Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Модернизация концепции обогащения продуктов питания пищевыми добавками 13
1.1. Актуальность проблемы обогащения пищевых продуктов на современном этапе 13
1.1.1. Потребность человека в биологически активных веществах 13
1.1.2. Достоинства и недостатки синтетических пищевых добавок 39
1.1.3. Обоснование целесообразности использования натуральных пищевых добавок из местного растительного сырья 46
1.2. Экологическая обстановка Свердловской области 48
1.2.1. Химическое и радиационное загрязнение 49
1.2.2. Нитратное загрязнение 52
1.3. Современные методы производства пищевых добавок из растительного сырья 54
1.4. Использование фитообогатителей в пищевой промышлеыиости 63
Заключение 76
Глава 2. Схема эксперимента, объекты и методы исследований 81
2.1. Схема эксперимента 82
2.2. Объекты исследований 84
2.3. Методы исследований 87
Глава 3. Маркетинговые исследования конъюнктуры спроса и предложения на функциональные продукты питания специального назначения в Екатеринбурге 89
Глава 4. Исследование химического состава растительного сырья Свердловской области 97
4.1. Крапива и душица 97
4.2. Свекла 101
4.3. Морковь 105
4.4. Яблоки 109
4.5. Клюква 117
4.6. Грибы 120
4.7. Пивная дробина 122
Глава 5. Научно-практические основы производства пищевых красителей из местного растительного сырья с применением мембранной технологии 128
5.1. Технология производства водорастворимых красителей из свеклы и моркови 128
5.2. Технология производства жирорастворимых красителей из крапивы двудомной и душицы обыкновенной 138
Глава 6. Применение фитообогатителей при производстве новых продовольственных товаров 141
6.1. Получение порошков методом сушки в псевдоожиженном слое 141
6.2. Исследование химического состава растительных порошков 148
6.3. Обогащение хлебобулочных изделий растительными порошками
6.3.1. Исследование качества хлеба, выработанного с применением фитообогатителей 161
6.3.2. Биологическая ценность изделий 164
6.4. Обогащение мясных рубленых полуфабрикатов растительными порошками 170
6.4.1. Исследование качества мясных котлет, выработанных с добавлением фитообогатителей 171
6.4.2, Биологическая ценность изделий 174
6.5. Обогащение сухих соусов растительными порошками 180
6.5.1. Органолептические показатели качества сырья 182
6.5.2. Биологическая ценность сырья 183
6.5.3. Исследование качества и биологической ценности соусов 187
6.6. Обогащение сухих киселей растительными порошками 190
Глава 7. Применение пивной дробины при производстве новых продовольственных товаров 197
7.1. Химический состав порошка из пивной дробины и обоснование целесообразности его применения в пищевой промышленности 197
7.2. Обогащение пшенично-ржаного хлеба пищевыми добавками из пивной дробины и моркови 200
7.3. Обогащение пряников порошками из пивной дробины, моркови и клюквы 213
7.4. Обогащение печенья порошками из пивной дробины, моркови и клюквы 225
Заключение 233
Глава 8. Математическая модель концепции обогащения продовольственных товаров растительными добавками 234
Заключение 248
Выводы и предложения 249
Список использованных источников 253
Приложения 290
- Потребность человека в биологически активных веществах
- Маркетинговые исследования конъюнктуры спроса и предложения на функциональные продукты питания специального назначения в Екатеринбурге
- Технология производства жирорастворимых красителей из крапивы двудомной и душицы обыкновенной
- Обогащение хлебобулочных изделий растительными порошками
Введение к работе
Рацион питания человека всегда был одним из важнейших факторов, влияющих на общее состояние организма. Поэтому рациональное, адекватное возрасту, профессиональной деятельности, состоянию здоровья, месту проживания питание рассматривается как важнейший фактор профилактики большинства заболеваний человека, в том числе сердечно-сосудистых (атеросклероз, инфаркт миокарда, инсульт, гипертоническая болезнь и др.), онкологических, желудочно-кишечных, обмена веществ (ожирение, остеохондроз и т.д.).
Одной из особенностей питания в настоящее время является достаточно высокое потребление промышленмо производимых продуктов питания. Такие продукты, как правило, проходят жесткую технологическую обработку, приводящую если не к полному уничтожению, то к существенному снижению содержания в них биологически активных компонентов: витаминов, минеральных веществ, аминокислот и других нутриентов, играющих существенную роль в процессе обмена веществ человеческого организма.
Дефицит подобных незаменимых нутриентов сопровождается снижением защитных сил организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, формированию синдрома хронической усталости, астеничности, снижению умственной и физической работоспособности [308].
Необходимо отметить что дефицит биологически активных веществ отмечается в настоящее время во многих регионах земного шара. В России происходящие экономические преобразования связаны с ухудшением рациона питания, уменьшением объема производства продовольственных товаров, ростом цен на них и снижением платежеспособности населения. В результате этого за последние годы на 6 - 14% увеличилось потребление хлебобулочных изделий и картофеля и на 20 - 28% сократилось потребление овощей, плодов, молока, рыбопродуктов и мяса. Впервые за многие десятилетия выявлена тенденция к снюкеиию потребления населением энергии и белка [179, 308].
Эти дефекты питания вызывают устойчивое формирование недостаточности в пищевом рационе россиян многих жизненно необходимых, незаменимых в питании нутриентов. Так, исследования Института питания РАМН свидетельствуют о том, что практически круглогодично у 90% обследуемых выявляется дефицит аскорбиновой кислоты, у 30 - 40% - снижены уровни содержания витаминов группы В, |3-каротина, витамина Е. Большинство населения недополучает с пищей кальций, железо, селен, йод, клетчатку и другие нутриенты [308].
Дефицит в питании необходимых нутриентов усугубляется неблагоприятной экологической обстановкой во многих промышленных регионах России, к которым относится и Свердловская область.
Для промышленных регионов характерно глобальное загрязнение поверхност: ных вод и суши, локальные радиоактивные загрязнения, образование токсических веществ в результате вторичных реакций, накопление на поверхности суши стабильных вредных и ядовитых веществ, способных к переносу по пищевым цепям, что приводит к резкому снижению биопотенциала и генофонда экосистем и угрозе необратимого разрушения природной среды.
С ухудшением экологической обстановки связано загрязнение пищевых продуктов радионуклидами, токсическими элементами (ртуть, мышьяк, свинец, цинк, медь, кадмий), нитросоединениями (нитраты, нитриты, нитрозамины), пестицидами, антибиотиками и др., что в конечном итоге приводит к загрязнению организма этими веществами.
Для уменьшения неблагоприятного воздействия на организм человека различных загрязнителей необходимо применять биологически активные добавки (БАД), укрепляющие внутренние силы организма. Такие БАД могут применяться самостоятельно, как добавки к традиционному рациону, а могут использоваться для обогащения наиболее распространенных пищевых продуктов. В качестве сырья для натуральных БАВ могут быть использованы богатейшие растительные ресурсы таких регионов, как крупнейшая на Урале Свердловская область. Это подтверждает анализ пищевой ценности местного растительного сырья.
В настоящее время потребность в плодах и ягодах на Урале достаточно высока, а фактическое потребление их в 7 - 10 раз ниже нормы, рекомендованной Институтом питания РАМН [335]. Снабжение Уральского региона плодово-ягодной продукцией осуществляется в основном за счет привозного сырья.
В частности, возникает проблема реализации уральских яблок. В Свердловской области успешно решен вопрос выведения новых сортов яблок и их районирования. Однако, одной из причин, сдерживающих увеличение производства продуктов переработки яблок, является недостаточная изученность вопросов их использования в пищевой промышленности. Переработка мелкоплодных яблок в настоящее время ограничено лишь изготовлением компотов и варенья. Вместе с тем, высокое содержание биологически активных веществ (БАВ) в этих яблоках свидетельствует о целесообразности расширения ассортимента изделий диетического и лечебно-профилактического назначения, производимых с применением этого ценного местного сырья [54, 335]. То же можно сказать о таких распространенных в Свердловской области овощных культурах, как морковь, свекла, пряные овощи и др.
Кроме натурального растительного сырья источниками БАД могут служить и вторичные продукты некоторых отраслей пищевой промышленности, в частности, пивоваренной. Представляется целесообразным исследовать пищевую ценность этих продуктов и проанализировать возможность применения их для обогащения пищевого рациона. С экономической точки зрения применение таких дешевых обогатителей пищевых продуктов гораздо рациональнее, чем использование аналогичных дорогостоящих синтетических добавок.
Использование в пищевой промышленности нетрадиционных видов сырья позволяет повысить не только качество продукции, но и эффективность технологического процесса, добиться экономии сырья, а также расширить ассортимент продовольственных товаров. Мы предлагаем модернизировать концепцию обогащения рациона населения экологически неблагополучных регионов РФ (на примере Свердловской области) биопротекторами, полученных из местных источников сырья. В результате мы создаем ряд инновационных составов функциональных продуктов
питания специального назначения, произведенных по прогрессивным оригинальным технологиям. В связи с этим можно сформулировать актуальность проделанной нами работы.
Актуальность работы. Разработка новых рецептур и технологий комбинированных продуктов питания приобретает в настоящее время всё большую актуальность, учитывая необходимость расширения ассортимента продукции общей и функциональной направленности. Последнее имеет особое значение для профилактики так называемых алиментарных заболеваний, широко распространенных среди различных групп населения и приносящих серьёзный ущерб здоровью.
У Неоценимый теоретический и практический вклад в становление и развитие
рассматриваемых направлений внесли отечественные учёные; академики В.А. Ту-тельян, И.А. Рогов, Н.Н. Липатов, профессора В.Б. Спиричев, Б.П. Суханов, В.М. Позняковский и др.
Одним из важных аспектов производства комбинированных продуктов питания с заданных химических составом является использование местного растительного сырья. При этом возникает необходимость изучения его потребительских и
w технологических свойств, действующих начал в виде биологически активных веществ, что, в целом, определяет качество, товароведные характеристики и функциональную направленность специализированных продуктов питания. Основополагающие принципы таких исследований изложены в работах профессоров Л.А. Ази-на, И.Э. Цапаловой, Л.Г. Елисеевой, М.А. Николаевой и др.
Важность и актуальность рассматриваемой проблемы подтверждается Концепцией государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005г., одобренной Постановлением Правительства
ф РФ от 10.08.1998г. № 917, а также необходимостью реализации её второго этапа на период до 2010 г.
Вместе с тем вопросы использования растительного сырья Уральского региона изучены не в полной мере и требуют концептуального подхода, что определило тему и научное направление настоящей работы.
Цель и задачи исследований. Цель работы - модернизация концепции формирования качества продовольственных товаров, выработанных с использованием местного растительного сырья.
Для выполнения цели поставлены следующие задачи:
- дать анализ современного состояния теоретических и практических достижений в области производства функциональных пищевых продуктов с различными биопротекторными добавками растительного происхождения;
провести маркетинговые исследования для выявления целесообразности обогащения рациона нутриентами растительного происхождения;
исследовать качественные характеристики местного растительного сырья с целью обоснования его использования в производстве пищевых продуктов функционального назначения;
разработать технологии переработки растительного сырья, позволяющие максимально сохранить его биологически активные вещества;
создать оптимальные рецептуры продуктов питания с новыми растительными компонентами биопротекторного действия;
изучить потребительские свойства и определить регламентируемые показатели качества разработанной продукции;
утвердить техническую документацию на использование растительного сырья и производство пищевых продуктов с его применением;
создать математическую модель, позволяющую при имеющейся информации о химическом составе местного растительного сырья и дефиците нутриентов подобрать оптимальный состав биологически активных добавок для обогащения пищевых продуктов.
Научная новизна. Модернизирована концепция обогащения рациона населения экологически неблагополучных регионов РФ (на примере Свердловской области) биопротекторами, полученными из местных источников сырья, положенная в
основу создания инновационных составов функциональных продуктов питания специального назначения и способов их производства.
Проведена обобщенная товароведная оценка местного растительного сырья, в том числе анализ содержания в них биопротекторных компонентов. Показано преимущество уральских яблок в сравнении с южными сортами по содержанию поли-фенольных соединений и витамина С.
Научно обоснован системный подход к конструированию и дана комплексная товароведная оценка продуктов питания с заданными свойствами, выступающих в качестве биологических протекторов для жителей экологически неблагополучных регионов РФ.
Впервые предложены и обоснованы факторы, обуславливающие создание и применение пищевых зеленых красителей из крапивы.
Научно обоснованы параметры процесса сушки растительных материалов пищевого назначения в псевдоожиженном слое.
Разработаны оптимальные условия обогащения мясных рубленых полуфабрикатов пищевыми волокнами и биологически активными веществами путем включения в ингредиентный состав растительных порошков, синтетических аналогов.
Сконструирована математическая модель, позволяющая при имеющейся информации о химическом составе любого местного растительного сырья и дефиците биопротекторных иутриентов питания подобрать оптимальные добавки для обогащения продуктов питания с учетом их совместимости.
Практическая значимость работы. Научно и экспериментально обоснованы рецептуры и технологии производства новых лечебно-профилактических продуктов питания, обогащенных пищевыми добавками из местного растительного сырья.
Разработана и утверждена техническая документация на следующие продукты: ТУ 9199-001-48576873-98 «Растительные порошки, полученные сушкой в псевдоожиженном слое». ТУ 9114-004-02069214-99 «Хлеб с растительными порошками из
муки пшеничной высшего и первого сортов», ТУ 9214-005-02069214-99 «Мясные рубленые полуфабрикаты с растительными порошками», ТУ 9113-005-02069214-03 «Хлеб из разных сортов муки», ТУ 9115-006-02069214-03 «Изделия булочные». Получены патенты РФ на изобретения № 2233592 «Способ производства пряников «Московские», № 2246216 «Состав для приготовления хлеба «Мариинский» и № 2245662 «Способ производства вареной колбасы с растительной добавкой».
Составлены рекомендации по применению оптимальной температуры и скорости воздуха при сушке растительного сырья в аппарате псевдоожиженного слоя. Аппарат, работающий в таком режиме сконструирован на кафедре теоретической теплотехники Уральского государственного технического университета (г. Екатеринбург).
Введена в действие линия по производству натуральных пищевых красителей из местного растительного сырья, выработанных с применением мембранной технологии (поселок Большой Исток Свердловской области).
Спроектирован цех по производству пищевых добавок из местного растительного сырья в г. Березовский Свердловской области. Проведена работа по составлению бизнес-плана данного предприятия.
Составлены рекомендации для пивоваренных предприятий Свердловской области по оптимальному использованию пивной дробины для обогащения пищевой ценности продуктов питания. Заинтересованность руководителей предприятий, а также результаты маркетинговых исследований позволяют говорить о необходимости внедрения пивной дробины в рынок пищевых добавок.
Разработанная математическая модель позволит всем специалистам по лечебно-профилактическому питанию оптимально подбирать натуральные пищевые добавки для обогащения рациона любого региона.
Научные положения и практические решения данной работы нашли применение в учебном процессе кафедры товароведения и экспертизы продовольственных продуктов Уральского государственного экономического университета (г. Екатеринбург): при проведении лекций по курсам «Товароведение продовольственных товаров», «Экспертиза продовольственных товаров», «Идентификация и фальсификация
продовольственных товаров» и «Биохимия и физиология питания», при выполнении выпускных квалификационных работ, а также при работе с аспирантами и соискателями. Результаты исследований включены в 2 монографии, брошюру, методические указания и учебные пособия.
Потребность человека в биологически активных веществах
Классическая концепция сбалансированного питания, разработанная еще академиком А.А.Покровским [258], определяет пропорции пищевых веществ в организме человека. Эти пропорции соответствуют ферментным системам организма, отражают сумму обменных реакций и химические превращения веществ.
Известно, что пища человека должна содержать более 600 веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма [260]. Многие из этих соединений непосредственно связаны с состоянием здоровья человека. В частности, термином «биопротекторы» принято называть компоненты нашего рациона, защищающие организм человека от определенных неблагоприятных воздействий внешней среды, а также различных заболеваний. Биопротекторы ранее подразделялись на две группы. 1 группа - это биологически активные вещества (БАВ) - вещества, способные оказывать влияние на биологические процессы в организме; 2 группа - пищевые волокна, очищающие организм от различных загрязнителей [40].
Пищевые волокна, или, как раньше их называли, балластные вещества, как известно, не усваиваются организмом человека. Однако, установлено, что их роль в метаболических процессах настолько велика, что с современной точки зрения их также относят к биологически активным веществам [260, 311]. Биологически активные вещества, в свою очередь подразделяются на две части: вещества незаменимые и заменимые. Незаменимые БАВ, как известно, не синтезируются организмом и поступают только с пищей (например, большинство витаминов и незаменимые аминокислоты). К заменимым веществам относят некоторые алкалоиды, амины, гликози-ды, заменимые аминокислоты и другие соединения растительного сырья [42, 283]. В отличие от лекарственных препаратов БАВ растительного сырья часто отличаются более благоприятным воздействием на организм человека, что связано с эволюционной приспособляемостью организма к таким природным сочетаниям защитных соединений. Кроме того, из всего комплекса БАВ организм имеет возможность выбрать те, которые необходимы ему на момент их поступления [308, 309].
Во многих литературных источниках можно встретить данные о потребности человеческого организма в биопротекторах в целом и в БАВ в частности. Достаточно подробно этот вопрос рассмотрен в монографии В.М. Позкяковского «Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров». В частности, там мы встречаем следующее: Пищевая плотность рациона - количество незаменимых (несинтезируемых организмом) нутриентов в 1000 ккал [254].
Известно, что многие страны в настоящее время испытывают недостаток в рационе многих важных нутриентов. Дефицит этих веществ приводит к повышению смертности от ишемической болезни сердца, от злокачественных новообразований, а также мочекаменной болезни, аппендицита, кишечных дивертикулезов, многих нарушений функций желудочно-кишечного тракта и других заболеваний [308].
Изолейцин (а-амиио-р-метилвалериановая кислота), а также лейцин (а-аминоизокапроновая кислота) связаны с гормональной системой организма. При недостатке этих аминокислот у животных отмечалась задержка роста и падение веса, а также были зафиксированы изменения в почках и щитовидной железе [258].
Лизин (а,-диаминокапроновая кислота) играет важную роль в образовании гемоглобина и повышает проницаемость капилляров. Дефицит лизина способствует развитию кариеса зубов [185], Кроме того, недостаток лизина приводит к нарушению кровообразования, снижению количества эритроцитов и уменьшению содержания в них гемоглобина. При недостатке лизина нарушается азотистое равновесие, намечается истощение мышц и нарушение кальцификации костей, а также возникает ряд изменений в печени и легких [258].
Метионин (а-амино-у-метилтиомасляная кислота) превращается в организме в цистии. При недостатке в белке цистина он синтезируется из незаменимой аминокислоты - метионина, поэтому при оценке пищевой ценности белков по содержанию незаменимых аминокислот, помимо метионина, учитывают и содержание цистина. Метионин и цистин относятся к аминокислотам, содержащим серу и играющим существенную роль в деятельности нервной системы. Метионин также обеспечивает нормальное транспортирование жира из печени и ее антитоксическую функцию [185]. Метильные группы метионина используются для синтеза холина- вещества с сильным липотропиым действием, предупреждающего ожирение печени. Метионин также оказывает влияние на обмен жиров и фосфатидов печени и, таким образом, играет важную роль в профилактике и лечении атеросклероза. Установлена связь метионина с обменом витамина В(2 и фолиевой кислоты; последние стимулируют отделение метильных групп метионина, обеспечивая таким образом синтез холина в организме. Метионин играет важную роль в функции надпочечников и необходим для синтеза адреналина [258].
Треонин (а-амино-р-окси (масляная кислота) необходим для нормального роста животных организмов [258]. Триптофан (а-амино-р-индолилпропионовая кислота) в организме является источником ряда метаболитов. Среди промежуточных продуктов обмена триптофана наиболее известны кинуренин, кинуреновая, ксантуреновая и никотиновая кислоты, пигменты, серотонин, индолуксусная кислота и др. Серотонин обладает активным депрессорным и антидиуретическим действием [185]. Имеютя данные о важной роли триптофана в образовании сывороточных белков и гемоглобина. Триптофан связан с обменом никотиновой кислоты и необходим для ее образования. В связи с этим в этиологии пеллагры недостаток триптофана играет не меньшую роль, чем недостаток никотиновой кислоты [258].
Феиилаланин (а-амино-р-фенилпропионовая кислота) превращается в организме в тирозин и адреналин. Тироксин, образующийся из тирозииа, играет большую роль в деятельности щитовидной железы, повышая ее функциональную способность. Тирозин в организме также трансформируется в норадреналин и пигменты (меланины) [185]. При недостатке тироксина возникает целый ряд заболеваний щитовидной железы, в частности, зоб [208].
Маркетинговые исследования конъюнктуры спроса и предложения на функциональные продукты питания специального назначения в Екатеринбурге
Современная ситуация на продовольственном рынка нашей страны, в том числе и в Свердловской области, вызывает необходимость решения ряда проблем. В частности, в Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 г говорится, что «питание должно не только удовлетворять потребности организхма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные задачи» [166]. В этом аспекте мві считаем весьма актуальной задачу насыщения внутриобластного товарного рынка экологически неблагоприятного региона продуктами с биопротекторными свойствами.
В экспериментальной части диссертационной работы будут представлены данные наших исследований, посвященнвгх решению научно-технических задач. Однако, прежде чем начать разработку и внедрение новых лечебно-профилактических продуктов, необходимо было убедиться в экономической и социальной целесообразности данной работы. Такую информацию мы получили, проведя предварительные маркетинговые исследования. В данной главе проанализируем результаты проделанной работы.
Известно, что высокий уровень загрязнения радиоактивными и токсичными элементами окружающей среды приводит к необходимости поиска, разработки и внедрения в производство лечебно-профилактических продуктов питания, предназначенных для выведения из организма человека тяжелых металлов и повышения сопротивляемости неблагоприятным факторам окружающей среды.
Однако, нужно отметить, что одним из основных методов определения готовности рьыка к внедрению новых продуктов являются маркетинговые исследования. Необходимость проведения исследований перед разработкой нового продукта трудно переоценить, так как именно глубокое и всестороннее исследование рынка, определение его возможностей, существующих потребностей, является гарантом минимизации убытков и возможных неудач при выводе нового продукта на рынок. Классическое маркетинговое исследование состоит из следующих этапов: выявление проблем и формулировка целей исследований; отбор источников информации; сбор информации; анализ и оценка собранной информации; представление полученных результатов.
Для выявления прогнозируемых потребностей были проведены маркетинговые исследования по определению возможности производства и реализации продуктов лечебно-профилактического питания в Свердловской области для решения следующих проблем. Для достижения цели исследований использовали 3-х уровневую модель: кабинетные исследования — полевые исследования (витринные наблюдения —» опрос). Задачи, решаемые в данном исследовании, касались оценки состояния и структуры товарного предложения в сфере розничной торговли продовольственными товарами, а также отношения населения к инновационным продуктам питания функциональной направленности.
Для получения знаний о состоянии покупательской готовности в отношении функциональных продуктов питания специального назначения (биопротекторов) мы считали целесообразным провести социологические исследования методом анкетного опроса в крупнейших предприятиях розничной торговли продовольственными товарами г. Екатеринбурга (Кировский, Екатерининский, Звездный, Купец и др.), а также проанализировать рекламные издания по предложению и спросу обогащенных продуктов питания в Свердловской области (Пульс цен, Оптовик, Курьер и т.д.).
Кабинетные исследования позволили дать комплексную оценку рынка продуктов питания Свердловской области и способствовали моделированию его генеральной совокупности, на основании которой осуществлялась последующая выборка для полевых исследований.
Витринные наблюдения показали, что в настоящий момент ассортимент предлагаемых функциональных продуктов питания очень узок и составляет 2 - 3% от об-щейтоварного предложения в сфере продовольственного питания.. В основном (90%) набор таких продуктов представлен иностранными фирмами («Dannon», «Nestle» и др.). Стоимость этих товаров достаточно высока, что сказывается на спросе.
Данная ситуация на рынке Свердловской области при правильной стратегии организации производства и продажи подобной продукции открывает хорошие перспективы его потенциальным участникам.
Для целей опроса была выбрана репрезентативная панель, соответствующая по своим параметрам (половозрастному составу, социальному статусу и уровню доходов) гипотетической структуре целевой покупательской аудитории ФТШСН.
Половозрастной состав респондентов представлен на рисунке 3.1. Наибольший удельный вес в структуре опрашиваемых занимали женщины в возрасте от 36 до 55 лет - 60,3% и мужчины в возрасте от 16 до 35 - 63,7%. Количество опрошенных женщин в возрасте более 55 лет составило всего 3,4%, а мужчин - 1,8%.
Для оценки состояния покупательской готовности к покупке инновационных продуктов питания было проведено исследование о затратах респондентов на продовольственные товары (рисунок 3.3.). По данным опроса можно сделать вывод, что респонденты вынуждены значительную часть своих доходов тратить на приобретение пищевых продуктов. Пенсионер Другое Предприни матель Х С- ГЛ Учащийся, студент
Рабочий у V Служащий - Рисунок 3.2 - Социальное положение опрошенных потребителей Далее мы проанализировали средний уровень месячного дохода опрошенного населения и установили, что в основном он невелик. Так, доход до 1000 рублей в месяц (по уровню конца 2002 - начала 2003 года) имели 15,5% респондентов (очевидно, имелась в виду студенческая стипендия). 36,2% опрошенных зарабатывали от 1000 до 5000 рублей в месяц, 34,5% - от 5000 до 10000 рублей, 8,6% - от 10000 до 20000 рублей и только 5,2% - свыше 20000 рублей в месяц.
4П ц и 30 20 10 0 20 - 35% 35 - 50/ » более 50% Рисунок 3.3 - Затраты опрошенных потребителей на покупку продуктов питания (% от семейного бюджета). Анализ отношения покупательской панели к месту производства продовольственных товаров и к информации об их ингредиентном составе показал, что 82,8% респондентов предпочитают покупать отечественные продукты питания, 12,1% -импортные и 5,1% равнодушны к этому фактору. 77,6% опрошенных обращают внимание на состав продуктов, который написан на маркировке.
Технология производства жирорастворимых красителей из крапивы двудомной и душицы обыкновенной
В ходе исследований, посвященных использованию уральского растительного сырья для производства натуральных пищевых красителей нами также были привлечены различные виды местных лекарственных трав. Основной целью данной работы была разработка технологии получения зеленого пищевого красителя с повышенной физиологической ценностью. В качестве сырья были использованы различные травянистые лекарственные растения Свердловской области, собранные в заповеднике «Оленьи ручьи».
В связи с тем, что хлорофилл не растворяется в воде, получение зеленых водорастворимых красителей из травянистого сырья не представляется возможным. Поэтому технология производства натурального зеленого красителя предусматривала следующие операции: экстракция красящего вещества из растительного сырья с помощью этилового спирта, концентрация полученного экстракта до сухого состояния с помощью роторного испарителя, растворение полученного сухого остатка в подсолнечном масле.
В результате работы дегустационной комиссии, исследующей органолептические показатели качества сливочных кремов, выработанных с применением пищевых красителей из местного растительного сырья был сделан вывод о целесообразности их применения в пищевой промышленности. Из местных травянистых растений предпочтение было отдано крапиве двудомной по двум причинам: более интенсивный зеленый цвет красителя, а также широкая распространенность, доступность и дешевизна исходного сырья.
Можно сделать вывод, что переработка растительного сырья Свердловской области (а в целом и всего Уральского региона) для производства натуральных пищевых красителей является весьма актуальным и экономически целесообразным направлением. Преимущества этого процесса очевидны:
1. Широко распространенные на Урале свекла столовая, крапива двудомная и душица обыкновенная являются хорошим сырьем для производства соответственно красного водорастворимого и зеленого жирорастворимого красителей.
2. Мембранная обратноосмотическая технология концентрации свекольного красителя позволяет максимально сохранить в нем содержание би о протекторов, в частности, бетаина.
3. При обратно осмотической концентрации свекольного красителя в нем существенно понижается содержание тяжелых металлов.
4. Жирорастворимые красители из крапивы и душицы не только являются хорошей заменой синтетическим красителям, но и обогащают пищевые продукты витамином С и соответственно калием и марганцем.
Порошки из яблок и моркови уральской селекции были получены методом сушки в псевдоожиженном слое с дальнейшим измельчением на лабораторной мельнице. Сушка осуществлялась на кафедре теоретической теплотехники Уральского государственного технического университета. Схема и основные параметры установки приведены ниже.
В ходе эксперимента было исследовано влияние гидродинамики и температуры среды на скорость сушки плодов и овощей в псевдоожиженном слое, а также определены оптимальные параметры процесса, при которых продолжительность сушки уменьшается в 6 - 9 раз, а качество готового продукта улучшается.
В ранее проведённых экспериментах было установлено, что оптимальной температурой сушки плодового и овощного сырья с точки зрения сохранения его пищевой ценности является интервал от 50 до 70 С. Именно поэтому в настоящих опытах выдерживались фиксированные температуры ожижающего агента 50, 60 и 70С.
Для устранения ряда нежелательных факторов процесса сушки, увеличения объёма разовой загрузки рабочей камеры и дополнительной интенсификации слоя предлагается осуществить переход к сушке в ротационно-псевдоожиженном слое путём наложения на свободное псевдоожижение сырья вращательного импульса, что приведёт к увеличению радиальной составляющей скорости движения сырья и разрушению возникающих в слое агломератов. Это позволяет на протяжении всего процесса сушки иметь однородный слой свободно движущихся частиц плодов и овощей, сократить время сушки, улучшить качество продукции за счёт равномерного прогрева сырья.
Обогащение хлебобулочных изделий растительными порошками
Следующим этапом наших исследований явилось изучение пищевой ценности новых видов хлебобулочных изделий, приготовленных с добавлением растительных порошков. При этом особое внимание было уделено анализу влияния добавки на пищевую и биологическую ценность хлеба. Были определены также органолептиче-ские показатели новых сортов хлеба и стандартные показатели качества готового продукта - влажность, кислотность, пористость, удельный объем.
По этим показателям изучались два новых вида хлебобулочных изделий диетического назначения с введением в рецептуру 1) яблочного порошка; 2) комбинации яблочного и морковного порошка.
Наибольший интерес в качестве биологически активной добавки представляет интерес порошок, полученный методом псевдоожиженной сушки из яблок уральского сорта Персиянка, так как он содержит повышенное (по сравнению с другими сортами) количество аскорбиновой кислоты, Р-активных соединений, а также высокое содержание железа и марганца. Поэтому при проведении дальнейших исследований по включению в рецептуру хлебобулочных и мясных рубленых изделий порошка из яблок мы использовали яблоки сорта Персиянка. В комбинации с яблочным порошком был также использован порошок из моркови местной селекции сорта Нантская
С учетом ранее приведенных результатов исследований потребительских свойств порошков полученные результаты мы сравнивали с данными контрольного варианта, приготовленного по традиционной рецептуре без применения растительных порошков. Рецептуры полученных изделий приведены ниже.
Для определения влияния растительных порошков на качество хлеба проведена серия лабораторных выпечек по рецептуре и при условиях, указанных в главе 2.
Нами исследовалось влияние яблочных порошков различных концентраций (1-5%) на качество изделий. Органолептическая оценка качества лабораторных образцов показала, что во всех опытных вариантах форма изделия сохраняется на уровне контроля. С увеличением количества вводимого порошка значителы-ю изменяется цвет мякиша от светлого до темно-желтого с серым оттенком, цвет корки также темнеет. Снижается пористость изделий. На основе органолептической оценки образцов выбран оптимальный вариант хлеба с добавлением 3% яблочного порошка.
При увеличении в рецептуре морковного порошка (от 1 до 3 %) в сочетании с 2% яблочным цвет корки и мякиша хлеба становится излишне оранжевым, ухудшается пористость изделий. Оптимальным количеством морковного порошка в сочетании с яблочным было установлено - 1 %. При введении 2% яблочного и 1 % морковного порошка цвет корки хлеба становится золотисто-оранжевым, с глянцем и более приятным, чем в образце с добавлением лишь одного яблочного порошка. Мякиш приобретал красивый светло-оранжевый цвет, окраска равномерная. Состояние пористости осталось на уровне контроля. Вкус и аромат приятные с привкусом и запахом моркови.
Таким образом, введение в рецептуру хлебобулочных изделий яблочного порошка в количестве 3% и яблочно-морковного (2% и ] %) является оптимальным и благоприятно влияет на их органолептические показатели.
Физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий в соответствии с требованиями ГОСТ 28808 приведены в таблице 6.11.
Проведенные исследования показывают, что добавление в рецептуру хлебобулочных изделий порошков из яблок и моркови не оказывает существенного влияния на физико-химические показатели качества хлеба. Так, влажность изделий осталась на уровне контроля. Наблюдалось некоторое снижение в опытных вариантах, в сравнении с контролем, таких показателей, как удельный объем и пористость изделий, что объясняется снижением доли клейковинных белков и увеличения концентрации пищевых волокон. Структурно-механические свойства мякиша остаются на уровне контроля. Таким образом, добавление растительных порошков не оказывает негативного влияния на качество готовых изделий.
Очевидно, что внесение растительных порошков в хлеб не оказывает влияния на содержание нитратов. Введение яблочного и яблочно-морковного порошков увеличивает содержание нитратов на 16,1 и 19,3 соответственно. Однако это не превышает допустимых уровней [ ]. Кроме того, основная доля нитратов приходится на традиционные компоненты сырья хлеба (муку, дрожжи и т.д.), а доля нитратов за счет порошка не превышает 1/3. При этом в варианте 1 содержание нитратов ниже, чем в варианте 2.
Данные по аминокислотному составу хлеба из муки высшего сорта с порошками из моркови и яблок в сравнении с контрольным вариантом приведены в таблице 6.13 (условия гидролиза при проведении анализа не позволяют определить триптофан). Из данных таблицы видно, что в хлебобулочных изделиях без добавок высоко содержание лейцина, фенилалаї-шна, пролина, глутаминовой кислоты и валина. В то же время, отмечено невысокое количество таких незаменимых аминокислот, как ме-тионин и лизин. Наши результаты в целом согласуются с выводами других исследователей по аминокислотному составу хлеба.
В результате анализа белковой ценности хлеба с растительными порошками очевидно, что, хотя растительные порошки нельзя считать белковыми обогатителями хлебобулочных изделий, тем не менее они вводят дополнительно незаменимые аминокислоты, увеличивая их содержание в хлебе на 3,6 - 4,7% и, таким образом, несколько улучшают биологическую полноценность хлебного белка. Не следует забывать, что вместе с белками растительные порошки вносят в хлеб такие виды Б АД, как Р-активные вещества, пектины, (3-каротин и минеральные вещества.
При исследовании углеводного состава экспериментальных хлебобулочных изделий (таблица 6.15) было отмечено, что внесение в их рецептуру растительных добавок несколько увеличивает содержание Сахаров. Так, при внесении порошка из яблок содержание Сахаров увеличилось на 10,5%, главным образом за счет увеличения редуцирующих веществ на 28%, а при внесении яблочно-морковного порошка содержание Сахаров увеличилось на 15,8% и 43% соответственно. Незначительное увеличение суммы Сахаров объясняется тем, что часть сахара, вносимого в тесто, была заменена порошками.
Следует обратить внимание на то, что при выпечке экспериментальных образцов хлеба часть сахара по рецептуре была заменена растительными порошками. В то же время, как видно из данных таблицы 6.15, содержание сахарозы в опытных вариантах не уменьшилось в сравнении с контролем. При этом увеличилось содержание редуцирующих Сахаров. Таким образом, добавка растительных порошков позволяет сократить расход сахара в рецептуре, при этом увеличивая содержание общего сахара за счет легкоусвояемых моносахаридов (фруктозы и глюкозы).
Внесение в рецептуру хлеба растительных порошков позволяет также повысить содержание пищевых волокон (клетчатки и пектиновых веществ). Установлено, что введение в рецептуру 3% яблочного порошка позволяет увеличить содержание пектиновых веществ на 16%, а добавление яблочно-морковного - на 11%. При этом содержание клетчатки увеличивается в 1,5 раза. Учитывая известные биопротекторные свойства пищевых волокон, можно сделать вывод, что подтверждается наше предположение о повышении пищевой ценности хлеба с помощью растительных порошков. Для дальнейшего развития этой гипотезы рассмотрим минеральный и витаминный состав экспериментального хлеба.
