
Разработан способ приготовления пищевого продукта из рыбы, предназначенного для питания людей пожилого и преклонного возраста. Технология приготовления этого продукта включает получение рыбного фарша, перемешивание его с добавками при температуре около 13 С в течение 3-5 минут, формование в виде шариков, отваривание при температуре 90С в течение 25 минут. После охлаждения продукт упаковывают б пакеты из полимерной пленки- Рецептура продукта (в кг) следующая: рыбный фарш - 100, молоко - 30, яичный белок - 0,15, хлористый калий-1,5, специи-по вкусу/86/.
Предложен способ приготовления продукта с высоким содержанием липидов на основе гидробионтов, технология которого включает промывку, подсушку, посол, измельчение, смешивание, отличающийся тем, что в качестве гидробионтов используется икра морских ежей, посол которой производят перед измельчением. При этом массовая доля соли в икре составляет <18%. Смешивание производят, добавляя порциями масло, произведенное из смеси растительных масел. Содержание икры в готовом продукте составляет 15-25% /8,50/.
^ Продукт МИГИ-К ЛП получают способом ферментного гидролиза из
мидий. В состав этого продукта входят аминокислоты, в том числе незаменимые, низко молекулярные пептиды, полиненасыщенные жирные кислоты и значительное количество микроэлементов в легко усвояемой форме. Продукт рекомендуется использовать как биологически активную, добавку к пище/19,71,82/.
Разработана технология производства консервов «Фасолинка»,:
+ рецептура которых отличается тем, что в ее состав введена приморская
фасоль, являющаяся ценным для организма человека источником пищевых веществ: 21-22 % белкаэ 42-43 % крахмала, 3-4 % клетчатки, 3 % минеральных веществ, присутствуют витамины В|, Вэ, В<$, РРТ Е, соотношение Са:Р близко к оптимальному и составляет 1:3- С целью повышения пищевой ценности и достижения оптимальных органолептических показателей использовали свежий лук, морковь, перец
** сладкий, поваренную соль, томат-пюре, мясной бульон. Консервы получили
высокую органолептическую оценку- Содержание белка 9-10 %, жира 3-4 %, углеводов 16-18 %/91,59/.
Рядом авторов предложена технология диетических низкокалорийных продуктов/32,69,94/. В качестве наполнителей авторы использовали кабачки и цветную капусту, богатые витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами, а цветная капуста еще и белками. Биологическая
ценность продукта повышается за счет сбалансированного соотношения белка и жира путем введения молочного белка - концентрата натурального казеина/38,49/.
Разработана технология производства мясных изделий с различными овощными добавками, позволяющая получать продукцию высокой пищевой ценности /76/- Для разработки использовали следующее овощное сырье: лук порей, сельдерей (корень), пастернак, петрушка (корень), топинамбур. Исследовали пищевую ценность основного сырья, овощных добавок, влияние различных их соотношений на пищевую ценность мясных модельных изделий. На основе полученных данных выявлены закономерности влияния различных количеств (10, 15, 20, 25 и 30 % овощей от массы мяса) отдельных вышеупомянутых овощей на технологические, органолептические показатели и пищевую ценность мясных изделий из говядины.
Разработана композиция для производства мясных консервов функционального питания, включающая свинину полужирную и другое мясное сырье» белковый обогатитель, токоферолы, каротиноиды, соль поваренную и воду, отличающуюся тем, что она дополнительно содержит селенат натрня, муку пшеничную и перец черный, при этом в качестве другого мясного сырья использована говядина 1 сорта, в качестве каротиноида - р - каротин, а в качестве белкового обогатителя — соевый белковый концентрат или изолят гидратированные /89/.
В настоящее время весьма перспективно применение субпродуктов в технологии производства мясных изделий специального назначения /18/.
Так, например, разработаны рецептуры мясных изделий с использованием говяжьего сердца. Максимальный уровень введения сердца 25 %. Разработанные продукты рекомендованы для питания людей пожилого и преклонного возраста/137-142, 146,149,150,152/.
Предложены оригинальные технологические приемы предварительной обработки и модификации функциональных свойств субпродуктов 2-й категории, которые позволили применять данное сырье как основу для производства паштетов профилактического назначения /61/. В качестве компонентов для получения модифицированных композиций использовали овощи (свеклу, тыкву, морковь) и муку из бобовых культур (чечевицы и гороха).
Описан способ производства мясных паштетов, включающих печень,
* плазму крови и коллагенсодержащее сырье, содержащее ионы кальция,
отличающийся тем, что печень используют в сыром виде после предварительного посола и измельчения на куттсре, В качестве коллагенсодержащего сырья, используют говяжье вымя. В процессе приготовления паштетной массы в куттер вводят соевые изолированные белки в количестве 2-4 % к массе сырья /122Д23/.
Предлагается способ приготовления фарша для паштета,
*, предусматривающий поджаривание лука репчатого и моркови до
полуготовности, добавление шпика нарезанной говяжьей печени, введение
сливочного масла, перемешивание ингредиентов, гомогенизацию
полученной массы при касательных напряжениях 250 Па. Между стадиями
перемешивания и гомогенизации вводят суспензию соевую пищевую,
предпочтительно подогретую до 85-95 С- Компоненты берут в следующем
соотношении, %: печень говяжья- 48-52; шпик- 6-8; морковь- 3-5; лук 4-6;
,ч суспензия соевая пищевая- 28-30; масло сливочное - остальное.
Представляет интерес композиция мясорастительного продукта для функционального питания, включающая субпродукты птицы (печень, сердце, желудок), подвергнутые тепловой обработке, жир куриный топленый и растительный компонент. В качестве растительного компонента используются грибы бланшированные и крупа перловая отварная или мука пшеничная. При этом компоненты взяты в следующем соотношении (%):
субпродукты бланшированные - 56-70; грибы бланшированные 18-25; крупа перловая отварная или мука пшеничная - 2-4; жир куриный топленый - 10-15, Композиция может дополнительно содержать следующие компоненты (кг на 100 кг основных ингредиентов): соль поваренная пищевая - 1,0-1,5; перец душистый молотый - 0,1-0,15; бульон грибной или мясной - 15-20- По основным пищевым веществам готовые изделия отвечают современным медико-биологическим требованиям (соотношение белка и жира, белка и углеводов, содержание железа и т.п.) /87/.
1* Предлагается для внедрения оригинальная рецептура мясной пасты для
намазывания на хлеб /143/. В пасту вводят легкий гидролизат коллагена и некоторые овощи- В результате получают продукт низкой калорийности. Состав такой пасты следующие (%): картофель - 13,3; спаржа — 26,6; лук — 5,2; продукт Gelita-Collagel - 2,8; мясная часть - свинина - 27,7; зелень — 6,6; бульон - 17,8 100 г такой композиции имеет энергетическую ценность 114 ккал (479 кДж).
* Коллективом авторов на основе применения инструмента линейного
программирования разработана рецептура паштета, включающая мясо птицы механической обвалки и субпродукты - легкие, вымя, селезенка, мясо свиных голов, путовый сустав, сухое обезжиренное молоко, яичный порошок, шалфейное масло /144/,
Коллективом исследователей КубГТУ и КЫИИХП разработан ряд рецептур комбинированных мясорастительных продуктов для людей
продуктов приведена на рис 2.
Содержание белка в разработанных продуктах геродиетического назначения составляет 12,5 %, при этом соотношение «белок : жир» максимально приближено к оптимальному и составляет 1 : 0.9, Авторы экспериментально показали, что аминокислотная сбалансированность белка приближена к идеальному белку ФАО/ВОЗ.
«огкоаь лпч
___Т
ІССРТИРОДКА] ; МОЙКЛ І
к*
tf
лік І
МЯСО ПТИЦЫ
I дпх
|>|. Річ
.'у..
. т..
МОЙк'Л.
О'ШСТКЛ
І ДНЯ !
О'ІПСІКА
т_.
І MOflKA І [ЯКІл^с КИЙ^ІІИЬІ
т
ПАССЕРОВКА!
-_..,.-...
Г СП КАМНЕ
І ЧДОА І
т
;іслигсіикл
ІГЛГИЬ
\ ЛУГ
,Л_.
І шкшкция І
rmFfl]iHI№\1ttlE)
!
І ДОЇІІРОиКА
-м
ііяипчке
І томаты І
і апк І І мойкл І
ОЧИСТКА
_„Y_~
і ПРОТИРКА І
___т
іДОИЮВкЛ 1
J?
2 "Є
СОЇЬ
І MHIIFP'UblMUinTrtMHHUIjH PF-fVlJlkC
*. cmeiiihbuhieL
Рисунок 2- Технологическая схема производства мясораститсльного паштета для геродиетического питания
\»>
Анализ жирнокислотного состава показал, что в липидах паштета содержится 12,5 % поли ненасыщенных жирных кислот, 38,11 % насыщенных жирных кислот, 49,4 % мононенасыщенных жирных кислот. При этом их соотношение приближено к оптимальному (ПНЖК - 10 %, НЖК - 30 %, МНЖК-60%).
С целью получения готового продукта высокой пищевой и биологической ценности разработаны способы изготовления паштетов на основе мясных продуктов с добавлением овощей и животных жиров, рафинированных газожидкостным методом. Для дополнительного обогащения белками в процессе изготовления паштетов использовали соевую обезжиренную муку/56/.
Разработанные рецептуры включают в себя такие компоненты, как свинина, говядина, печень говяжья, субпродукты куриные, жир рафинированный свиной, куриный и говяжий костный, соевая обезжиренная
мука, перец красный сладкий, шампиньоны, лук репчатый, морковь, бульон костный. Для улучшения вкуса и аромата готового продукта использовали СОг-экстракты перца черного горького и мускатного ореха.
Предложен способ получения консервированного продукта для
геродиетического питания, в состав которого входят такие ингредиенты, как
мясо птицы, морковь, томаты, яблоки, нут, болгарский перец, зелень, С02-
экстракты чабреца и биомассы микроорганизмов Mortiereila hygrophila и
соль. Способ позволяет улучшить органолептические показатели и повысить
^ срок хранения /72,85,90,93/.
1.3 Пищевые и биологически активные добавки, рекомендуемые для обогащения состава продуктов
Пищевые продукты» обогащенные витаминами и минеральными
веществами, входят в обширную группу продуктов функционального
питания, т.е. продуктов, содержащих физиологически полезные пищевые
ингредиенты, улучшающие здоровье человека /129,17/.
v. Обогащение продуктов микронутриентами - это серьезное
вмешательство в традиционную структуру питания человека, необходимость
которого предполагает изменение рациона питания, набора пищевых
ингредиентов. Поэтому и осуществляться оно может только на основе четко
сформулированных, научно-обоснованных и проверенных практикой
медико-биологических принципов, определяющих решение наиболее важных
проблем, возникающих при разработке, производстве и реализации
^ обогащенных микронутриентами продуктов питания /80/.
Учеными-гигиенистами обоснован принцип выбора конкретных микронутриентов для обогащения продуктов питания с точки зрения медико-биологических требований, когда используются те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место в этих продуктах /63/.
Чтобы эффективно решить проблему дефицита микронутриентов в геродиетическом питании, необходимо обогащать пищевые продукты,
доступные для массового потребления населением пожилого и преклонного возраста, и регулярно использовать их в повседневном питании /64,115,116,159/.
Как свидетельствуют результаты массовых обследований структуры
питания пожилого населения, выполненные Институтом питания РАМН, в
России к числу таких микронутриентов следует отнести, в первую очередь,
витамин С (дефицит у 80-100% обследованных), витамины группы В,
фолиевую кислоту, каротин (дефицит у 40-60%), а из минеральных веществ -
^ йод, железо и кальций /25,26/.
Для достижения максимальной полноценности продуктов питания
следует одновременно с микронутриентами вводить другие ценные
компоненты, такие как: пищевые волокна, фосфолипиды, различные
биологически активные добавки природного происхождения, оказывающие
защитное, стимулирующее или лечебное действие на те или иные
физиологические системы и функции организма/37,42,52,158/.
+ Продукты должны гарантировать не только сохранность внесенных в
продукт добавок, но также их доступность и биоусвояемость организмом человека в процессе потребления обогащенных ими продуктов питания /130/.
На упаковке должно указываться регламентируемое содержание
обогащающих добавок, а не только их закладка. Потребителя интересует,
сколько витаминов, минеральных веществ и других микронутриентов он с
этим продуктом гарантированно может получить, а не сколько их было
^ внесено в процессе производства, чтобы этот уровень обеспечить /99/.
Анализ литературных источников показывает, что наиболее физиологичным и технологически доступным является использование биологически активных добавок в составе рецептур пищевых продуктов массового потребления и специального назначения /7,9,33,54,57,65/.
Применение биологически активных добавок позволяет быстро ликвидировать дефицит в незаменимых веществах и вводить их в состав
продуктов с учетом потребностей организма, состояния здоровья и негативных воздействий факторов окружающей среды /55,58/.
В настоящее время ведется активная работа по созданию единой классификации и разработке обоснованной концепции по рациональному использованию биологически активных добавок (БАД) в структуре питания населения. По мнению ряда авторов очевидны два основных направления включения БАД в рационы: или в качестве самостоятельных форм, или в составе новых пищевых рецептур /I24A
Предложен процесс обогащения пищевых продуктов, содержащих белки и жиры, минеральными солями в следующем количестве (мг/кг): Fe 35-5000, Си 0.05-250, 2п 0.05-125, Со 0.05-125, Se 0.01-0.1, Са 5-5000, Mg 5-5000, К 50-2000, Мп 0.01-125, Мо 0.01-25, Ni 0,0Ь25, Si 50-10000, J 0Л-1. Источником указанных добавок являются тонкоизмельченные природные минеральные вещества. Смесь минеральных веществ прокаливают три часа при 1000 С. Ситовый анализ минеральных добавок должен содержать: не < 0.1% частиц размером > 250 мкм, 18% частиц от 75 мкм до 250 мкм, 82% частиц размером < 75 мкм /118/, Однако, степень усвояемости неорганических минеральных веществ не превышает 20%.
Разработан геродиетический продукт, рецептура которого, наряду с животным сырьем, включает капусту белокочанную, толокно, соевое масло и минерально-витаминный премикс, который добавляется к сырью на стадии .перемешивания компонентов. Введение в продукт минерально-витаминного премикса удовлетворяет физиологическую суточную потребность пожилого человека в витаминах и минеральных веществах при ежедневном употреблении 100 г продукта- Применение минерально-витаминного премикса позволяет получать продукты высокой биологической ценности, способствующие укреплению здоровья людей пожилого и преклонного возраста, снижению простудных и инфекционных заболеваний.
Предлагается способ приготовления диетических продуктов питания, предусматривающий обогащение таких пищевых продуктов солями кальция и магния. Растворимые соли кальция и магния сводят непосредственно в воду, используемую для составления рецептуры диетических продуктов, из расчета конечного содержания в ней кальция и магния, равного 20-120 мг Са и 10-70 мг Mg на 1 литр воды. Для улучшения потребительских свойств и условий хранения продукты дополнительно обогащают минеральными добавками, содержащими также соединения меди, и/или серебра, и/или цинка, и/или лития, и/или марганца, и/или железа, и/или фтора, и/или селена, и/или натрия, и/или калия. Коррекция минерального состава различных диетических продуктов, несомненно, будет способствовать первичной профилактике заболеваний, прямо или косвенно связанных с недостаточным поступлением этих минеральных веществ в организм.
В институте ВНИИсинтезбелок получены различные продукты переработки пекарских дрожжей. В частности, дрожжевые экстракты, имеющие сбалансированный аминокислотный состав, витамины группы В и значительное количество минеральных веществ /43/. При создании продуктов функционального питания на мясной основе, авторы предлагают вводить дрожжевые экстракты для обогащения их витаминами, минеральными веществами и незаменимыми аминокислотами. Кроме того, улучшается вкус и консистенция продуктов.
1.4 Способы сушки и конструктивные особенности сушильных установок
Сушка растительного сырья и гидробионтов - сложный комплексный нестационарный процесс тепло- и массообмена, сопровождающийся целым рядом физических, биохимических и микробиологических изменений, которые позволяют увеличивать сроки хранения готовых продуктов/16,155/.
В основу сушки пищевого сырья положен известный и широко распространенный принцип консервирования - анабиоз, а именно его разновидность - ксеноанабиоз. Основным консервирующим фактором является обезвоживание продукта, обуславливающее торможение в нем биохимических и ферментативных процессов, а также прекращения жизнедеятельности большинства микроорганизмов, вызывающих порчу /51,133,154/.
Задачей совершенствования технологии сушки термолабильного сырья
^ является разработка и внедрение алгоритмов и методик управления
процессами, протекающими в материале, подверженном сушке, с целью
получения продукта высокого качества с определенными
органолелтическими, физико-химическими и структурно-механическими
показателями. Решение существующей проблемы удаления влаги из
материала должно базироваться как на изучении свойств материала, так и на
научном обосновании параметров технологического процесса /67,74,92/.
* Существуют различные способы сушки влажных компонентов в
зависимости от способа энергоподвода. Выбор рациональных режимов процесса удаления влаги и конструктивных особенностей сушильного устройства, зависит от свойств высушиваемого материала, а также технологии его производства /66/.
Самым распространенным способом сушки растительного и животного
сырья является конвективный метод, на нем основана работа большинства
,*: сушильных установок во всем мире. В качестве сушильного агента
применяют нагретый воздух или перегретый пар, которые являются
теплоносителем и вл аго поглотителем. Конвективный способ сушки
отличается простотой и возможностью регулирования температуры
материала. Недостатком его является противоположное направление
градиентов влагосодержания Vw и температуры V71 Градиент температуры
ftp тормозит перемещение влаги из внутренних слоев материала к поверхности.
I*
При всей простоте и доступности конвективный способ не позволяет получать продукты хорошего качества из термолабильного сельскохозяйственного сырья /29,157/.
Конструкции некоторых сушильных установок для сыпучих материалов предусматривают перемещение продукта в процессе сушки, что позволяет интенсифицировать конвективный метод сушки (рис.3) /15/,
^
ч-
о.
(Ъ^
/ 1 ! 7
V.
Й'
Рисунок 3- Конвективная трехступенчатая сушильная установка
Коидуктивный способ сушки обычно осуществляют на нагретой металлической поверхности, а выделяемая из продукта влага поглощается и отводится воздухом или сорбентами. При этом воздух служит только для удаления водяного пара из сушильной установки, являясь влагопоглотителем /73/.
Коэффициент теплоотдачи значительно выше, чем при конвективной сушке. За счет того, что горячая поверхность обогревается водяным паром температурой выше 100С, контактирующие слои материала достигают этой температуры, в результате чего пищевая ценность готового продукта ухудшается- Обязательным условием ко і гдукти в ного способа сушки является хороший контакт материала с греющей поверхностью.
Считается, что кондуктивная сушка экономичнее и интенсивнее конвективной воздушной сушки пищевого сырья. Твердые дисперсные
материалы сушат на нагретых плитах или противнях. Жидкие и пастообразные продукты сушат на одно- и двухвальцевых сушильных установках при атмосферном давлении или под вакуумом рис.4.
Рисунок 4- Вальцовая вакуумная сушильная установка непрерывного действия
1- корпус; 2- валец; 3- трубка для подачи греющего пара; 4- трубка для подачи материала; 5- высушенный материал; 6- нож; 7- труба для отвода паров из корпуса; 8- смотровое стекло; 9- змеевик.
К способам конвективной сушки интенсифицированным теплообменом относятся сушка распылением и сушка в кипящем слое.
Распылительная сушка (рис 5.) применяется для производства сухих порошковых продуктов/161/. В настоящее время сушка распылением применяется только для жидких сред. Ее преимущество заключается в мгновенном удалении влаги и сравнительно невысокой температуре высушиваемого материала, что позволяет получить продукт хорошего качества.
Рисунок 5- Сушильная установка с распылительным диском 1- сушильная камера; 2- вентилятор; 3- электродвигатель с редуктором; 4-распыляющий диск; 5- скребки; 6- разгрузочный шнек; 7- рукавные фильтры; 8- привод к скребкам и шнеку; 9- механизм для встряхивания рукавных фильтров.
Недостатком распылительной сушки являются нерациональное использование объема сушильной камеры и повышенный расход тепла.
Сушка в кипящем слое характеризуется непрерывным хаотическим движением частиц в ограниченном объеме. Отличительными особенностями кипящего слоя является интенсивное движение и перемещение частиц, максимальная поверхность испарения, малое гидравлическое сопротивление слоя, равномерный нагрев материала. Все это приводит к интенсификации процесса сушки материалов/10/.
Вибросушилки позволяют перемещать сыпучий материал и переводить его в псевдоожижсиное состояние. Они могут работать при атмосферном
давлении или под вакуумом, а по конструктивному исполнению быть горизонтальными или вертикальными.
В нашей стране освоен способ сушки пастообразных и жидких сред на инертных носителях в состоянии псевдоожижения, который позволяет получать удовлетворительный по качеству продукт для функционального питания/105,109/,
Для обработки термолабильного водного и растительного сырья
используют сушку термоіізпучепием — невидимыми инфракрасными лучами,
v* которые отличаются от лучей видимой области спектра только длиной волн:
у инфракрасных - 0,77^340 мкм, у видимых - 0,38-^0,76 мкм. Максимальная длина волны излучения определяется уравнением для черного тела согласно закону Вина:
С повышением температуры излучателя максимум излучения смещается в сторону более коротких волн. Для сушки рыборастительных материалов можно также использовать коротковолновые инфракрасные лучи (ИКЛ) с длиной волны около 1,6 — 2,2 мкм. При сушке ИКЛ к материалу подводится тепловой поток в несколько десятков (от 30 до 70) раз мощнее, чем при конвективной сушке.
Скорость сушки инфракрасными лучами увеличивается по сравнению с конвективной, но не пропорционально увеличению теплового потока. Сушка плодов и овощей ИКЛ проходит быстрее по сравнению с методами конвективной сушки на 25-45%. Это объясняется тем, что скорость сушки зависит не столько от скорости передачи тепла, сколько от скорости перемещения влаги внутри материала. Для сохранения высоких химико-технологических показателей высушенного продукта применение мощных потоков ИКЛ не рекомендуется.
При терморадиационном энергоподводе создаются условия для
\* интенсификации внутреннего массопсреиоса за счет термовлагопроводности.
І*
Сушка токами высокой частоты (ТВЧ) с частотой от 10 до 1000 МГц осуществляется путем помещения органического материала между обмотками конденсатора, к которым подается электрический ток высокой частоты (рисунок б). Растительные пищевые продукты представляют собой диэлектрики, имеющие некоторую проводимость, т. е, обладают свойствами полупроводников. Б состав органических материалов входят ионы электролитов, электроны, полярные и неполярные молекулы диэлектриков. Под действием переменного электрического поля высокой частоты происходит регулируемый нагрев материала. В электрическом поле высокой частоты нагрев частиц органического материала происходит за доли
секунды.
*>
\8ыпр*митсяъ [—СЭ
L*
Рисунок 6- Схема двухъярусной ленточной сушильной установки токами высокой частоты
Преимущества сушки СВЧ по сравнению с конвективной и контактной состоят в возможности регулирования и поддержания определенной температуры материала и стационарности процесса. Однако, большие затраты электроэнергии, сложная конструкция оборудования, повышенные
требования техники безопасности, ограничивают применение токов высокой частоты для удаления влаги из пищевого сырья.
Вакуумная сушка - сушка под вакуумом при остаточном давлении выше 1,33 кПа применяется с целью сохранения качества готового продукта, так как процесс происходит при более низкой температуре, чем в условиях атмосферного давления. При вакуумной сушке скорость испарения влага повышается, так как скорость удаления влаги пропорциональна разности давлений водяного пара у поверхности материала и в окружающем пространстве. Высока экономичность процесса из-за отсутствия потерь тепла с уходящим воздухом. Тепло для испарения влаги при вакуумной сушке передается, чаще всего, контактным способом, реже инфракрасными лучами /96/.
Интенсификация условий сублимационной сушки, возможно только в условиях глубокого вакуума при значительном подводе теплоты (рис 7)/145/.
Рисунок 7 - Вакуумная сублимационная сушильная установка
I- сублиматор с греющими плитами и противнями для продуктов; 2-конденсатор-вымораживатель паров из сублиматора-испарителя холодильной установки; 3- вакуумный насос с электродвигателем; 4-компрессор холодильной установки с электродвигателем; 5- трубчатый элементный конденсатор холодильной установки; 6- аммиачный ресивер; 7-бак для горячей воды с электронасосами для оттаивания льда в конденсаторе и сублиматоре; 8- сепаратор влаги.
При этом методе, отсутствует контакт сырья с кислородом воздуха. Основное количество влаги (75-90%) из сырья удаляется путем сублимации льда при отрицательной температуре продукта, и только удаление остаточной влаги происходит при пагреве пищевого сырья до 40 - 60 С /5,11 \L На практике установлено сохранение целевых свойств рыборастительного сырья, имеющего незначительную усадку и привлекательные органолептические характеристики при применение вакуумной сублимационной сушки. Таким образом, в отношении сохранения качества, сублимационная сушка является наиболее рациональной из всех способов, но очень дорогостоящей /95,128/,
Сравнительный анализ способов удаления влаги и конструктивных особенностей сушильных установок убедил нас в целесообразности использования комбинированного метода физического теплового воздействия на рыбное и растительное сырье - вакуумной инфракрасной сушки, позволяющей максимально сохранить ценные компоненты химического состава исходного сырья и, в то же время, незначительно повышать себестоимость готовой продукции.
1.5 Заключение
Резюмируя приведенные в первой главе литературные сведения, следует подчеркнуть, что функциональные нарушения, развивающиеся в организме пожилого человека, требуют более заботливого отношения к питанию. Сегодня» питание людей старших возрастов по многочисленным причинам существенно противоречит научно обоснованным нормам и рекомендациям. Непременным условием поддержания нормального функционирования организма людей пожилого и преклонного возраста является сбалансированное питание. На решение данной социальной проблемы нацелены многочисленные исследования геронтологов, физиологов, гигиенистов-
Можно констатировать, что ассортимент специализированных продуктов питания для такой большой социально-возрастной группы как пожилые и престарелые люди, весьма ограничен и представлен в основном продуктами на мясной, зерновой и молочной основе.
В этой связи разработка технологии производства геродиетических продуктов на рыборастительной основе является весьма актуальной проблемой науки о питании, способствующей становлению нового промышленного направления.
Весьма важным аспектом в решении указанной проблемы является обоснование технологических решений, направленных на создание эффективных способов обработки сырья растительного и животного происхождения, В частности, организация щадящей тепловой обработки -ключевой момент технологии производства сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения.
Для достижения ранее намеченной цели предусмотрено решение следующих задач:
теоретически и экспериментально обосновать выбор способа сушки исходного сырья геродиетических продуктов, с учетом предъявляемых к ним требований;
установить оптимальные режимные параметры и апробировать в опытно-промышленных условиях щадящую технологию вакуумной ИК -сушки термолабильного сырья;
сформулировать принципы конструирования сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения с формализацией целей и задач, критериев, условий и ограничений;
разработать и обосновать рецептуры и технологию получения новых видов сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения;
провести комплексные исследования качества и безопасности новых видов сухих геродиетических продуктов;
провести опытно-промышленную апробацию разработанной технологии и оценить экономическую эффективность предложенных технических решений;
оценить изменение качественных показателей новых видов сухих рыборастительиых продуктов геродиетического назначения в процессе хранения;
разработать технические документы на новые виды сухих геродиетических продуктов.
Обзор существующих способов производства продуктов для людей пожилого и преклонного возраста
Разработана композиция для производства мясных консервов функционального питания, включающая свинину полужирную и другое мясное сырье» белковый обогатитель, токоферолы, каротиноиды, соль поваренную и воду, отличающуюся тем, что она дополнительно содержит селенат натрня, муку пшеничную и перец черный, при этом в качестве другого мясного сырья использована говядина 1 сорта, в качестве каротиноида - р - каротин, а в качестве белкового обогатителя — соевый белковый концентрат или изолят гидратированные /89/.
В настоящее время весьма перспективно применение субпродуктов в технологии производства мясных изделий специального назначения /18/. Так, например, разработаны рецептуры мясных изделий с использованием говяжьего сердца. Максимальный уровень введения сердца 25 %. Разработанные продукты рекомендованы для питания людей пожилого и преклонного возраста/137-142, 146,149,150,152/. Предложены оригинальные технологические приемы предварительной обработки и модификации функциональных свойств субпродуктов 2-й категории, которые позволили применять данное сырье как основу для производства паштетов профилактического назначения /61/. В качестве компонентов для получения модифицированных композиций использовали овощи (свеклу, тыкву, морковь) и муку из бобовых культур (чечевицы и гороха). Описан способ производства мясных паштетов, включающих печень, плазму крови и коллагенсодержащее сырье, содержащее ионы кальция, отличающийся тем, что печень используют в сыром виде после предварительного посола и измельчения на куттсре, В качестве коллагенсодержащего сырья, используют говяжье вымя. В процессе приготовления паштетной массы в куттер вводят соевые изолированные белки в количестве 2-4 % к массе сырья /122Д23/. Предлагается способ приготовления фарша для паштета, , предусматривающий поджаривание лука репчатого и моркови до полуготовности, добавление шпика нарезанной говяжьей печени, введение сливочного масла, перемешивание ингредиентов, гомогенизацию полученной массы при касательных напряжениях 250 Па. Между стадиями перемешивания и гомогенизации вводят суспензию соевую пищевую, предпочтительно подогретую до 85-95 С- Компоненты берут в следующем соотношении, %: печень говяжья- 48-52; шпик- 6-8; морковь- 3-5; лук 4-6; суспензия соевая пищевая- 28-30; масло сливочное - остальное.
Представляет интерес композиция мясорастительного продукта для функционального питания, включающая субпродукты птицы (печень, сердце, желудок), подвергнутые тепловой обработке, жир куриный топленый и растительный компонент. В качестве растительного компонента используются грибы бланшированные и крупа перловая отварная или мука пшеничная. При этом компоненты взяты в следующем соотношении (%): субпродукты бланшированные - 56-70; грибы бланшированные 18-25; крупа перловая отварная или мука пшеничная - 2-4; жир куриный топленый - 10-15, Композиция может дополнительно содержать следующие компоненты (кг на 100 кг основных ингредиентов): соль поваренная пищевая - 1,0-1,5; перец душистый молотый - 0,1-0,15; бульон грибной или мясной - 15-20- По основным пищевым веществам готовые изделия отвечают современным медико-биологическим требованиям (соотношение белка и жира, белка и углеводов, содержание железа и т.п.) /87/.
1 Предлагается для внедрения оригинальная рецептура мясной пасты для намазывания на хлеб /143/. В пасту вводят легкий гидролизат коллагена и некоторые овощи- В результате получают продукт низкой калорийности. Состав такой пасты следующие (%): картофель - 13,3; спаржа — 26,6; лук — 5,2; продукт Gelita-Collagel - 2,8; мясная часть - свинина - 27,7; зелень — 6,6; бульон - 17,8 100 г такой композиции имеет энергетическую ценность 114 ккал (479 кДж). Коллективом авторов на основе применения инструмента линейного программирования разработана рецептура паштета, включающая мясо птицы механической обвалки и субпродукты - легкие, вымя, селезенка, мясо свиных голов, путовый сустав, сухое обезжиренное молоко, яичный порошок, шалфейное масло /144/,
Анализ жирнокислотного состава показал, что в липидах паштета содержится 12,5 % поли ненасыщенных жирных кислот, 38,11 % насыщенных жирных кислот, 49,4 % мононенасыщенных жирных кислот. При этом их соотношение приближено к оптимальному (ПНЖК - 10 %, НЖК - 30 %, МНЖК-60%).
Методы математического планирования и математической статистики
Массовую долю кальция установили по методике Института питания АМН РФ. Сущность метода заключается в сухой минерализации пробы при 450С, растворении золы и дальнейшем титрованием раствора золы раствором Трилона Б в присутствии индикатора кислотного хромового темно-синего, В щелочной среде (рН 12-13,5) образуются малодиссоциированные комплексные соединения катионов кальция с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б).
Содержание железа, меди, цинка, кадмия, свинца, марганца, магния определяли атомно-абсорбционным методом на атомно-абсорционном спектрометре AAS Метод основан на распылении минерализата испытуемой пробы в воздушно-ацетиленовом пламени. Металлы, находящиеся в растворе менерализата, попадая на пламя, переходят в атомное состояние. Величина адсорбции света с длиной волны, соответствующей резонансной линии, пропорциональна значению концентрации металла в испытуемой пробе.
Аминокислотный скор, определяли путем сравнения аминокислотного состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот идеального гипотетического белка, В настоящее время с рекомендуемым аминокислотным составом идеального белка шкалы ФАО/ВОЗ в идеальном или стандартном белке аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты принимают за 1.00. Скорость переваривания белков в желудочно-кишечном тракте протеолитическими ферментами является одним из основных показателей, определяющих биологическую ценность пищевых продуктов. Результаты определения переваримости белков пищеварительными ферментами in vitro дают возможность предвидеть степень утилизации белков организмом.
Метод заключается в последовательном воздействии на белковые вещества исследуемого объекта системой протеиназ, состоящей из пепсина и трипсина, при непрерывном удалении из сферы реакции продуктов гидролиза диализом. Указанный метод в известной степени имитирует условия, имеющиеся в организме. Гидролиз проводили в специальном приборе, состоящем из наружного и внутреннего сосудов, разделенных полупроницаемой мембраной. Во внутренний сосуд помещали стеклянную мешалку, вращаемую электромоторчиком. Такая конструкция прибора обеспечивает непрерывное перемешивание ферментируемой массы и диализ продуктов гидролиза.
Навеску продукта, содержащего около 150 мг белка, помещали во внутренний сосуд, куда добавляли 15 см 0,02 моль/дм раствора соляной кислоты с рН=1,2, В наружный стакан вводили 60 см3 той же кислоты. Для соблюдения изотонии внутренний сосуд вставляли в наружный так, чтобы мембрана погружалась в раствор при условии равенства жидкостей во внутреннем и наружном сосудах. Пробы инкубировали в водяной бане при температуре 37С в течение 15 минут при перемешивании, а затем во внутренний стакан добавляли 15 мг кристаллического пепсина (концентрация фермента 1 мг/см т что соответствует средней пробе его концентрации в желудке). Ферментацию проводили при постоянном перемешивании в течение 4 часов.
После ферментации содержимое внутреннего стакана нейтрализовали 5 моль/дм3 раствором гидроксида натрия, а затем добавляли 10 см3 би карбонати о го буфера с рН=8,2-8,6. Содержимое внешнего стакана заменяли также бикарбонатным буфером. При этом жидкость обоих сосудов должна находиться на одном уровне. После термостатирования при температуре 37 С в течение 15 минут во внутренний стакан вносили 15 мг кристаллического трипсина и проводили ферментацию в течение 4 часов. По окончании ферментации содержимое внутреннего стакана подвергают диализу в отношении дистиллированной воды,
О степени перевари ваемости белков судят по разности между количеством белка, взятого на переваривание, и оставшимся количеством протеина после последовательной обработки навески продукта пепсином и трипсином. Накопление продуктов гидролиза определяют по цветной реакции Лоури и выражают в условных единицах (мкгтризина на 1 г сухого вещества).
Под биологической ценностью понимают степень удерживания азота, поступающего с пищей, в растущем организме или эффективность его утилизации при поддерживании азотистого равновесия в организме, которая зависит от аминокислотного состава белков и их структурных особенностей.
Определение биологической ценности белков может производиться различными методами, в основе которых лежит либо установление скорости роста организма, либо определение степени ретенции азота в организме, либо контроль азотистого баланса и способность к регенерации тканей.
Экспериментальное определение относительной биологической ценности белковых веществ может быть проведено не только на высших животных, но и на различных микроорганизмах. Одним из таких микроорганизмов является реснитчатая инфузория Tetrahimena pyriformis /41/.
Совершенствование технологии удаления влаги из термолабильного (растительного и животного) сырья
В этом разделе представлены исследования в области совершенствования технологии удаления влаги из термолабильного сырья путем применения "щадящих" режимов сушки. Задачей научного обоснования щадящей технологии сушки сырья растительного и животного происхождения является разработка алгоритмов и методик управления процессами, протекающими в исследуемом материале, с целью получения продукта высокого качества с требуемыми органолептическими, физико-химическими и биохимическими характеристиками.
Несмотря на различия свойств сырья растительного и животного происхождения, обусловленных их природой, в теории сушки они рассматриваются, как коллоидные капиллярно-пористые материалы» обладающие термолабильностью и значительной влагоинерционностью. Для них характерен быстрый нагрев до предельных температур при сравнительно малой влагоотдаче.
Анализ существующих способов сушки пищевых продуктов (п. 1.4) предварительно показал, что весьма эффективным и приоритетным направлением в области удаления влаги из термолабильного сырья растительного и животного происхождения является комбинированный способ удаления влаги.
С целью выбора рационального способа сушки для термолабильного сырья изучено воздействие температуры, продолжительности и условий процесса на органолептические, физико-химические, биохимические характеристики исходного продукта.
С целью изучить и обосновать применение щадящих режимов сушки термолабильного сырья использовались две экспериментальные сушильные установки. Для проведения эксперимента были заданы диапазоны параметров процесса удаления влаги: плотность лучистого потока - от 1,2 до 12 кВт/м2, температура процесса 35-65С, при глубине вакуума 1,99 104 Па и скорости движения воздуха- 0 3-0,8 м/с.
Предварительно подготовленную смесь рыбного фарша и овощей помещали в сушильные установки, при установившихся режимах процесса. Сушили до влажности 11-12%. Эксперименты проводили с варьированием указанных параметров. Полученные сухие смеси исследовали на предмет биохимических изменений, происшедших в продукте.
Анализируя результаты эксперимента, выяснили, что продукт, высушенный конвективным инфракрасным способом, при температуре 65С содержит лизина на 12- 24% меньше, чем в исходном сырье, в то время как при вакуумной ИК - сушке эти потери при той же температуре, составляли 3-6 %. Установлено, что влияние высоких температур и воздействие кислорода воздуха в процессе сушки сказываются отрицательно на лизин, лейцин, изолейцин, треонин, на остальные незаменимые аминокислоты температура не оказывала заметного влияния.
На изменения аминокислотного состава в процессе сушки оказывает влияние присутствие липидов, содержащихся в сырье, вследствие образования белково-липидных комплексов, снижающих биологическую ценность продукта и доступность пищевых субстратов для воздействия ферментов.
По результатам исследований наблюдали в конечном продукте (сушенном) изменение содержания липидов. Для конвективного способа содержание неокислившегося жира составило 12,3% (в исходном сырье-16,7%), а для вакуумной ИК - сушки содержание неокислившегося жира было значительно выше и составило 14,5-15,1%, Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод о снижении вероятности образования липидно-белковых комплексов и потерь аминокислотного и жирнокислотного составов при вакуумной ИК- сушке.
Как видно из прел ставленной графической зависимости, отражающей изменения потерь витамина С, при инфракрасном нагреве можно заключить, 4-і о, термолабидьпьш витамин С при условиях температура 5 5 С и продолжительность 45 минут ироизойдеї снижение содержание витамина О и потери составят 33-45%. Проанализировав и обобщив выше приведенные результаты исследований, можно сделать вывод, что вакуумная ИК - сушка позволяет снизить степень деградации биохимического состава в процессе удаления влаги из сырья растительного и животного происхождения, создавая щадящие условия процесса.
Комплексная оценка качества сухих рыборастительных продуктов
В комплекс показателей, характеризующих качество продуктов геродиетического назначения, входят следующие данные: - общехимический состав, характеризуемый массовыми долями влаги, белка, липидов, углеводов и золы; - аминокислотный состав белков; - жирнокислотный состав липидов; - показатели безопасности; - относительная биологическая ценность; - органолептическая оценка.
Для корректировки жирнокислотного состава, в готовый к употреблению гсродиетический продукт (в растворенном состоянии) вносят дополнительные жиросодержащие (сливочное и оливковое масла). Внесение этих ингредиентов на стадии приготовления связано с высоким содержанием в них МНЖК и ПНЖК, предрасположенных к окислительной порче.
Микробиологический и токсикологический контроль геродиетических продуктов осуществлялся сертифицированным Испытательным центром пищевой и сельскохозяйственной продукции Тихорецкого мясокомбината.
Сухие пищеконцентраты представляют собой рассыпчатый продукт без плотных и рассыпающихся при надавливании комков, от светло-золотистого до светло-красного цвета. Вкус и запах свойственный данному виду продукта с ароматом овощей без постороннего привкуса и запаха.
Анализ данных химического состава сухих геродиетических продуктов (табл, 25) показал, что суммарная сбалансированность незаменимых аминокислот в белке разработанных продуктов геродиетического назначения соответствует статистически обоснованному эталону.
Нормальное количество в белке сухих рыборастительных продуктов триптофана на фоне повышенного содержания его конкурентов (лейцина, изолейцина, фенилаланина и тирозина) предопределяет более выгодное для питання людей пожилого и преклонного возраста значение коэффициента аминокислотного соответствия-Результаты исследований перевариваемое сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения представлены в табл. 25,
Как следует из приведенных данных, суммарная переваримость белка разработанных геродиетических рыборастительных продуктов ферментами желудочно-кишечного тракта достигает 23,6 — 24,75 мг тирозина / г белка, что свидетельствует о высокой степени усвоения белкового компонента данных продуктов, в % к тирозину это составляет 77,4-81,2.
Оценка усвояемости белков геродиетических продуктов проводилась также посредством микробиологических тестов- В качестве тест-объекта использовали реснитчатую инфузорию Tetrahimena pyriformis W.
Для определения сроков годности выработанных сухих белковых продуктов исследования проводили согласно методических указаний МУ 4.2.727-99. В соответствии с требованиями, предъявляемыми к продуктам для геродиетического питания, сухие рыборастительные продукты закладывались на хранение при температуре 20-25 С с и относительной влажности воздуха 75-80%, Изучение органолептических показателей, безопасности и пищевой ценности вели через каждые 2 месяца хранения. Результаты исследований контрольного образца и опытного образца сухих белковых продуктов после 6 месяцев хранения представлены в табл. 26.
При изучении жирнокислотного состава в процессе хранения было отмечено увеличение насыщенных жирных кислот. Увеличение непредельных жирных кислот в процессе хранения было незначительно, т.к. данные жирные кислоты очень легко подвергались окислению. Кроме того. было выявлено накопление некоторых низкомолекулярных летучих жирных кислот (ЛЖК), влияющих на качество продукта при хранении (табл.28).
В ходе микробиологических исследований наблюдалось антиоксидантное и консервирующее действие глюконодельталактона (ГДЛ), что обусловлено строением молекулы ГДЛ. Во-первых, строение ГДЛ сходно со строением аскорбиновой кислоты, в связи с чем, ГДЛ проявляет сильное антиокислительное действие- Во-вторых, в водном растворе устанавливается баланс между глюконовой кислотой и дельта- и гамма-лактонами при достаточно низком рН. Подобные изменения в молекулярном строении благотворно влияют на запах и уникальные химические функции продукта.
При смешивании ГДЛ с водным раствором, вкус первоначально остается сладким, а потом медленно становится кислым. Окончательный вкус в водном растворе менее кислый, чем в других продуктах, содержащих кислоту. Такое химическое преобразование от лактона к кислоте позволяет использовать ГДЛ в пищевых продуктах. Таблица 29 - Изменение количества МАФАнМ в 1 г продукта в процессе хранения
Важным свойством ГДЛ является снижение показателя активности воды (Aw). Значение показателя активности воды сухих геродиетических продуктов находится в диапазоне 0,81-0,86. При этих условиях подавляется жизнедеятельность основных видов бактерий, составляющих первичную обсемененность- По содержанию токсичных элементов, хлорорганических пестицидов и радионуклидов контрольный и опытный образцы соответствуют СанПиН 2.3.2 Л 078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».
При дегустации сухих белковых продуктов после 8 месяцев хранения было отмечено появление постороннего запаха не свойственного данным продуктам, поэтому срок годности сухих геродиетических продуктов ограничили 6 месяцами.
