Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 10
1.1. Радиационная обстановка, изменения в организме, вызываемые радионуклидами, методы декорпорации радионуклидов из организма 12
1.2. Факторы, влияющие на накопление радионуклидов в зерновой продукции 20
1.3. Современное состояние вопроса о токсичных элементах и их поступлении в зерновую продукцию 24
1.4. Загрязнение зерновой продукции пестицидами 39
1.5. Питание, как фактор экологической защиты человека 52
1.5.1. Роль белков и жиров в повышении радиоустойчивости организма при внешнем облучении 54
1.5.2. Влияние минеральных веществ и витаминов на радиочувствительность животных и человека 57
1.5.3. Влияние питательных веществ на ускорение выведения радионуклидов из организма человека и животных 64
1.5.4. Характеристика радиопротекторных веществ зерна и семян зернобобовых 73
1.6. Способы повышения безопасности продуктов питания 80
1.6.1. Влияние технологических процессов производства на показатели безопасности зерновой и зернобобовой продукции 80
1.6.2. Разработка и создание продуктов питания лечебно-профилактического назначения 86
2. Постановка эксперимента, объекты и методы исследования 95
2.1 .Объекты и методы исследования 95
2.2. Оптимизация рецептур зерномучных продуктов численными методами.. 105
3. Проблема безопасности потребителя и маркетинговые исследования по выявлению потребности в диетических и профилактических продуктах питания в экологически неблагополучных регионах . 109
3.1. Характеристика контингента потребителей по половозрастному признаку, доходам, пособиям 112
3.2. Анализ информированности населения о диетическом и профилактическом питании и безопасности продуктов питания 114
3.3. Анализ структуры питания населения и пути улучшения организации диетического и профилактического питания 119
3.4. Анализ мониторинга на токсичные элементы зерномучной продукции... 127
3.5. Анализ динамики активности радионуклидов в объектах внешней среды и зерновой продукции, производимой в зоне экологического бедствия 137
4. Влияние технологических операций при переработке зернового сырья на показатели безопасности и химический состав сырья 147
4.1. Исследование показателей безопасности и химического состава зерна в зависимости от крупности 149
4.2. Влияние способов мойки на изменения показателей безопасности зернового и зернобобового сырья 161
4.3. Содержание токсичных веществ и минеральных элементов в оболочках и ядре зерна и семян зернобобовых 176
4.4. Изменение показателей безопасности продуктов переработки зерна при получении крупяных концентратов 183
5. Разработка технологии концентрата для национального кисломолочного напитка на основе зернового сырья 186
5.1. Определение параметров увлажнения зернового сырья при производстве концентрата 187
5.2. Теоретическое и экспериментальное обоснование режимов ГТО зернового сырья при производстве концентрата 193
5.3. Изучение влияния различных способов ГТО на изменение углеводного комплекса зернового сырья при производстве концентрата ..202
5.4. Влияние крупности помола зернового сырья на качественные показатели национального кисломолочного напитка 209
5.5. Разработка технологической линии получения крупяного концентрата для национального кисломолочного напитка на основе зернового сырья 212
5.6. Технологическая линия по производству сухой кисломолочной основы 215
5.7. Пищевая и биологическая ценность концентрата для национального кисломолочного продукта 217
5.8. Качество и сохраняемость концентрата для кисломолочного напитка «Сергек» 221
5.8.1. Органолептические и физико-химические показатели качества концентрата напитка 221
5.8.2. Микробиологические показатели концентрата и их изменение в процессе хранения 223
5.8.2.1.Изучение изменения состава микрофлоры в процессе хранения крупяного концентрата 225
6. Разработка научно-обоснованных рецептур технологий пищевых продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения на зерновой основе 230
6.1. Комбинированные крупы для диетического питания: обоснование рецептуры, технология, качество, сохраняемость 232
6.2. Хлопья для профилактического питания на основе комбинированных круп: технология, качество, сохраняемость, обоснование использования. 247
6.3. Сухие завтраки «Байытылган» с использованием биологически активной добавки «Литовит»: рецептура, технология, качество 257
6.4. Мучные кондитерские изделия для диетического питания: обоснование рецептуры, качество, сохраняемость 263
Выводы 280
Литература 286
Приложения 317
- Влияние минеральных веществ и витаминов на радиочувствительность животных и человека
- Анализ информированности населения о диетическом и профилактическом питании и безопасности продуктов питания
- Влияние способов мойки на изменения показателей безопасности зернового и зернобобового сырья
- Изучение влияния различных способов ГТО на изменение углеводного комплекса зернового сырья при производстве концентрата
Введение к работе
Ориентация на рыночную экономику определяет особенности концепции удовлетворения спроса населения на высококачественные продукты питания. Одним из требований, предъявляемым к продуктам питания, является безопасность их для организма человека. Непрерывное расширение ассортимента пищевых продуктов, внедрение новых технологических процессов в производство, хранение и реализацию продуктов питания, изменение характера питания порой оказывают значительное влияние на уровень загрязнения пищевых продуктов определенными токсическими веществами. Особую опасность с этой точки зрения представляет загрязнение окружающей среды промышленными отходами и расширение использования в сельском хозяйстве химикатов.
Проблема загрязнения окружающей среды веществами промышленного загрязнения очень актуальна для России и Казахстана. В почвах обнаружено высокое содержание свинца, меди, цинка, кадмия и других соединений тяжелых и цветных металлов. В сельском хозяйстве республик применяются более 150 наименований пестицидов, определенная часть которых входит в число запрещенных и отсутствующих в «Списке химических и биологических средств, используемых для защиты растений».
Южные области Казахстана (Жамбылская, Южно-Казахстанская и Кзыл-Ординская) являются экологически неблагополучными регионами республики. Население этих областей подвержено действию различных неблагоприятных факторов экологического окружения (Приаралье, близкое расположение космодрома Байконур и др). Глобально ухудшается здоровье населения этого региона, детская смертность в 5-7 раз выше, чем в России, Украине, Белоруссии.
Тяжелая экологическая ситуация, ухудшение структуры питания населения делают очень важной проблему поиска природных средств, растительного сырья, богатого биологически активными веществами, повышающими адаптационные возможности организма к экстремальным факторам внешней среды и предотвращающих развитие ряда заболеваний.
Зерно и зернопродукты могут быть источником и носителем большого числа опасных для здоровья человека химических веществ, которые попадают и накапливаются в зерне в процессе сельскохозяйственного производства.
Зернопродукты занимают значительное место в рационе питания человека. По пищевой и биологической ценности они уступают другим пищевым продуктам, в частности, мясу и молоку. Один из главных недостатков зернопро-дуктов - недостаточное содержание незаменимых аминокислот и минеральных элементов. Поэтому вопрос повышения качества, в частности пищевой ценности и безопасности зерновой продукции, является весьма актуальным.
Проблема обеспечения безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов, улучшение структуры и качества питания носит государственный характер.В настоящее время реализация основных направлений по обеспечению указанной проблемы осуществляется в рамках 2 республиканских программ.
В соответствии с Законами России и Казахстана «О сертификации» продовольственные товары, в том числе зерномучные, подлежат обязательной сертификации, основой которой является соответствие медико-биологическим требованиям продукции по показателям безопасности.
Потребительские свойства зерновой продукции определяются пищевой ценностью, в том числе безопасностью. Пищевая ценность согласно современным медико-биологическим требованиям предусматривает содержание биологически активных веществ — белков, жиров, витаминов, минеральных веществ, клетчатки, усвояемых углеводов. Критериями безопасности являются содержание токсичных элементов, микотоксинов, нитратов, радионуклидов и пестицидов, а также наличие патогенной микрофлоры.
Результаты мониторинга, проводимого в крупных промышленных регионах России и Казахстана, свидетельствуют о высоком уровне загрязнения продуктов питания токсичными элементами. От 16 до 47 % проб пищевых продуктов содержат тяжелые металлы, их них от 7 до 12 % в концентрациях, превышающих ПДК.
В связи с этим задача повышения безопасности продуктов питания приобретает все большее значение. В осуществлении этой задачи важную роль должны сыграть научные исследования, направленные на поиск путей снижения содержания токсичных элементов, радионуклидов, пестицидов при переработке зернового и зернобобового сырья, а также на создание научно-обоснованных продуктов питания диетического и лечебно- профилактического назначения, обладающих радиопротекторными свойствами.
Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы является: теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения зер-номучной продукции с высокими потребительскими свойствами, безопасной для здоровья людей и предназначенной для их лечебно-профилактического питания, из сырья, выращенного в экологически неблагополучных регионах.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
- выполнить маркетинговые исследования по выявлению потребности в профилактических продуктах питания в экологически неблагополучных регионах Казахстана;
- провести анализ мониторинга на токсичные вещества зерномучной продукции;
- исследовать влияние отдельных способов и параметров предварительной обработки зерна и семян зернобобовых на показатели безопасности;
- разработать научно-обоснованные рецептуры и технологии пищевых продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения на основе зернового и зернобобового сырья;
- разработать нормативную документацию на новые продукты питания на зерномучной основе.
Рассматриваемая проблема решалась в соответствии с основными направлениями государственных программ по обеспечению безопасности пищевых продуктов, законов РФ и РК «О защите прав потребителей», «О стандар тизации», «О сертификации», «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие экологического бедствия в Приаралье» в рамках отраслевой научно-технической программы «Научное обеспечение производства, переработки и хранения сельскохозяйственной продукции по регионам Казахстана на 2001-2005 годы», № Гос. регистрации 0101РК00197; заказ - наряда Министерства науки и высшего образования РК «Создание сбалансированных продуктов питания целевого назначения», № Гос. регистрации 0100РК00554.
Научная новизна. На основе анализа литературных и собственных экспериментальных данных по содержанию тяжелых металлов, радионуклидов и пестицидов в зерновой и зернобобовой продукции, выращенной в экологически неблагополучных регионах, изучения способов и параметров обработки зернового сырья с целью снижения токсичных веществ, произведена систематизация и разработана концепция получения безопасной продукции, соответствующей современным требованиям науки о питании человека.
Разработаны теоретические основы совершенствования ряда технологических процессов предварительной обработки зернового сырья, позволяющие снизить уровень содержания тяжелых металлов, радионуклидов и пестицидов и обеспечить получение готовых продуктов, отвечающих по показателям безопасности медико-биологическим требованиям, предъявляемым к продуктам общего и лечебно-профилактического назначения.
Установлены математические и графические зависимости показателей, характеризующих безопасность зерновой и зернобобовой продукции, выращенной в экологически неблагополучных регионах, от вида сырья, крупности зерновок, степени измельчения, способа мойки и гидротермической обработки.
Показано, что предварительная обработка зерна (сортирование по крупности, мойка с предварительным замачиванием в растворе поваренной соли, шелушение, пропаривание под избыточным давлением) способствуют не только снижению содержания в нем токсичных веществ, но и повышению потребительских свойств исходного зернового и зернобобового сырья для производства продуктов профилактического назначения.
Разработаны технологические основы гидротермической обработки зернового сырья, позволяющие повысить качественные показатели и длительность хранения готовых продуктов.
Аналитически обоснована и экспериментально доказана возможность использования БАД «Литовит», повышающей радиопротекторные и антианемические свойства продуктов, при производстве крупяных концентратов и мучных кондитерских изделий.
Научная новизна работы подтверждена 2 авторскими свидетельствами и 8 патентами РК.
Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований внедрены в производство по следующим направлениям:
- разработаны практические рекомендации по улучшению организации снабжения населения, проживающего в зоне экологического бедствия, диетическими и лечебно-профилактическими продуктами питания, утвержденные начальником областного территориального управления по Кзыл-Ординской области 12.08.2002г.;
- даны практические рекомендации по переработке зернового и зернобобового сырья с целью снижения показателей безопасности готовой продукции, утвержденные начальником управления сельского хозяйства по Жамбыл-ской области 15.05.2002г.;
- разработан способ производства сухого концентрата для кисломолочного напитка на зерновой основе (ТУ 649 РК 3960-1919-01-2000- Сухой концентрат для кисломолочного напитка «Сергек»).
Исследована пищевая и биологическая ценность разработанного концентрата. На основании изучения микробиологических, физико-химических и ор-ганолептических показателей установлены сроки хранения концентрата (Акт о внедрении на научно-производственном участке ТарГУ от 03.10.2001г.)
- разработаны рецептуры и технология производства сухих завтраков на зерновой основе «Байытылган» для диетического питания людей, контактирующих с радиоактивными веществами и токсичными элементами. (ТУ 649 PK 3960-1919-02-2001-Сухие завтраки для диетического питания «Байы-тылган»). Изучены биохимические, физико-химические и органолептиче-ские показатели сухих завтраков. Определен медико-биологический эффект разработанных продуктов. (Акт о внедрении на ТОО «Алиша -Нан» Жам-былской области от 6 июня 2001г.).
- разработаны новые виды мучных кондитерских изделий, обогащенных биологически активными добавками (витаминами, минералами), в том числе с БАД «Литовит» (ТУ 649 РК 3960-1.919-03-2001-Печенье, обогащенное витаминами и микроэлементами).
Изучено влияние БАД «Литовит» на структурно-механические свойства теста для мучных кондитерских изделий и сохраняемость готовых продуктов. Выпущена опытная партия продукции (акт о выработке опытной партии в кондитерском цехе АО «Береке-Нан» г.Кзыл-Орды от 13.08.2002г.)
- разработаны научно-обоснованные рецептуры, технология и нормативная документация на комбинированные крупы для диетического питания людей, контактирующих с радиоактивными веществами и токсичными элементами.
Обоснованы оптимальные технологические режимы получения комбинированных круп для диетического питания. Исследована пищевая и биологическая ценность, изучены показатели качества и сохраняемость разработанных круп (Патенты РК № 6971, № 9947, № 12526).
- разработана технология и нормативная документация на хлопья для профилактического питания (патент РК № 8759).
Влияние минеральных веществ и витаминов на радиочувствительность животных и человека
Влияние минеральных веществ на радиочувствительность достаточно хорошо изучено, причем наибольшее внимание уделено роли кальция, что объясняется стабилизирующим действием кальция на функции клеточных мембран, которое доказывается определенным проявлением повышенной радиоустойчивости клеток, облученных in vitro и подверженных воздействию высоких концентраций кальция. Книжников В.А. и другие достигали более сильного защитного эффекта путем введения кальция и фтора в пищевой рацион животных. Механизм радиозащитного действия указанных веществ авторы объясняют их влиянием на кроветворную ткань /138/.
Одним из важных микроэлементов, оказывающих большое влияние на состояние организма человека, животных и растений является кобальт. При дефиците кобальта, например, у животных развивается заболевание, проявляющееся потерей аппетита, анемией, прекращением отделения молока, резким исхуданием и приводит к падежу скота /162/.
Имеются данные о повышении выживаемости облученных животных, получивших в диете большое количество кобальта. Наибольший радиозащитный эффект при применении солей кобальта был получен в экспериментах Дымко Е.Ф. и Казанцевой Л.И. /163/. Пероральное введение хлористого кобальта кроликам в течение 4-5 дней до облучения в летальных дозах (10,5г и 12,6г) давало 60% выживаемости. Смесь микроэлементов (магния, меди, никеля, марганца, цинка, кобальта) и витамина В Х2 обладала радиопрофилактическими свойствами при введении ее за 5 дней до облучения в смертельной дозе (выживаемость около 80%).
Сочетание солей кобальта с метионином и витаминами группы В при пе-роральном применении до облучения увеличивало срок выживаемости крыс почти на 30% и удлиняло время их жизни на 4 суток /164/.
Шукуровым А. в результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что комплексные соединения микроэлементов (в основном кобальта, железа и меди) увеличивают выживаемость, нормализуют состав периферической крови облученных животных, повышают естественные и искусственные факторы иммунитета, дегидразную активность тканей /162/. Кобаль-тосодержащие комплексные соединения оказались эффективными и при лечении общих лучевых осложнений у больных раком, подвергшихся телегаммате-рапии. Карибской Е.В. и Маленковой К.М. выявлено благоприятное действие хлористого кобальта на течение лучевой болезни у животных и при общих лучевых осложнениях у больных, подвергшихся послеоперационной рентгенотерапии. Установлено, что подкормка животных хлористым кобальтом замедляет развитие лучевой болезни, выравнивает подавление функции костного мозга; к 3 месяцам у больных после облучения наступает полное восстановление кроветворения. У больных, подвергшихся рентгенотерапии, при употреблении хлористого кобальта в количестве 300 мг/кг ежедневно, отмечен положительный лечебный эффект /162/.
Важным элементом в питании людей, контактирующих с излучениями, является железо. Оно призвано обеспечить компенсацию физиологических потерь организма при облучении и создать резерв для увеличения массы тела, объема крови, количества гемоглобина и содержания железа в тканях. При недостатке железа развивается гипохромная анемия и возникают значительные нарушения в формировании костей /165/.
Повышение выживаемости и ускоренное восстановление кроветворных функций исследователи наблюдали у животных, подвергшихся острому однократному облучению и получавших пищу с высоким содержанием калия /166/. Прасличка М., Хлебовски О. отмечали благоприятное действие калия и магния на восстановление равновесия клеточных электролитов, активность ферментов и процессы окислительного метаболизма после введения перорально калиевых и магниевых солей аспарагиновой кислоты /167/. Показано, что при назначении мышам этих солей с питьевой водой в течение нескольких суток до и после облучения быстрее восстанавливаются кроветворные функции.
Следует подчеркнуть, что для животного организма важно как количество, так и соотношение минеральных и других пищевых веществ. При увеличении в диете содержания белка до 24% и кальция до 0,6% наблюдается более быстрый рост животных /168/. Избыток или недостаток жира тормозит всасывание кальция, приводит к его снижению в костной ткани и изменению каль-циево-фосфорного коэффициента /169/. Поспишил М. и другие считают, что при лучевой болезни, вызванной внешним облучением, наиболее благоприятное соотношение кальция и фосфора 1:0,5 /166/.
Нарушение соотношения, особенно за счет увеличения количества кальция может привести к возникновению патологических состояний, в том числе к кальцификации почек и других внутренних органов /168/. Повышенное содержание фосфора в пище дает дополнительную нагрузку на почки и снижает усвоение железа /169/.
Исходя из этого, при составлении рационов для лечебно-профилактического питания людей, контактирующих с облучением, необходимо учитывать не только общее количество поступающих элементов, но и обеспечить их определенное соотношение и усвоение.
Витамины являются одним из средств, обеспечивающих жизнедеятельность и повышающих устойчивость организма к повреждающему действию ионизирующего излучения. Большинство авторов считает, что после лучевого воздействия обмен многих витаминов в организме претерпевает существенные изменения/139, 148, 154/.
В работах Перепелкина СР., Шмидта А.А. показано, что степень нарушения витаминного обмена после облучения существенно зависит от содержания витаминов в рационе /139, 148/.
По мнению Рогозкина В.Д., действие витаминов в основном связано с повышением естественной радиорезистентности организма и относит витамины к средствам биологической защиты /164/. Роль витаминов, как считают Бухман И.Д. и Кадыков Б.И, сводится, главным образом, к регуляции и нормализации изменений в отдельных звеньях обмена веществ, которые вызваны облучением, и к улучшению и ускорению репаративных процессов в организме человека/160/.
Анализ информированности населения о диетическом и профилактическом питании и безопасности продуктов питания
Удовлетворение физиологических потребностей населения высококачественными биологически полноценными, безопасными продуктами питания является важнейшей проблемой социально-экономического развития республики наряду со структурной перестройкой экономики, выживанием науки и научного потенциала, охраной здоровья населения, обеспечением сбалансированности потребительского рынка /293/.
Повышенный уровень радиоактивного загрязнения и загрязнение токсичными элементами окружающей среды в ряде областей Республики Казахстан приводит к необходимости поиска, разработки и внедрения в производство диетических и профилактических продуктов питания, направленных на выведение из организма человека тяжелых металлов и радионуклидов.
Поэтому возникла необходимость маркетинговых исследований по выявлению потребности населения в диетических и профилактических продуктах питания. За основу была взята концепция управления маркетинга научно-технической продукции в пищевой промышленности /294/.
Спрос на научно-техническую продукцию пищевой промышленности, производимую казахстанскими научными организациями, различен. Большая часть рынка находится в состоянии отрицательного спроса; научно-техническая продукция вызывает негативное отношение потребителей. Другая часть рынка — в состоянии отсутствия спроса, когда потенциальные потребители безразличны к научно-технической продукции. Потребители также могут испытывать необходимость в научно-технической продукции, но она не может быть удовлетворена товаром, имеющимся на рынке, его новизной, качеством, потребительскими свойствами. Это состояние характеризует скрытый спрос.
Рассмотрение концепций маркетинга показывает, что по мере развития рыночных отношений в пищевой промышленности, в условиях возможного массового производства продукции и постепенного насыщения рынка, внимание предпринимателей переориентируется с производства продукции вообще на целенаправленное производство того, что особенно необходимо для удовлетворения индивидуальных потребностей населения. Акцент с концепции совершенствования производства смещается на другие концепции, которые нацелены на производство тех продуктов, в которых нуждаются потребители /294/.
Основным условием маркетинга является качество продукции. Международным стандартом ИСО 9004-01 даны указания, одним из которых является качество в рамках маркетинга. Оно включает требования в области маркетинга, краткое описание продукции, обратную связь с потребителем. Функция маркетинга, играющая главную роль в определении требований, предъявляемых к качеству продукции, предусматривает: определение потребности в продукции; точное определение рыночного спроса и области реализации; четкое определение требований потребителей на основе постоянного анализа потребителей рынка - эти действия включают учет любых неопределенных нужд или тенденций со стороны потребителей; четкое информирование в рамках компании обо всех требованиях, предъявляемых потребителем.
Достижению максимальной потребительской удовлетворенности способствует проведение маркетинговых исследований, направленных на изучение реакции потребителей на новую продукцию, их нужд и запросов.
В условиях сложившейся экологической ситуации должна быть разработана система маркетинговых исследований, которая бы позволила удовлетворить потребности населения, проживающего в экологически неблагополучных областях в продуктах питания специального назначения. До настоящего времени изучению этого вопроса практически не уделялось внимания. Многие авторы, как указано в обзоре литературы, считают, что наиболее эффективный путь предупреждения заболеваний, связанных с загрязнением окружающей среды, -это систематическое включение в рацион питания продуктов, обладающих профилактическими свойствами.
На основе вышеизложенного была поставлена задача, используя систему маркетинговых исследований, выявить уровень спроса населения, проживающего в экологически неблагополучных регионах республики в профилактических продуктах питания /82/.
Данная система маркетинговых исследований включает: ? характеристику контингента, проживающего в экологически неблагополучных областях, по половозрастному признаку и доходам населения на одного человека; ? выявление эффективности использования льгот, получаемых населением на примере Кзыл-Ординской области; ? изучение вопросов, связанных с информированностью населения о профилактическом питании, Законе, гарантирующем безопасность продуктов питания; ? анализ расходов семейного бюджета на пищевые продукты; ? анализ организации профилактического питания населения и направления его совершенствования; ? анализ потребления населением зерномучной продукции. Согласно закону Республики Казахстан «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие экологического бедствия в Приаралье» территории экологического бедствия в Приаралье подразделяются на зоны: 1) экологической катастрофы, 2) экологического кризиса, 3) экологического предкризисного состояния /295/.
Согласно закону основными критериями определения границ указанных зон являются: 1) устойчивый рост смертности населения; 2) вынужденная миграция по экологическим причинам;.3) превышение нормативов предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в окружающей среде в размерах, угрожающих жизни населения; 4) полное разрушение экосистем и потеря ими способности к самовосстановлению; 5) катастрофическое обмеление водных объектов, превышающее вековые колебания. В зону экологической катастрофы входят территории Аральского и Казалинского районов Кзыл-Ординской области и другие.
В зону экологического кризиса - территории районов Кзыл-Ординской области, кроме вышеуказанных, город Кзыл-Орда и Ленинск, включая населенные пункты, входящие в его административно-территориальное подчинение. К зоне экологического предкризисного состояния входят территории Арысского (в том числе город Арысь), Отрарского, Сузакского, Чардаринского районов и города Туркестан Южно-Казахстанской области и другие.
Для определения потребности в профилактических продуктах питания были взяты семь районов Кзыл-Ординской, Южно-Казахстанской областей, относящиеся к зонам экологического бедствия, и два района Жамбылской области. Были разработаны анкеты, которые заполняли члены семей, ответственные за обеспечение продуктами питания; опрос проводился в течение 1997-2000 годов.
Влияние способов мойки на изменения показателей безопасности зернового и зернобобового сырья
Для очистки круп и семян зернобобовых от загрязнений, и в первую очередь от минеральных примесей, при производстве различных видов крупяных концентратов (варено-сушеные крупы, диетическая мука и др.) применяют мойку сырья. В результате с поверхности продукта удаляют грязь, мучель, отделяют семена дикорастущих растений, лузгу и органический сор. Мойку зерна осуществляют в зерномоечных машинах в течение 3-5 минут/243/. Нами изучено влияние различных способов мойки на показатели безопасности зернового сырья: предварительное замачивание сырья в течение 1 часа с последующей мойкой и мойка без предварительного замачивания.
Как показали результаты исследований, предварительное замачивание зерна и семян гороха с последующей мойкой сырья в воде способствует снижению всех токсичных элементов в значительно большей степени по сравнению с мойкой в воде без замачивания. Так, в зерне пшеницы содержание свинца снижается на 24,5%, кадмия-на 27,6%, мышьяка-37,3%, меди-на 21,2%, цинка-на 30,9% (табл.20). Обычная мойка снижает содержание отдельных элементов незначительно.
Подобное снижение токсичных .элементов установлено при мойке риса. Однако наблюдалось большее снижение содержания свинца и кадмия. Незначительное снижение токсичных элементов при мойке зерна без замачивания в воде можно объяснить наличием пыли, грязи и легких примесей, которые содержат в своем составе наряду с другими элементами и токсичные.
Предварительное замачивание с последующей мойкой сырья позволяет, во-первых, более полно удалить пыль и другие загрязнения с зерен, во-вторых, в процессе замачивания происходит частичное извлечение токсичных веществ из оболочек зерна и семян, где, как отмечают некоторые авторы, сконцентрированы большей частью токсичные вещества.
В зерне кукурузы после мойки обычным способом содержание токсичных элементов практически не изменилось. Замачивание в воде с последующей мойкой незначительно снизило содержание токсичных веществ -в среднем на 5-7%. Отсутствие изменений токсичных элементов при мойке связано с тем, что зерно кукурузы имеет гладкую поверхность и практически не загрязнено землей.
При мойке семян гороха незначительное снижение свинца, кадмия и цинка установлены сразу после мойки; мойка с предварительным замачиванием семян не повлияла на снижение этих элементов. Снижение от 2,1 (цинк) до 4,8% (кадмий), видимо, связано с накоплением их в кутикулярном слое семян гороха в виде комплексов низкомолекулярными веществами кутикулы, а также в виде соединений токсичных элементов, адсорбируемых кутикулой семян гороха. Замачивание гороха способствовало снижению мышьяка на 15,2% и меди лишь на 2,4%. Возможно, эти соединения образуют более прочные комплексы в кутикуле гороха, которые при обычной мойке не удаляются.
Удельная активность радионуклидов в исследуемых видах зернового и зернобобового сырья находилась в пределах допустимого уровня (ниже 70 Бк/кг). Мойка зерна снижает удельную активность радионуклидов на 6,6% (пшеница), 14,5% (рис); а замачивание в воде в течение часа с последующей мойкой, соответственно на 26,3% и 22,9% от исходной величины в сырье (табл.20).
В зерне кукурузы и семенах гороха обычная мойка практически не снижает удельную активность радионуклидов, а замачивание в воде с последующей мойкой позволяет ее снизить на 18,1% (кукуруза), 28,6% (горох). Снижение удельной активности радионуклидов в зерне пшеницы и риса при мойке обуславливается значительным освобождением от минеральной примеси, которая является носителем радиоактивных веществ. По этой же причине в зерне кукурузы и семенах гороха обычная мойка не снижает удельную активность радионуклидов, а предварительное замачивание способствует ее снижению в горохе на 28,6%, в кукурузе на 18,1%.
Содержание тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД) после мойки зерна и семян гороха снизилось незначительно: на 8,8% (пшеница), на 7,9% (рис), на 2,9% (кукуруза), на 3,8% (горох). Замачивание в воде в течение 1 часа способствовало большему вымыванию пестицида, соответственно 35,3%; 26,3%; 17,6%; 24,5% (табл.20). Максимальное снижение пестицида в пшенице и рисе связано, по-видимому, особенностями анатомического строения оболочек этих культур.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что мойка зерна с предварительным замачиванием способствует повышению показателей безопасности анализируемых видов зерна. На основе полученных данных установлены коэффициенты извлечения (Ки) отдельных токсичных веществ, которые могут быть рекомендованы зерноперерабатывающим предприятиям в случае поступления партий с высоким содержанием токсичных веществ.
Особенно важное значение имеет использование коэффициентов при выработке продуктов детского, диетического и лечебно-профилактического питания, где медико-биологическими требованиями предусмотрены более жесткие нормативы ПДК по сравнению с продукцией массового потребления. Полученные результаты вошли в основу рекомендаций по повышению безопасности зерновой и зернобобовой продукции (Приложение 5).
Данные по рассчитанным нами коэффициентам извлечения токсичных веществ зернового и зернобобового сырья при мойке после предварительного замачивания, подвергались анализу с помощью статистических методов (табл.21). Были использованы методы дисперсионного и корреляционного анализов.
Изучение влияния различных способов ГТО на изменение углеводного комплекса зернового сырья при производстве концентрата
Одним из распространенных жидких национальных кисломолочных напитков Республики Казахстан является «Ашымык» на основе зернового сырья, такого как зерно пшеницы, кукурузы, рисовая, перловая, пшенная крупы.
Однако процесс его приготовления занимает много времени, напиток плохо хранится и транспортируется. В связи с этим для увеличения сроков хранения напитка «Ашымык» нами разработана технология пищевого концентрата с использованием зернового сырья и обезжиренного молока. Технологический процесс производства пищевых концентратов включает следующие операции: подготовку крупу к переработке, переработку крупы в крупяные концентраты, расфасовку, упаковку готового продукта. Подготовка крупы к переработке состоит из двух основных этапов: выделение примесей из зерновой массы и гидротермической обработки (ГТО) зерна. Анализ технологических процессов производства пищевых концентратов показал, что определяющей стадией является ГТО зернового сырья. Наибольшее распространение получила ГТО крупяного зерна с пропариванием. При производстве перловой крупы этап ГТО имеет большое практическое значение. При пропаривании под давлением 0,2 МПа в течение 3 мин заметно улучшаются технологические свойства зерна и потребительские достоинства крупы /308/. При производстве овсяной крупы применение ГТО позволяет устранить горьковатый привкус, обычный для овсяной крупы /309/. Пропаривание осуществляют при давлении 0,05 — 0,10 МПа в течение 3 — 5 мин. В Индии, Китае, Японии, Вьетнаме и Филиппинах применяют различные способы ГТО зерна риса /310/. При этом улучшаются кулинарные свойства готового изделия, повышается выход наиболее ценной крупы в виде целого ядра на 10 - 20%. ГТО сопровождается сложными физико-химическими и биохимическими процессами, изучение которых позволит более целенаправленно воздействовать на обрабатываемый материал, свойства которого зависят от влажности, температуры, продолжительности ГТО и других факторов. Создание новых видов концентратов требует проведения работ по совершенствованию существующих и разработке новых способов, обеспечивающих производство этой продукции, и следовательно, изучения изменений свойств и структуры сырья в результате технологической обработки. Исходя из этого, нами обоснованы и экспериментально выбраны режимы ГТО, позволяющие достичь высоких потребительских свойств разработанных концентратов для национального напитка. Напиток «Ашымык» должен иметь солоноватый вкус, поэтому с целью улучшения вкусовых качеств готового продукта нами исследована возможность увлажнения раствором поваренной соли зернового сырья. Установлено, что одним из способов снижения уровня радиоактивных веществ в пищевых продуктах является обработка пищевого сырья раствором поваренной соли в концентрации 3-4% /311/. К тому же, поваренная соль является фактором, сдерживающим развитие микроорганизмов /312/. Исходя из этого, увлажнение зернового сырья проводили раствором поваренной соли (концентрация соли - 3-4%). В качестве контроля брали образцы, увлажненные обычной водопроводной водой при температуре 30С.
Увлажнять зерно следует теплой водой или паром, так как теплая вода и конденсат менее вязки, чем холодная вода, быстрее впитываются зерном и прогревают его, что оказывает еще большее влияние на скорость поглощения воды зерном /313/.
Одним из важнейших показателей при оценке кулинарных качеств крупы является водопоглотительная способность. Крупа, у которой меньшая водопоглотительная способность, имеет рассыпчатую консистенцию, сохраняет форму при тепловой обработке.
Нами установлено, что при увлажнении зернового сырья раствором поваренной соли продукт имеет меньшую водопоглотительную способность, чем образцы, увлажненные обычной водопроводной водой.
Так, из рисунков 23-24 видно, что водопоглотительная способность при увлажнении испытуемого образца раствором поваренной соли составила для перловой крупы - 36,2%, рисовой - 42,2%, крупы пшено - 45,8%, зерна кукурузы - 24%, а при увлажнении сырья обычной водопроводной водой водопоглотительная способность для перловой крупы - 38,6%, рисовой крупы - 44,0%), крупы пшено - 49,1%, зерна кукурузы - 25,7% при времени увлажнения равным 60 мин.
Влага проникает в зерно преимущественно через зародыш и прилегающую к нему зону. Во время увлажнения структура крахмала меняется. Его водопоглотительная способность повышается, что приводит к ускорению развариваемости, при этом клеточные стенки и белковые матрицы становятся более рыхлыми, а толщина их увеличивается интенсивнее по сравнению с клеточными стенками сырья /314/.
