Введение к работе
Актуальность работы. Удовлетворение физиологических потребностей населения высококачественным, биологически полноценным и безопасным продовольствием – одна из важнейших стратегических задач развития АПК России. Ее решение предусматривает прежде всего обогащение пищевых продуктов физиологически функциональными ингредиентами, в том числе полиненасыщенными жирными кислотами, полноценным белком, пищевыми волокнами, витаминами, другими незаменимыми нутриентами.
Источником таких веществ могут служить масличные культуры семейства крестоцветных: рапс, рыжик, сурепица. Достижения последних десятилетий позволяют говорить о целесообразности выращивания и переработки рассматриваемых культур, которые способны давать устойчивые урожаи в условиях зон рискованного земледелия.
Объектами обогащения могут служить мучные кондитерские и хлебобулочные изделия, представляющие весомую группу пищевых продуктов массового потребления, пользующихся постоянным и устойчивым спросом у населения.
Использование новых видов функционального сырья для направленной коррекции химического состава пищевых продуктов требует новых технологических решений, обеспечивающих получение высококачественной, конкурентоспособной продукции. Разработка эффективных технологий указанных продуктов питания с высокими потребительскими свойствами, представляется актуальной и социально значимой задачей.
Значительный вклад в развитие рассматриваемых направлений внесли отечественные ученые – академик РАМН В.А. Тутельян, академик РАСХН Л.М. Аксенова, профессора В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, Т.В. Савенкова, А.П. Нечаев, В.Г. Щербаков, Е.П. Корнена, С.А. Калманович, Н.М. Дерканосова, В.М. Позняковский и другие.
Следует отметить недостаточный объем исследований потребительских свойств продуктов переработки масличных культур Сибирского региона и их использования в производстве кондитерских и хлебобулочных изделий различной функциональной направленности. Отсутствует единая система оценки качества, позволяющая учитывать ожидания потребителей, что обеспечит высокий спрос и конкурентное преимущество продукции.
В этой связи выполнение настоящих исследований представляется важной и актуальной задачей. Работа выполнялась в рамках реализации «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации», региональной программы «К здоровью – через питание».
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка концептуальных подходов к разработке рецептур, технологий производства и оценки качества мучных кондитерских и хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона.
Для реализации цели поставлены следующие задачи:
- проанализировать современное состояние, теоретические и практические достижения в области обогащения мучных кондитерских и хлебобулочных изделий физиологически функциональными ингредиентами;
- изучить потребительские свойства продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона - рапса, рыжика, сурепицы;
- исследовать профилактическую эффективность рыжикового масла для его товароведной оценки как функционального продукта;
- разработать способы повышения качества растительных масел и жмыхов, полученных из семян масличных культур семейства крестоцветных;
- обосновать параметры, режимы, способы получения белковых препаратов из жмыхов и дать оценку их качества;
- определить потребительские предпочтения в отношении мучных кондитерских изделий, приоритеты в отношении характеристик их качества, обосновать выбор изделий и направлений использования продуктов переработки масличных культур (масел, белковых препаратов) в производстве мучных кондитерских и хлебобулочных изделий;
- разработать квалиметрическую модель оценки качества и безопасности мучных кондитерских изделий;
- исследовать функционально-технологические свойства сырья, пищевых добавок и белковых препаратов с целью обоснования выбора пищевых добавок и белковых препаратов для стабилизации свойств полуфабрикатов и качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами;
- изучить закономерности формирования качества полуфабрикатов и готовых мучных изделий с продуктами переработки масличных культур;
- разработать и научно обосновать рецептуры и технологии новых видов мучных кондитерских изделий и хлеба с использованием растительных масел;
- дать оценку потребительских свойств новых видов мучных кондитерских изделий и хлеба с продуктами переработки масличных культур;
- разработать и утвердить нормативную и техническую документацию на новые виды изделий, провести промышленную апробацию разработанных
технологий на предприятиях Сибирского региона, определить экономическую эффективность.
Научная концепция диссертационной работы. В разработку научных и практических основ использования продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона положен комплексный подход к решению взаимосвязанных задач от исследования потребительских свойств сырья с высоким содержанием физиологически функциональных ингредиентов и определения направлений его использования, до разработки рецептур, технологий производства и мучных кондитерских изделий и хлеба с растительными маслами и белковыми препаратами, а также разработки квалиметрической модели оценки качества готовых изделий.
Научная новизна. Дано научное обоснование целесообразности использования растительных масел и белковых препаратов, полученных из семян крестоцветных масличных культур, выращиваемых в Сибирском регионе, в качестве источника физиологически функциональных ингредиентов для обогащения пищевых продуктов.
Подтверждена профилактическая эффективность рыжикового масла «Золото удовольствия» на основании положительных изменений липидного спектра сыворотки крови больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при включении масла в их рацион.
Установлено повышение качества и пищевой ценности растительных масел и белковых препаратов путем использования комплексной технологии, основанной на обрушивании семян и раздельной переработке масличных ядер и семенных оболочек.
На основании исследований условий и параметров экстракции белковых веществ, разработаны способы получения белковых препаратов (концентратов и изолятов) из жмыхов масличных ядер семян рапса и рыжика.
Предложена квалиметрическая модель оценки качества и безопасности мучных кондитерских изделий, позволяющая оценить их идентификационные показатели, безопасность, пищевую ценность, функциональные свойства и стоимость. Методом экспертной оценки установлены коэффициенты весомости показателей первого уровня, проведено структурирование функции качества МКИ, сформировано иерархическое дерево показателей качества и безопасности, выбрана формула расчета обобщенного показателя качества.
Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены способы регулирования и стабилизации свойств полуфабрикатов и качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами путем применения пищевых добавок стабилизирующего действия на основе высокомолекулярных соединений.
Обоснованы принципы выбора пищевых добавок для мучных кондитерских изделий в зависимости от их функционально-технологических и физиологически функциональных свойств.
Раскрыты основные закономерности физико-химических и структурных преобразований в полуфабрикатах и готовых мучных кондитерских изделиях, характеризующие применение растительных масел и пищевых добавок стабилизирующего действия.
Разработаны технологические решения, позволяющие регулировать свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий в направлении увеличения стабильности, обоснованные функционально-технологическими свойствами, дозировками и способами внесения пищевых добавок. Определено многофункциональное влияние пищевых добавок стабилизирующего действия и их комбинаций на потребительские свойства мучных кондитерских изделий с растительными маслами.
Научно обоснованы технологии крекера, сахарного и сдобного печенья, хлеба повышенной пищевой ценности, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами, в том числе семейства -3, токоферолами, пищевыми волокнами.
Выполненную работу можно определить как новое научное направление в области разработки и товароведной оценки мучных кондитерских и хлебобулочных изделий с растительными маслами, заключающееся в обосновании способов регулирования и стабилизации свойств полуфабрикатов и готовых изделий, рецептур и технологий производства, комплексной оценки качества готовой продукции.
Практическая значимость. Разработаны технологии производства крекеров, сахарного и сдобного печенья, хлеба повышенной пищевой ценности с использованием растительных масел с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, в том числе семейства -3, токоферолов. Новизна технических решений подтверждена: пат.2289254 «Способ приготовления крекера»; пат.2333649 «Способ приготовления хлеба»; пат. 2348155 «Способ приготовления мучных кондитерских изделий»; пат.2284120 «Способ производства пралиновых конфет».
Разработана и утверждена документация на новые виды МКИ и хлеба:
- рецептуры на новые виды крекеров «Солнышко» РЦ 9132-042-00356107-2005, «Весенний» РЦ 9132-043-00356107-2005, «Крекер со вкусом карри» РЦ 9132-045-00356107-2005, «Крекер со вкусом кориандра» РЦ 9132-046-00356107-2005, «Крекер со вкусом укропа» РЦ 9132-047-00356107-2005, «Крекер со вкусом жгучего перца» РЦ 9132-048-00356107-2005, технологическая инструкция ТИ 9132-001-00356107-2005, технические условия ТУ 9132-001-00356107-2005;
- рецептуры на новые виды сахарного печенья «Минусинское» РЦ 9131-028-52287809-2007, «Рыжик» РЦ 9131-027-52287809-2007 технологическая инструкция производства ТИ 9131-012-52287809-2007, изменения в технические условия ТУ 9131-002-52287809-03;
- рецептуры на сдобное печенье «Растик» РЦ 9131-048-70617707-2008, «Сибирское» РЦ 9131-049-70617707-2008, технологическая инструкция производства, стандарт организации СТО 70617707-051-2008;
- рецептура на хлеб пшеничный «Сибиряк» РЦ 9114-052-70617707-2008, технологическая инструкция производства ТИ 9114-053-70617707-2008, стандарт организации СТО 70617707-054-2008
Результаты исследований подтверждены опытно-промышленной апробацией на ОАО «Кемеровский кондитерский комбинат», ООО «КДВ Минусинск», ООО «Аквамаркет» (г. Кемерово).
Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», «Товароведение и экспертиза хлебобулочных и кондитерских изделий», «Стандартизация, метрология и сертификация», в курсовом и дипломном проектировании студентов, обобщены в монографии «Потребительские свойства продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона».
Рыжиковое масло «Золото удовольствия» рекомендовано в качестве продукта диетического питания для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, что подтверждено санитарно-эпидемиологическим заключением Головного испытательного центра ГУ НИИ питания РАМН.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на конференциях, симпозиумах, конгрессах, выставках различного уровня, в том числе: 7-ой международной аграрной и продовольственной выставке «Алтайская нива» (Барнаул, 2001г.), международном симпозиуме «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (Кемерово, 2002г.), конгрессе хлебопеков и кондитеров в рамках 3-ей специализированной выставки-ярмарки продовольственных товаров «Продлето-2003» (Барнаул, 2003г.), всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (Кемерово,2003), всероссийском конгрессе по торговле и общественному питанию «Технологические и экономические аспекты обеспечения качества продукции и услуг в торговле и общественном питании» (Кемерово.2003), 7-ом и 9-ом всероссийских форумах «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2003, 2006 г.), региональной выставке-ярмарке новых разработок и технологий в области пищевой и перерабатывающей промышленности, услуг в торговле и общественном питании (Кемерово, 2005), всероссийской научной конференции «Наука. Технологии. Инновации.» (Новосибирск, 2007), межрегиональной научно-практической дистанционной конференции «Современные наукоемкие технологии переработки сырья и производства продуктов питания: состояние, проблемы и перспективы развития» (Омск, 2007), всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (Майкоп, 2008), V международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2008), I межведомственной научно-практической конференции «Товароведение. Экспертиза и технология продовольственных товаров» (Москва, 2008), международной научно-практической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производств» (Воронеж, 2008), II международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2008), всероссийской научной конференции «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск:, 2008), всероссийской научно- практической конференции «Маркетинг: теория и практика» (Магнитогорск, 2009), международной научно-практической конференции «Пища, экология и качество» (Кемерово, 2009).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 63 печатных работах, в том числе: 1 монографии, 10 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, других центральных изданиях, материалах конференций, симпозиумов, конгрессов, научных трудах различных институтов, четырех патентах РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из восьми глав, в том числе введения, аналитического обзора литературы, методологической части, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 350 страницах, включает 80 таблиц, 65 рисунков. Список литературы содержит 406 литературных источников отечественных и зарубежных авторов.
