Введение к работе
Актуальность проблемы. Концепция государственной политики в области здорового питания Населения Российской Федерации на период до 2005 г., утвержденная постановлением Правительства РФ от 10 августа 1998 г. №917, предусматривает разработку технологий производства качественно новых безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения. Такие продукты должны способствовать сохранению и укреплению здоровья, предупреждать заболевания, связанные с неправильным питанием и загрязненностью окружающей среды.
Ухудшение экологической обстановки и сравнительно низкий пищевой статус населения России предопределяет остроту проблемы расширения ассортимента функциональных продуктов питания.
Важное место в современной пищевой технологии принадлежит созданию пектиносодержащих пищевых изделий.
Фундаментальные исследования Г.Б. Аймухамедовой, 3. Дж. Ашубаевой, Л.В. Донченко, ИА. Ильиной, Г.М. Зайко, Н.С. Карповича, В.Г. Моисеевой, АА Кочетковой, Л.Б. Сосновского, Н.П. Шелухиной и других ученых внесли большой вклад в решение проблем технологии производства и применения пектинов.
Анализ состояния и тенденций развития современных технологий получения функциональных продуктов питания, в том числе пектиносодержащих, показал, что в основном их производство основано на использовании пектинов в виде сухого пектинового порошка. Однако результатами последних исследований доказана высокая эффективность применения полупродуктов пектинового производства- гидратопектинов.
Следует отметить, что проблема создания функциональных пектинопро-дуктов на основе гидратопектинов в настоящее время практически не решена. Это объясняется, прежде всего, отсутствием теоретических и экспериментальных исследований по разработке эффективных технологий получения пищевых гидратопектинов из различного растительного сырья, как традиционного, так и перспективного дикорастущего.
Таким образом, развитие теоретических основ технологии получения пищевых гидратопектинов, обогащенных комплексом биологически активных
веществ, и создание на их основе новых ф ^НК№сіМдан>НАИЙНИЦМсодержаіпих
ОТЕКА
продуктов питания, является актуальным и имеет важное практическое значение для пищевой промышленности.
Актуальность темы научного исследования подтверждена включением её в виде отдельньж научньж проектов в государственные научно-технические программы: «Развитие производства биологически полноценных продуктов на основе комплексного использования сырья и снижение его потерь» (ЦС 1428. Совершенствование технологии производства пектина, других пищевых продуктов, 1987-1991 гг.); ГНТП «Высокоэффективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК» (постановление ГКНТ СССР №221 от 5.04.89 г.); Кубанского государственного аграрного университета «Совершенствование получения пектина и пектинопродуктов из растительного сырья (1996-2000 гг.)»; государственную научно-техническую программу Минпромнауки и Мин-сельхоза РФ «Функциональные продукты питания (2001-2003 гг.)»; программу НИР «Энтеральное питание в хирургии колоректального рака» Кубанской государственной медицинской академии (1999-2002 гг.). В 2000 г. проект «Разработка теоретических основ и экспериментальное моделирование процессов создания натуральных пролонгаторов антибиотиков на основе природных полимеров - низкометоксилированньж пектинов» - получил грант Российского фонда фундаментальных исследований (Р-2000 юг, №00-03-96031).
Цель и задачи исследования. Основной целью исследований явилось теоретическое и экспериментальное обоснование технологии пектиносодержа-щих изделий функционального назначения.
Поставленная цель обусловила необходимость решения следующих задач исследования:
экспериментально обосновать технологию предварительной подготовки различного растительного сырья, включая традиционное, к процессу гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ;
определить границы технологических параметров гидролиза-экстрагирования пищевых гидратопектинов из исследуемых видов растительного сырья;
разработать математическую модель процесса прогнозирования функциональной направленности получаемых новьж продуктов питания и выявить зависимость комплексообразующей способности пектиновых веществ от их аналитических характеристик
теоретически и экспериментально обосновать способы модификации пектиновых экстрактов, повышающие их качество и усиливающие функциональные свойства;
разработать научную концепцию создания пектиносодержащих напитков функционального назначения на основе использования гидратопектинов из традиционного, дикорастущего и пряно-ароматического лекарственного сырья;
разработать и теоретически обосновать классификацию дикорастущего плодово-ягодного и пряно-ароматического лекарственного пектиносодер-жащего сырья для определения областей его применения с учетом основных физико-химических свойств содержащихся в них пектиновых веществ;
разработать технологии и рецептуры жидких и сухих пектиносодержащих быстровосстанавливаемых пищевьж композиций функционального назначения;
экспериментально обосновать в полупроизводственных и производственных условиях технологии производства консервньж изделий на основе гидратопектинов;
разработать нормативную документацию для промышленного производства новьж видов конкурентоспособных функциональных пектинопродук-тов на основе использования гидратопектинов;
рассчитать экономическую эффективность от внедрения научных разработок.
Научная новизна исследований. В основу конструирования пектиносодержащих функциональных изделий был положен системный подход в решении логически взаимосвязанных задач от исследования сырья для производства пищевьж гидратопектинов до разработки технологии, реализации ее в виде нормативной документации и медико-биологической оценки разработанные новьж функциональных продуктов.
В результате проведенных исследований составлена усовершенствованная классификация дикорастущего и пряно-ароматического лекарственного сырья, в основе которой лежит подразделение сырья по технологическим параметрам на группы, специфические по направлениям его использования в технологии получения функциональных продуктов питания.
Установлены аналитические зависимости фракционного состава и свойств пектиновых веществ от вида растительного сырья и рекомендуемые
области его применения.
Создана детерминированная модель предварительной обработки пекти-носодержащего сырья на основе дифференциального анализа кинетики процессов извлечения пектинов с учетом изменения аналитических характеристик пищевых гидратопектинов в процессе их получения.
Теоретически обоснована и экспериментально доказана необходимость применения ионообменных смол в технологии высокоочищенных гидратопектинов.
Установлено влияние аналитических характеристик пектинов, получаемых из различного вида сырья, на их комплексообразующую способность, подтвержденное математическими моделями с использованием прямых и косвенных путей Райта.
Научная новизна разработанных на основе результатов исследований способов производства пектиносодержащих пищевых композиций подтверждена 29 патентами Российской Федерации на изобретения.
Практическая ценность. Решения, выводы и предложения, вытекающие из диссертационной работы, нашли практическое применение и использованы для:
создания технологических регламентов производства пектиновых экстрактов и пищевых композиций на их основе;
разработки технологических схем получения пектиновых экстрактов из различного растительного сырья и организации их производства;
создания технологических схем получения пектиносодержащих жидких и сухих пищевых композиций различного функционального направления;
разработки рецептур и совершенствования технологии получения функциональных пектиносодержащих консервов из плодового и овощного сырья;
разработки нормативной документации для постановки на производство новых видов функциональных пектиносодержащих продуктов питания.
Реализация результатов исследований. Результаты выполненных исследований использованы при разработке и внедрении технологии получения пектиновых экстрактов в УНПЛК «Технолог» Кубанского госагроуниверситета и на перерабатывающих предприятиях межгосударственной научно-производственной ассоциации «Пектин»; проектировании пектинового произ-
водства на ЗАО «Комбинат пищевых добавок» и научно-производственном комбинате «Функциональные добавки».
Результаты исследований использованы для выпуска опытных партий пектиносодержащих функциональных пищевых композиций в УНПЖ «Технолог» КГАУ, ЗАО «Гелиос», ЗАО «Тимашевский кондитерский комбинат» и ООО «Пальмира-Юг».
Полученные результаты исследований использованы для разработки технической документации на новые пектиносодержашие продукты питания, утвержденных Министерством сельского хозяйства РФ; рекомендаций по пекти-нотерапии желудочно-кишечных заболеваний в Краснодарском госпитале ИВОВ и лечении детей, пораженных лучевой болезнью в детском санатории г. Омска.
Основные положения диссертации использованы в учебном процессе при чтении курса «Технология переработки растениеводческой продукции» и «Технология пектина и пектинопродуктов» на факультете перерабатывающих технологий КГАУ.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на межрегиональной научной конференции «Продовольственная безопасность России. Качество продуктов питания - 99» (г. Воронеж, 1999 г.), VI международной научно-технической конференции (г. Киев, 2000 г.), региональной конференции «Проблемы экологической безопасности Северо-Кавказского региона» (г. Ставрополь, 2000 г.), Северо-Кавказской научно-практической конференции молодых ученых «Развитие социально-культурной сферы Северо-Кавказского региона» (г. Краснодар, 2000 г.), международной конференции «Функциональные продукты питания» (г. Краснодар, 2001 г.), международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы современности» (г. Курск, 2001 г.), научно-практической конференции кафедры экономики и внешнеэкономической деятельности КубГАУ «Экономические проблемы развития АПК в условиях рынка» (г. Краснодар, 2001 г.), II региональной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс Юга России - сегодня» (г. Майкоп, 2002 г.), III региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2002 г.), II Всероссийской научно-технической конференции
«Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2002 г.), ежегодных научно-практических конференциях Кубанского государственного аграрного университета (г. Краснодар, 1997-2002 гг.),
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 103 научных работы, в том числе 1 монография, 28 научных статей, по лучено 29 патентов РФ и 12 положительных решений на выдачу патентов на изобретение.
Разработано 28 пакетов нормативной документации на новые продукты питания.
Под руководством диссертанта выполнена защищенная кандидатская диссертация К.В. Чередниченко (2001 г.). Результаты совместных исследования вошли составной частью в кандидатские диссертации Л.Г. Влащик (2000 г.); М.Ю. Яхутль (2001 г.); ТА. Инюкиной (2003 г.); которые выполнялись при консультациях диссертанта.
Научные разработки удостоены трёх золотьж медалей на I и Ш международных Салонах инноваций и инвестиций, российской агропромышленной вы-ставке»Золотая осень» (г. Москва, 2001 г., 2003 г.); двух серебряньж медалей на II Салоне изобретений (г. Женева, 2003 г.) и на международной выставке «Высокие технологии» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.), диплома на Международной выставке «Высокие технологии» (г. Шень-Чжень, КНР 2002 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора информационной и патентной литературы, 8 разделов, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы выполнена на 422 страницах компьютерного текста, содержит 123 таблицы, 58 рисунков. Список литературы включает 520 наименований, в том числе 145 иностранных авторов..
