Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы 11
Качество макаронных изделий 11
Генетические особенности зерна твердой и мягкой пшеницы
Методы идентификации зерна мягкой пшеницы в мировой практике
Пищевая ценность макаронных изделий. 33
Оценка пищевой и биологической ценности 43
макаронных изделий
Заключение к обзору литературы 48
Объекты и методы исследований 51
Сырьё и материалы 51
Методы исследований 53
Методы исследования свойств сырья 53
Методы изготовления макаронных изделий 53
Методы определения качества макаронных изделий 54
Специальные методы исследований 54
Методы идентификации макаронных изделий 54
1 Метод электрофореза 54
2 Метод определения экстрагируемого пальмитата (3- 58 ситостерола
3 Иммуноферментный метод по интенсивности окрашивания пятна на тест-полосках
Методика определения биодоступности макаронных 64
изделий на инфузориях Tetrahymena pyriformis
Метод математической обработки экспериментальных данных
Результаты исследований и их анализ 70
Мониторинг фальсификации групповой принадлежности макаронных изделий.
Исследование возможности применения существующих методов определения содержания мягкой пшеницы в муке для определения муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях, изготовленных при различных технологических параметрах
Разработка рациональных условий проведения испытаний, повышающих чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях
Исследование влияния крупности подготовленных макаронных изделий и длительности экстракции на количество экстрагируемого глиадина.
Исследование влияния крупности подготовленных макаронных изделий и длительности и температуры экстракции на количество экстрагируемого пальмитата р-ситостерола.
Изучение влияния технологических параметров 84
производства макаронных изделий на чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях при разработанных рациональных условиях проведения испытания
Заключение по разделам 3 Л - 3.4 90
Разработка метода определения биодоступности макаронных изделий на инфузориях Teterahymena pyriformis, с использованием имитации процесса пищеварения
1 Оптимизация состава среды для культивирования инфузорий
2 Разработка условий ферментации с целью имитации процесса пищеварения
Изучение влияния технологических параметров производства макаронных изделий на биодоступность макаронных изделий Заключение по разделам 3.5 и 3.6
Разработка системы контроля качества, нормативной и технической документации и обосновать социальную эффективность
Основные результаты и выводы 133
Список используемой литературы
- Методы идентификации зерна мягкой пшеницы в мировой практике
- Методы изготовления макаронных изделий
- Разработка рациональных условий проведения испытаний, повышающих чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях
- Разработка условий ферментации с целью имитации процесса пищеварения
Введение к работе
Актуальность работы. В соответствии с федеральным законом №29 «О качестве и безопасности пищевой продукции» качество пищевых продуктов – это совокупность характеристик пищевых продуктов, способных удовлетворять потребности человека в пище при обычных условиях их использования. Понятие качества макаронных изделий включает в себя не только оценку цвета, варочных свойств и безопасности, но и в соответствии с Техническим регламентом таможенного союза «Пищевая продукция в части ее маркировки» достоверность информации, вынесенной на этикетку для потребителя, и их биодоступность для организма человека. Проблема фальсификации макаронных изделий в части их групповой принадлежности существует во всем мире. За рубежом во многих странах законодательно запрещено использовать мягкую пшеницу при производстве макаронных изделий. Все зарубежные стандарты описывают методы контроля содержания примеси мягких пшениц в муке, исходя из того, что фальсификация макаронных изделий происходит на стадии подготовки муки. К этим нормативным актам относятся: президентский указ № 187 от 9 февраля 2001 (Италия); законодательный указ № 65 от 4 февраля 1993 (Италия); предписание по пищевым продуктам 817.02 от 1 марта 1995 г (Швейцария); ISO 8981:1993. В России вопросам фальсификации муки из твердой пшеницы посвящены работы Лазарева С.В. Мониторинг качества муки и макаронных изделий в России свидетельствует о том, что на российских предприятиях такая фальсификация чаще всего происходит непосредственно на макаронных предприятиях, что и вызвало необходимость адаптировать существующие методы определения содержания примеси мягкой пшеницы в муке для макаронных изделий. В соответствии с ГОСТ Р 51865 «Изделия макаронные. Общие технические условия» макаронные изделия вырабатываются 3-х групп: А – из муки твердых пшениц; Б – из муки мягких стекловидных пшениц; В – из хлебопекарной муки. При этом смешивание муки твердых, мягких стекловидных пшениц и хлебопекарной муки допускается только в том случае, когда это предусмотрено нормативной документацией на макаронные изделия, и на этикетку должна быть нанесена соответствующая маркировка.
Еще одним важным показателем качества макаронных изделий является их биодоступность после переваривания в желудочно-кишечном тракте. На сегодняшний день методы биологической оценки пищевых продуктов основаны на биологических, микробиологических исследованиях и химическом анализе. О чем свидетельствуют работы отечественных и зарубежных учёных Долгова В.А., Лавиной С.А., Черемных Е.Г., Davis K.R., Kostello L.G. К методу биологической оценки с помощью тест-организмов относится метод с использованием инфузорий Tetrahymena pyriformis. Он основан на водной экстракции пищевых веществ, с дальнейшим посевом инфузорий Tetrahymena pyriformis и регистрацией прироста культуры в течение заданного времени. Преимущества метода определения биодоступности с помощью инфузорий Tetrahymena pyriformis перед методами биологической оценки на высших животных заключаются в следующем:
более высокой интенсивности обмена веществ инфузорий;
возможности одновременной постановки большого количества проб;
простоте, низкой стоимости, компактности, отсутствие дорогостоящего оборудования и реактивов, возможности использования там, где нет условий проведения опытов на высших животных;
возможности использования данного метода не только в лабораториях, но и на производстве
Однако вышеуказанный метод учитывает только количество водорастворимой и частично солерастворимой фракций белка, которые свободно переходят в экстракт, и не учитывает особенности переваривания пищевого продукта в желудочно-кишечном тракте.
Методам оценки цвета, варочных свойств и безопасности макаронных изделий посвящено много работ. А проведенный обзор литературы свидетельствует о том, что тема разработки методов контроля качества и биодоступности макаронных изделий является достаточно актуальной и мало исследованной.
Цель исследований. Усовершенствовать методы контроля качества и биодоступности макаронных изделий с учетом технологических параметров производства.
В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи:
Провести мониторинг фальсификации групповой принадлежности макаронных изделий.
исследовать возможность применения существующих методов определения содержания мягкой пшеницы в муке для определения муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях, изготовленных при различных технологических параметрах;
разработать рациональные условия проведения испытаний, повышающие чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях;
изучить влияние технологических параметров производства макаронных изделий на чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях при разработанных рациональных условиях проведения испытания;
разработать метод определения биодоступности макаронных изделий на инфузориях Teterahymena pyriformis, используя имитацию процесса пищеварения;
изучить влияние технологических параметров производства на биодоступность макаронных изделий;
разработать схему контроля качества макаронных изделий, нормативную и техническую документацию.
Научные положения, выносимые на защиту.
-
Усовершенствованный метод определения мягкой пшеницы в муке, позволяющий определить муку мягкой пшеницы в макаронных изделиях и обеспечивающий точность на уровне не менее 3% при различных технологических режимах производства.
-
Метод определения биодоступности макаронных изделий, который позволяет оценить переваривание макаронных изделий в желудочно-кишечном тракте, предусматривающий использование оптимизированной среды культивирования инфузорий, повышающей их устойчивость к действию токсикантов, а так же выращивание инфузорий в лунках в течение 24 часов.
-
Возможность изменения биодоступности макаронных изделий путем регулирования технологических параметров производства.
Научная концепция. Основой научного решения проблемы совершенствования методов контроля качества макаронных изделий послужила адаптация существующих методов определения содержания мягкой пшеницы в муке для макаронных изделий, основанная на более полном извлечении глиадина и пальмитата -ситостерола и сохранении чувствительности методов на уровне 3% при различных температурах сушки, а так же разработка метода определения биодоступности макаронных изделий, основанного на определении коэффициента прироста инфузорий на макаронных изделиях, прошедших процесс ферментации, имитирующий процесс пищеварения в желудочно-кишечном тракте.
Научная новизна. Экспериментально обоснована возможность применения существующих методов определения содержания мягкой пшеницы в муке для определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях при разработке рациональных условий проведения испытаний, заключающихся в повышении чувствительности методов.
Установлены параметры проведения методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях, высушенных при различных температурах, обеспечивающие максимальное извлечение глиадина и пальмитата -ситостерола, а именно: крупность размолотой пробы в размере не более 250 мкм, длительность экстракции глиадина в течение 30 мин и пальмитата -ситостерола в течение не менее 24 часов.
Выявлено повышение содержания водорастворимого белка и экстрактивных веществ в макаронных изделиях при воздействии пищеварительных ферментов пепсина и панкреатина, приводящее к росту биодоступности макаронных изделий.
Установлено увеличение содержания экстрактивных веществ в макаронных изделиях при повышении температуры сушки, приводящее к росту биодоступности макаронных изделий, подтвержденное на макаронных изделиях различных групп и различного химического состава.
Практическая значимость. Разработаны ГОСТ Р 52810-2007 «Изделия макаронные. Методы идентификации», ГОСТ 31750-2012 «Изделия макаронные. Методы идентификации». Подготовлена для проведения аттестации методика определения биодоступности макаронных изделий и подана заявка на изобретение
№ 2012012044/26 «Способ оценки усвояемости зерна и продуктов его переработки» от 28.09.2012.
Результаты работы апробированы и внедрены на следующих предприятиях: ОАО «Омская макаронная фабрика» (г. Омск); ОАО «Кормиловская мельница» (п.г.т. Кормиловка, Омская обл.), ООО «Макарон - Сервис» (г. Москва).
Апробация результатов работы. Результаты работы доложены на: круглом столе «Инновационные технологии для производства продуктов питания функционального назначения» (г. Москва 2012); IV международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2010 г.), международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Управление инновациями в торговле и общественном питании» (г. Кемерово, 2010 г.); 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (г. Москва, 2006 г.).
Материалы, вошедшие в диссертацию, использованы при чтении лекций на курсах повышения квалификации экспертов Регистра Системы Сертификации Персонала Росстандарта и при подготовке специалистов и бакалавров по профилю: «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных трудов, в том числе 5 в рецензируемых журналах, подана 1 заявка на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их анализа, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 61 рисунок. Список литературы включает 207 наименований, в том числе 100 иностранных источников. В приложении приведены разработанные при участии автора национальный и межгосударственный стандарты, методические рекомендации, протоколы испытательной лаборатории и межлабораторных испытаний, подтверждающие практическое использование результатов исследований.
Материалы диссертационной работы являются обобщением научных исследований, проведенных с 2005 по 2012 годы лично автором и/или при его непосредственном участии в качестве руководителя или ответственного исполнителя.
Методы идентификации зерна мягкой пшеницы в мировой практике
Большое влияние на цвет макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц оказывает действие фермента липоксигеназы [7, 23, 63, 75, 109]. В процессе производства макаронных изделий липоксигеназа в присутствии кислорода воздуха окисляет каротиноиды муки. В результате продукт обесцвечивается и получается с меньшей желтизной и приобретает темно-коричневый или серый оттенок, что портит его товарный вид. Так как липоксигеназа является ферментом окислительного действия, ее активность можно значительно снизить замесом теста в вакууме, быстрым воздействием очень высокой температуры, повышением кислотности и воздействием восстановителей [3, 117, 127, 134, 135, 140, 206, 207].
Появление коричневого тона в цвете макаронных изделий может быть связано с высоким содержанием ионов меди, активностью полифенолоксидазы, значительным содержанием тирозина и свободных Сахаров, а также реакцией Майяра [142, 144, 154, 159, 173]. Проведенные исследования водных вытяжек крупок, дающих изделия нормального (желтого или кремового) и коричневого цвета показали, что коричневые пигменты крупок и продукты окисления тирозиназы и реакции Майяра имеют разные спектры поглощения. Коричневый пигмент имеет максимум поглощения при длине волны 400 нм, и второй максимум, типичный для белковых веществ - в пределах 280 нм. Общее содержание белка в пигментах, выделенных из крупок, оказалось около 70%. В крупках, изделия из который имеют коричневый цвет, обнаружено высокое содержание меди, ее во много раз меньшее в крупках нормального качества, из которых вырабатываются изделия белого или кремового цвета. Анализ белковой фракции выделенного пигмента показал высокое содержание в нем аминокислот лизина, гистидина и аргинина [173].
Еще один важный показатель качества макаронных изделий - варочные свойства. В стандартах зарубежных стран существует несколько временных интервалов варки макаронных изделий: варка до готовности, оптимальное время варки и переварка макаронных изделий (после оптимального времени варки макаронные изделия дополнительно варятся еще 11 минут). [172, 174]. Однако, независимо от того, сколько по времени продолжается варка, макаронные изделия с хорошими варочными свойствами должны сохранять форму, упругую консистенцию при разжевывании, не слипаться между собой, не вязнуть на зубах; варочная вода должна быть прозрачной варочную воду без хлопьевидного осадка [23, 176, 182, 183, 185, 191].
Варка макаронных изделий является сложным процессом (если его рассматривать с точки зрения коллоидных превращений) и состоит из нескольких стадий, которые схематически можно представить в следующем виде: проникновение молекул воды внутрь пористой микроструктуры изделий с последующим поглощением их основными составляющими макаронного теста — клейковиной и крахмалом; клейстеризация крахмала и денатурация белков под воздействием тепловой обработки. [203, 204].
В работах [186, 188, 192, 194] изучена связь между количеством клейковины и качеством макаронных изделий. Анализ изменения варочных свойств макаронных изделий, изготовленных из муки с различным содержанием клейковины, показал, что при изменении содержания клейковины от 28 до 40% значительных изменений варочных свойств не происходит. При содержании клейковины менее 28% увеличивался переход сухих веществ варочную воду, снижалась прочность сваренных изделий и возрастала их липкость [23].
Рисмини в своих работах [185, 186] показал, что реологические свойства сваренных макаронных изделий обусловлены способностью клейковинных белков заключать в структурную решетку гранулы крахмала. Эта решетка образуется в результате связывания белков между собой дисульфидными, водородными, гидрофобными и ионными связями. Чем меньше клейковины, окружающей гранулы крахмала, тем легче к ним проникает вода, что способствует их интенсивному набуханию. При этом, чем интенсивнее процесс набухания и клейстеризации крахмала и чем скорее он опережает процесс коагуляции белков, тем в большей степени будет затруднена фиксация белковой решетки. Быстро сформированная белковая решетка вызывает закупоривание крахмальных гранул во время клейстеризации и препятствует переходу их в варочную воду [10, 17, 19, 28, 29, 45, 77].
Существует мнение, что варочные свойства макаронных изделий из твердой и мягкой пшеницы отличаются, что макаронные изделия обладают более жесткой консистенцией по сравнению с макаронными изделиями из муки мягкой пшеницы. Но как показал опыт работы при наличии высокотехнологичного оборудования и соблюдении технологических режимов производства по варочным свойствам очень сложно отличить макаронные изделия из мягкой пшеницы от макаронных изделий из твердой пшеницы. Работы [27, 55, 141, 143] показывают, что ухудшение варочных свойств изделий возрастает при наличии в муке механически разрушенных в результате помола гранул крахмала. Присутствие разрушенных гранул крахмала обусловливает липкость поверхности, образование комьев. Однако крахмал твердой пшеницы не оказывает существенного негативного влияния на варочные характеристики изделий. В процессе помола зерна гранулы крахмала не разрушаются и сохраняют свою первоначальную структуру.
Последний, традиционно рассматриваемый показатель качества макаронных изделий - это безопасность. Безопасность макаронных изделий определяется в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078 и она в свою очередь влияет на длительность хранения макаронных изделий. Срок годности - период, в течение которого пищевой продукт остается безопасным, надежно сохраняет свои характеристики и соответствует приведенным на этикетке сведениям о пищевой ценности при хранении в рекомендованных условиях.
Методы изготовления макаронных изделий
В последние годы важное значение приобретает разработка новых подходов оценки потребностей в пищевых веществах и энергии, а так же методов определения макро - и микронутриентов, биологической и пищевой ценности продуктов питания, в том числе и для детей. Об этом свидетельствуют работы HammesW. Р. [121, 145].
При определении биологической ценности необходимо помнить, что эта величина находится в прямой зависимости от потребности организма в белке. Поэтому, в первую очередь, необходимо определить биологическую ценность белка используемого продукта. Таким образом, биологическая ценность белка определяется его качеством, в первую очередь аминокислотным составом и скоростью расщепления белка протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. По данным ряда ученых Юрченко Н. А., Дудчик Н.В., Григорьева В.В., биологическая ценность зависит также от степени сбалансированности питания [14, 16, 107].
В своих статьях Усенко Е.В. [84] и др. считает, что важным показателем полноценности продуктов питания населения является относительная биологическая ценность, которая дает возможность оценить аминокислотный состав белкового компонента одного пищевого продукта относительно другого. При этом качество пищевого белка зависит от нескольких факторов, особенно, от состава аминокислот и биодоступности белка.
Метод оценки качества пищевого белка, рекомендованный Организацией ООН по продовольствию и сельскому хозяйству, Всемирной организацией здравоохранения (1985, 1990) основан на способности белка удовлетворять потребности в незаменимых аминокислотах [130]. Dryden М. J. и другими в качестве показателя была предложена скорректированная по аминокислотному составу оценка усвояемости белка (PD - CAAS), которая учитывает и состав незаменимых аминокислот, и усвояемость белка. Этот показатель может вполне использоваться повсеместно, однако, с учетом некоторых концептуальных и методологических ограничений, в частности, определения потребностей и в азоте, и в незаменимых аминокислотах, биодоступности пищевого белка [157, 158, 184, 205]. Они же рассматривают другой уровень оценки качества белка, который предполагает рассмотрение более специфичной активности, связанной с конкретными компонентами, являющиеся производными белка. К соединениям, ответственным за такую активность, относятся ферменты, иммуноглобулины и гормоноподобные вещества. Эта активность связана с нативными белками или пептидами, образующимися при расщеплении белка в процессе пищеварения.
Одним из широко применяемых методов биологической оценки пищевых продуктов является прирост массы тела крыс. Khopkar, P.P., Rege, D.V. проводили количественную оценку роста крыс и усовершенствовали ее, используя разные режимы питания крыс с разными уровнями содержания белка в течение 21 дня. Было разработано два способа [158, 187].
Первый способ основан на диетах, имеющих три разных содержания белка, и диете, не содержащей белка. При этом изменения веса наносятся на график в виде функции от употребления белка в пищу, и линия регрессии сравнивается с линией эталонного белка. Результатом является коэффициент чистой относительной эффективности белка (КЧОЭБ) или относительная питательная ценность (ОПЦ).
Во втором способе используется тот же самый принцип, однако он не включает диету без белка, и в нем устанавливается линия регрессии в зоне линейности между изменением веса и употреблением белка в пищу. Результаты всегда выражаются как процент по сравнению со значением эталонного белка и называются относительной ценностью белка (ОЦБ).
В работах [100, 149] отмечено, что критерии и методы, относящиеся к оценке стандартных потребностей в незаменимых аминокислотах, требуют изучения. При этом первоначальные значения потребностей, которые используются в исследованиях азотного баланса, в целом считаются не совсем достоверными. Кроме того, важным фактором оценки потребности организма в белках и других питательных веществах является доступность их для усвоения.
Во всем мире приходят к единому мнению [16, 21, 35, 36, 86, 88, 99, 100, 101], что биодоступность питательных веществ характеризуется усвоением пищевых веществ в процессе пищеварения и зависит от активности пищеварительных ферментов и строения расщепляемого пищевого вещества. Так, например, усвоение жира и углеводов не полностью развито у новорожденных в силу низкой активности эндогенной липазы и амилазы поджелудочной железы Ферменты, присутствующие в молоке человека не могут компенсировать эти пищеварительные функции. Молоко человека содержит амилазу, идентичную птиалину, и желчную липазу, которая также присутствует в молоке многих других видов. Этот фермент играет важную роль в усвоении жира новорожденных, находящихся на грудном вскармливании, благодаря своей способности полностью гидролизовать триглицериды и высвобождать LC - PUFA. В молочной смеси эта ферментная активность низкая, и нет данных о попытках включения в состав молочной смеси пищеварительных ферментов. Если бы такие попытки внесения добавок делались, то потребовалось бы предотвратить гидролиз питательных веществ в молоке с добавками [40, 102, 105, 128, 132]
В последнее время проводились исследования по поиску возможности проведения биологических тестов на простейших. В качестве такого простейшего тест - объекта была предложена одноклеточная животная модель Tetrahymena. Пригодность Tetrahymena в качестве альтернативы экспериментам на животных была предсказана благодаря ее благоприятным биологическим свойствам. Например, это самая быстрорастущая одноклеточная животная модель, гомогенная культура, требует низкие затраты на обслуживание; имеет двойной, самодостаточный режим питания, клетки можно выращивать монокультурой и в определенной химически среде, имеет большой размер клетки, не требующее усилий крупномасштабное фракционирование клеток, большой диапазон температуры для роста, хорошо определенный жизненный цикл, регулируемый развитием апоптоз и отслеживаемость для генетических исследований.
По данным Arndt К., Hofmann D., Gehre М., Krumbiegel P., Dryden M. J. Tetrahymena обладает высоким потенциалом в качестве подходящего экспериментального организма для широкого спектра функциональных, фармакологических, молекулярно - биологических, генетических и иммунотоксических исследований, позволяя использовать такие общие в исследованиях на животных показатели, как остановку роста, ингибирование респираторной и метаболической функции, кинетику и синтез конкретных молекул, а также их сочетание, например, ингибирование роста (LD50 - срединная летальная доза, LCso - срединная летальная концентрация), количественное определение активности ключевых ферментов (ID50 - срединная ингибирующая концентрация, IC50 - срединная ингибирующая концентрация) и т.д. Внушительное количество новых молекулярно - генетических технологий выдвигает Tetrahymena на передний край экспериментальных исследований in vivo функциональной геномики и дополняет богатство благоприятных биологических свойств [163, 164,203].
Разработка рациональных условий проведения испытаний, повышающих чувствительность методов определения содержания муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях
Во всем мире огромное внимание уделяется контролю качества макаронных изделий. При этом в понятие качества включается соответствие содержимого упаковки маркировке, нанесенной на этикетку. С установкой высокотехнологичного оборудования связаны участившие случаи фальсификации макаронных изделий, то есть, изготовление макаронных изделий из муки мягких пшениц и упаковывание их с маркировкой «Группа А». В мировой практике, особенно в таких странах как Италия и Франция, где изготовление макаронных изделий из мягкой муки запрещено, предусмотрен сквозной контроль фальсификации продукции. Так контроль фальсификации начинается с партий зерна на мельницах, затем происходит контроль фальсификации при приемке муки на макаронном предприятии и завершающий контроль - это определение примеси мягкой пшеницы в макаронных изделиях.
В настоящее время существует три метода определения наличия мягкой пшеницы. Это два качественных метода (электрофорез и иммуноферментный) и количественный, основанный на экстракции пальмитата (3- ситостерола. В период с 2004 по 2007 годы проводили мониторинг фальсификации макаронных изделий на предмет присутствия мягкой пшеницы в макаронных изделиях.
Для мониторинга использовали макаронные изделия, поступающие для исследований в испытательную лабораторию ООО «Макарон-Сервис», а также приобретенные в различных регионах России Рисунок 9 - Мониторинг фальсификации макаронных изделий на предмет присутствия мягкой пшеницы в макаронных изделиях в различных регионах (1 — Московский регион; 2 — Северо-западный; 3 — Южный федеральный округ; 5 — Уральский федеральный округ; 6 - Сибирский федеральный округ; 7 -Дальневосточный федеральный округ)
Вначале выделяли Регины, где в большей степени позиционируются макаронные изделия, изготовленные из твердой пшеницы. На рисунке 10 представлена диаграмма, которая иллюстрирует распределение объемов выработки макаронных изделий по Регинам российской Федерации на 2004-2012 года. Распределение объемов выработки макаронных изделий по регионам Российской Федерации Как видно на диаграмме на рисунке 10 больший процент макаронных изделий вырабатывается в Центральном федеральном округе (38%), Второе место занимает Уральский федеральный округ. В нем объем выработки составляет 24%. На третьем месте - Поволжский. Объем выработки в этом районе составляет 18,3%. И четвертое место занимает Сибирский Федеральный округ. В нем вырабатывают 14.4% от всего объема макаронных изделий. Незначительная доля макаронных изделий вырабатывается в дальневосточном и северо-западном Федеральных округах. При этом доля макаронных изделий из муки твердой пшеницы составляла 45-50%.
Далее отбирали макаронные изделия, позиционируемые как макаронные изделия «Группы А» и определяли в них наличие муки из мягкой пшеницы методами электрофореза, и при положительном анализе электрофореза определяли количественное содержание методом определения пальмитата (3-ситостерола.
Как показал анализ полученных экспериментальных данных только 60% макаронных изделий, промаркированных «Группа А» изготавливаются из 100% твердой пшеницы. 28% макаронных изделий, промаркированных «Группа А», содержат в своем составе до 15% мягкой пшеницы, что разрешается Российскими стандартами, а именно стандартом на зерно. И было выявлено 12% фальсифицированной продукции, т.е. с содержанием мягкой пшеницы в макаронных изделиях свыше 12 %. Таким образом, установлена целесообразность проведения контроля достоверности этикетной надписи и соблюдения технического регламента, национальных стандартов и федеральных законов.
Исследование возможности применения существующих методов определения содержания мягкой пшеницы в муке для определения муки мягкой пшеницы в макаронных изделиях, изготовленных при различных технологических параметрах
В настоящее время существует три метода определения мягкой пшеницы. Это два качественных метода (электрофорез и иммуноферментный) и количественный, основанный на экстракции пальмитата р-ситостерола. Однако все три метода были рекомендованы для определения примеси мягкой пшеницы в муке. В этой связи, задачей настоящего раздела явилось исследование чувствительности существующих методов по определению примеси мягкой пшеницы в макаронных изделиях. Для этого готовили смесь муки из мягкой и твердой пшеницы в соотношениях: 0:100; 3:97; 15:85; 25:75; 50:50; 75:25; 100:0. Макаронные изделия изготавливали из соответствующих смесей используя традиционные технологии изготовления (влажность теста 32%, температура воды, идущая на замес теста 45 С и температура сушки 60 С). Примесь мягкой пшеницы оценивали тремя способами: метод электрофореза (качественный); по содержанию пальмитата (3-ситостерола (количественный); иммуноферментным (качественный) по методикам, изложенным в разделах 2.2.10.1.1; 2.2.10.1.2; 2.2.10.1.3 соответственно.
О чувствительности методов судили по интенсивности окрашенности полос на электрофоретическом спектре, выраженной в баллах; по количеству экстрагируемого пальмитата Р-ситостерола, определенного по методике, изложенной в разделе 2.2.4.1.3, и по интенсивности окрашивания пятна на иммуноферментной тест-полоске. Интенсивность окрашивания глиадиновых маркеров электрофоретического спектра и пятна на иммуноферментной тест-полоске оценивали по пятибалльной системе.
Разработка условий ферментации с целью имитации процесса пищеварения
Приведенные выше методы определения биодоступности позволяют оценить биодоступность только содержащихся в продукте водорастворимых веществ. В то время как значительная часть питательных веществ (приблизительно 80% белка и подавляющее количество углеводов в виде крахмала) остается незадействованной, поскольку не учитывается процесса пищеварения, при котором в желудочно-кишечном тракте человека под воздеистваем ферментов из нерастворимых продуктов образуются водорастворимые усваиваемые питательные вещества.
Для имитации процесса пищеварения были отобраны ферменты: амилаза (для имитации расщепления пищи в ротовой полости), пепсин (для имитации расщепления пищи в желудке), панкреатин и липаза (в кишечнике) [1, 40,41,59,64,65,72,82,87, 106]
При этом, длительность и условия действия ферментов (рН) составляла: амилазы: масса навески 5 г, 500мл НгО, длительность ферментирования 60 мин при рН=7, инактивация при 90С, центрифугирование 15 мин при 3500об/мин [1] Пепсина: масса навески 5 г, 500мл Н2О, длительность ферментирования 60 мин при рН=2, инактивация при 80С, центрифугирование 15 мин при 3500об/мин [65] Панкреатина: масса навески 5 г, 500мл НгО, длительность ферментиро-вание 60 мин при при рН=8, инактивация при 80С, [64] центрифугирование 15мин при 3500об/мин Липазы: масса навески 5 г, 500мл НгО, длительность ферментирование 60 мин при при рН=8, инактивация при 80С, [41, 64] центрифугирование 15мин при 3500об/мин Для определения оптимального для роста инфузорий рН питательного экстракта определяли зависимость прироста инфузорий от рН среды. Для этого инфузорий помещали в фосфатные буферные растворы с различными рН. Тестирование проводили по методике приведенной на рисунке 39. Подсчет коэффициента роста вели через сутки. Результаты исследований приведены на рисунке 40.
На следующем этапе исследовали влияния ферментов пищеварительного тракта на изменение биодоступности макаронных изделий. Для приготовления экстракта 50г исследуемого продукта варили до готовности в 500 мл воды, сливали варочную воду, гомогенизировали одну десятую часть сваренного продукта в 300 мл воды, затем подвергали действию ферментов, доводили объем до 500 мл, инактивировали на водяной бане, охлаждали и цен трифугировали. При этом варьировали количество ферментов: Пепсина и панкреатина: 0; 5; 7,5; 10; 15; 30; 60 мг; Амилазы и панкреатина: 0; 15; 30; 50 и 100 мг; Липаза и панкреатин: 0; 15; 30; 50 и 100 мг. Результаты исследования приведены на рисунках 41-45. Сначала проводили сравнительный анализ действия ферментов. Пепсин, липаза и амилаза являются моноферментами и действуют только на один из типов питательных веществ: белки, жиры и углеводы (главным образом крахмал) соответственно. Панкреатин включает в свой состав и протеазу, и липазу, и амилазу, поэтому сравнение влияния ферментов на биодоступность проводили с панкреатином.
Как видно из данных, представленных на рисунке 41, предварительное ферментирование сваренных макаронных изделий и пепсином, и панкреатином значительно повышает коэффициент роста инфузорий, что свидетельствует о значительном вкладе их действия на повышение биодоступности
Данные, представленные на рисунке 42, иллюстрируют небольшой рост биодоступности продукта в случае действия амилазы, незначительный по сравнению с действием панкреатина. Действие липазы, показанное на рисунке 43, также очень незначительно в сравнении с действием панкреатина. Как видно из данных, представленных на рисунках 41-43 действие таких ферментов как амилаза и липаза не эффективно по сравнению с действием панкреатина, в то время как действие пепсина сравнимо с ним и даже превосходит его. Таким образом, для проведения дальнейших исследований нами были выбраны пепсин и панкреатин. Было отмечено, что более интенсивный рост инфузорий отмечался в случае последовательного воздействия на субстрат пепсином и панкреатином.
