Введение к работе
Актуальность темы. Рождаемость, формирование физического, физиологического и психического статуса детского населения, помимо ряда существенных причин социального характера, непосредственно связаны с организацией полноценного питания детей, обеспечением их высококачественными, сбалансированными продуктами, адекватными особенностям возрастных периодов организма.
Молоко и продукты на его основе являются обязательными в рационах детей всех возрастных групп, а для детей раннего возраста имеют наибольший удельный вес в структуре питания. Исключительная роль молока в питании детей обусловлена не только генетически, но также связана с его уникальным составом, включающим все жизненно необходимые нутриенты.
Создание технологий промышленного производства продуктов детского питания основывается на получении качественного молочного сырья. При этом особое внимание уделяется факторам, влияющим на показатели молока в процессе его производства. Существенный вклад в развитие теоретических и практических аспектов производства молока-сырья и продуктов детского питания внесли: Крашенинин П.Ф., Столярова А.В., Иванова Л.Н., Горбатова К.К., Андреенко Л.Г., Кукуева Г.В., Коробкина Г.С., Медузов В.С., Храмцов А.Г., Ладодо К.С., Шаманова Г.П., Тихомирова Н.А. и другие ученые.
В большинстве случаев, сырьевой основой молочных продуктов для питания детей является коровье молоко. Вместе с тем, в настоящее время все большее внимание уделяется вопросу использования молока других видов сельскохозяйственных животных. Данные Института питания РАМН свидетельствуют об увеличении в последние годы количества новорожденных, страдающих непереносимостью и аллергией к белкам коровьего молока. Перспективным, с этой точки зрения, является молоко коз и кобыл, имеющее по некоторым позициям ряд преимуществ по сравнению с коровьим молоком, что позволяет в определенных случаях рассматривать его в качестве альтернативы.
В питании детей, находящихся на искусственном вскармливании, молоко кобыл может составлять до 50% от общей потребности в заменителях грудного молока (Ю. Барминцев, 1991). Результаты, полученные на основании наблюдений за детьми, вскормленными кобыльем молоком (П.Ю. Берлин, 1960; И. Белохвостова, 1992), свидетельствуют, что они ни в физическом, ни в психомоторном развитии не уступали сверстникам, вскормленным женским молоком.
Важнейшее место в решении проблемы диетотерапии аллергических реакций у детей занимает использование физиологически полноценных смесей на основе козьего молока, эффективность использования которых подтверждается клиническими исследованиями (М.В.Гмошинская, С.Н.Денисова, 2004; И.Я.Конь, 2000, Ambrose L.R., 1988). Полученные результаты свидетельствуют о высокой биологической ценности применяемых смесей и целесообразности замены коровьего молока на козье в питании детей, склонных к аллергическим проявлениям.
Разработка продуктов детского питания традиционно ассоциируется с продуктами питания для детей раннего возраста. Тем не менее, системный подход к развитию индустрии детского питания, направленный на решение демографической проблемы, требует реализации концепции адекватного питания детей всех возрастных групп. Поэтому важной социальной проблемой является обеспечение детского населения биологически полноценными продуктами питания, изготовленными на основе высококачественного молочного сырья.
Для производства молока-сырья соответствующего качества в последнее время особое значение придается организации специализированных сырьевых зон, изучению функционально-технологических свойств сырья, полученного от разных видов и пород сельскохозяйственных животных, оптимизации рационов их кормления и поиску веществ, способствующих рациональному расходу кормов, повышению продуктивности и улучшению качества получаемой продукции. При этом в кормлении животных необходимо использовать безопасные, биологически активные элементы и вещества, оказывающие положительное влияние на их клинико-физиологические, гематологические, биохимические, иммунологические и продуктивные показатели.
В связи с этим разработка новых научно-практических подходов по совершенствованию технологий производства молока, полученного от разных видов и пород сельскохозяйственных животных, предназначенного для создания продуктов детского питания с целью обеспечения организма ребенка всеми необходимыми нутриентами, является актуальной.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы, которая выполнялась согласно «Программе фундаментальных и приоритетно-прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ» (гос. рег.
№ № 15070.7705009252.06.8.002.6; 15070.5017014346.06.8.001.9; 15070.7709022913.06.8.004.1; 15070.7705009252.06.8.004.8), являлась разработка научно-обоснованных методов, принципов и механизмов улучшения количественных и качественных характеристик молока, полученного от разных видов сельскохозяйственных животных и предназначенного для производства продуктов детского питания.
При этом решались следующие задачи:
провести оценку качества коровьего молока в условиях Нечерноземной зоны РФ, предназначенного для производства продуктов детского питания;
изучить влияние различных кормовых рационов на качество и биологическую ценность получаемого молока;
изучить пищевую и биологическую ценность молока, полученного от коров разных пород (на примере черно-пестрой и айрширской);
разработать и исследовать новые виды продуктов детского питания, изготовленных из коровьего молока, с учетом современных требований, предъявляемых к сырью;
провести оценку качества кобыльего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания;
определить геоботанический состав травостоя пастбищ, предназначенных для выпаса лактирующих кобыл;
изучить морфофункциональные особенности вымени, клинико-физиологические и гематологические признаки кобыл;
изучить молочную продуктивность кобыл, качественные показатели и технологичность молока в зависимости от сезона выжеребки;
изучить физико-химические свойства, микробиологические показатели и биологическую ценность разработанного детского молочного продукта;
провести оценку коз зааненской породы по наиболее важным хозяйственно-полезным признакам при использовании в рационе селеноорганических и биологически активных добавок;
изучить переваримость питательных веществ рациона, использование азота, кальция, фосфора, селена у лактирующих козоматок;
провести сравнительную оценку гематологических, клинико-физиологических, этологических и репродуктивных показателей подопытных животных;
определить молочную продуктивность козоматок, качественные показатели полученного молока и выработанных из него продуктов детского питания;
разработать рецептуры и технологии новых видов продуктов детского питания на основе козьего молока;
провести промышленную апробацию разработанных технологий новых видов продуктов детского питания, разработать и утвердить нормативную документацию;
разработать новые методы контроля качества молочных продуктов детского питания;
дать экономическую оценку эффективности использования предлагаемых разработок.
Научная новизна. Впервые теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены научно-практические подходы, методы и механизмы оптимизации качества молока-сырья, предназначенного для производства продуктов детского питания; сформулированы научные принципы и экспериментально исследовано влияние кормовых и породных факторов на качество и биологическую ценность молочного сырья, получаемого от разных видов сельскохозяйственных животных.
Впервые в условиях Юго-Востока Российской Федерации проведена сравнительная оценка основных хозяйственно-биологических особенностей кобыл разных сроков выжеребки. Теоретическая значимость полученных результатов является основой при создании новых конеферм по производству молока, предназначенного для производства продуктов детского питания.
Впервые научно-обоснована и доказана эффективность использования в кормлении лактирующих коз селеноорганического препарата ДАФС-25 в чистом виде и в комплексе с биологически активной добавкой «Элита», при этом разработаны технологии увеличения молочной продуктивности коз и повышения качественных показателей молока и молочных продуктов.
Впервые разработаны, экспериментально апробированы ГОСТы и новые высокоточные методы контроля микробиологических показателей, содержания витаминов и минеральных веществ в детских молочных продуктах, внесенные в сборник Межгосударственных стандартов «Продукты молочные для детского питания. Методы анализа» и в отраслевые реестры методик выполнения измерений.
На основании проведенных экспериментально-теоретических исследований разработаны и утверждены на Российском уровне более 20 новых видов молочных продуктов детского питания. Новизна разработанных технологий подтверждена 15 патентами РФ на изобретения.
Практическая значимость работы. Полученные в исследованиях данные позволили выявить дополнительные резервы увеличения производства высококачественного коровьего, кобыльего и козьего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания. На основании проведенных исследований разработаны и предложены производству «Методические указания по организации специализированной сырьевой зоны производства санитарно-безопасного молока-сырья для выработки продуктов детского питания» (МУ 017-00419006); разработана технология и нормативная документация на: продукты для детского питания - «Фантазия» (ТУ 9222-353-00008064), «Олиголакт» (ТУ 9222-232-00008064), «Смелакт» (ТУ 9222-15810514645), «Молочко» и «Кисломолочный» (ТУ 9222-037-00419006), «Молоко питьевое стерилизованное витаминизированное для детского питания» (ТУ 9222-047-004190006), «Молоко сухое цельное быстрорастворимое» (ТУ 9229-343-00008064), «Бебифрут» (ТУ 9222-231-00008064), «Гномик» (ТУ 9222-229-00008064), Кефир детский (ТУ 9222-046-00419006); «Кобомил» (ТУ 9222–051–00419006); «Концентрат лактулозы» (ТУ 9229-233-00008064); «Бифидумбактерин», «Лактобактерин» и «Бифилакт» (ТУ 9222-004-23059275 с изменениями); «Бификроха» (ТУ 9222-001-23131696), «Эмил» и «Эмилакт» (ТУ 9222-002-23131696), «Молоко козье стерилизованное питьевое для детей» (ТУ 9222-080-00419006), «Молоко козье стерилизованное питьевое витаминизированное для детей» (ТУ 9222-085-00419006); продукты для питания беременных женщин и кормящих матерей - «Феминал-1» (ТУ 92223-234-00008064), «Феминал-2» (ТУ 9223-235-00008064), «Фитомилк» (ТУ 9222-352-00008064), «Фитомилк-КМ» (ТУ 9222-354-00008064), «Русская козочка» (ТУ 9222-075-00419006).
С участием соискателя разработаны новые методы контроля качества продуктов детского питания: метод измерения массовой доли витамина РР (ГОСТ 30627.4-98); метод измерения массовой доли витамина А (ГОСТ 30627.1-98); метод измерения массовой доли витамина С (ГОСТ 30627.2-98); метод измерения массовой доли витамина Е (ГОСТ 30627.3-98); метод измерения массовой доли витамина В1 (ГОСТ 30627.5-98); методика выполнения измерений массовой доли витамина В6 (отраслевой реестр № 2-03-026-95); метод определения общего количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (ГОСТ 30705-2000); метод определения количества дрожжей и плесневых грибов (ГОСТ 30706-2000); методика выполнения измерений массовой доли йода (отраслевой реестр № 2-03-030-97); методика выполнения измерений массовой доли фтора (отраслевой реестр № 2-03-031-97); методика выполнения измерений массовой доли марганца (отраслевой реестр № 2-03-011-90); методика выполнения измерений массовой доли кальция и магния (отраслевой реестр № 2-03-009-90); методика выполнения измерений калия и натрия (отраслевой реестр № 2-03-010-90); методика выполнения измерений массовой доли золы (отраслевой реестр № 2-003-008-90) .
Положения диссертации, выносимые на защиту:
молочная продуктивность коров и качественные показатели молока в различных сырьевых зонах Нечерноземья, предназначенного для производства продуктов детского питания;
оптимизация состава и свойств молока за счет использования различных рационов и пород скота;
оценка качества продуктов детского питания на основе коровьего молока;
продуктивность и биологические особенности кобыл разных сроков выжеребки в условиях Юго-Востока РФ;
физико-химические показатели молока кобыл и продуктов детского питания;
оценка хозяйственно-биологических показателей коз зааненской породы при использовании в кормлении лактирующих козоматок селеноорганической кормовой добавки в виде препарата ДАФС-25 отдельно и в комплексе с биологически активной добавкой «Элита»;
молочная продуктивность коз, качество молока и продуктов детского питания;
экономическая эффективность производства коровьего, кобыльего и козьего молока, предназначенного для производства продуктов детского питания;
разработка новых методов контроля качества детских молочных продуктов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и положительно оценены на: научно-практической конференции «Биологическая безопасность продуктового рынка: проблемы и решения» (Москва, 2006 г); Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентоспособных пищевых продуктов» (Волгоград, 2007 г); научно-практической конференции «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа развития современных аграрно-пищевых технологий» (Углич, 2007 г); конференции-конкурсе научно-инновационных работ ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки с/х продукции» Россельхозакадемии (Москва, 2007 г); международной научно-практической конференции «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве» (Москва, 2008 г); международной научно-практической конференции «Совершенствование технологий производства продуктов питания в свете государственной программы развития сельского хозяйства на 2008-2012 гг» (Волгоград, 2008 г); Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания» (Углич, 2008 г); конференции ученых «Проблемно-ориентированные исследования и оригинальные решения в области хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Москва, 2008 г); международной научно-практической конференции «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве» (Москва, 2008 г); VІІ международном форуме «Молочная индустрия» (Москва, 2009 г); конференции «Научно-практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания» (Истра, 2009 г); научно-практической конференции «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов» (Углич, 2009 г); 11-й Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, 2009 г), где инновационные разработки автора удостоены золотой медали; международной научно-практической конференции «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Волгоград, 2010 г); Всероссийской научно-практической конференции «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» (Углич, 2010 г).
За разработку научных основ технологии и организации производства отечественного пребиотика лактулозы для продуктов детского и функционального питания автору в составе коллектива присуждена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2002 г).
Реализация результатов исследований. Результаты научно-исследовательской работы внедрены в сельскохозяйственных предприятиях «Бужарово» Истринского района Московской области, «Гавриловское» и «Порецкое» Суздальского района Владимирской области, «Шереметьево» и «Ротманово» Ряжского района Рязанской области, занимающихся производством коровьего молока-сырья для создания продуктов детского питания; в СПК «Кумыска», «Новая жизнь», «Дружба», занимающихся производством кобыльего молока; фермерских (личных подсобных) хозяйствах Волгоградской области и СПК «Нарвин» Ленинградской области, занимающихся производством козьего молока.
По разработанной нормативной документации организовано промышленное производство продуктов детского питания на ОАО «Детское питание» (г.Москва), Гагаринском молочно-консервном комбинате детского питания (г.Гагарин, Смоленской области), Сибайском молочноконсервном комбинате детского питания (г.Сибай, Башкирия), Саратовском комбинате детского питания (г.Саратов).
Разработанные методы контроля качества продуктов детского питания отражены в соответствующих ГОСТах и в отраслевых реестрах методик выполнения измерений и используются предприятиями по производству продуктов детского питания для контроля качества.
Публикации результатов исследований
По материалам диссертации опубликованы 85 научных работ, в т.ч. 35 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 монографии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методики исследования, результатов исследований, выводов и предложений. Работа изложена на 357 страницах компьютерного текста, содержит 87 таблиц, 7 рисунков. Список литературы включает 458 источников, в т. ч. 38 на иностранных языках.
