Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретические основы создания пищевых водно- жировых эмульсий функционального назначения 14
1.1 Теоретические предпосылки создания пищевых функциональных продуктов. 14
1.2 Перспективные направления использования современных эмульгаторов и структураторов в формировании свойств пищевых водно-жировых эмульсий . 21
1.3 Ассортимент и основные тенденции использования фосфолипидных БАД и фосфолипидных продуктов при создании пищевых водно-жировых эмульсий. 30
1.3.1 Физиологическая активность фосфолипидных БАД и фосфолипидных продуктов в деятельности организма. 38
1.3.2 Перспективы использования синергетических взаимосвязей эссенциальных фосфолипидов в структуре функционального питания. 51
1.4 Основные направления в создании пищевых водно-жировых
эмульсий функционального назначения. 55
2 Методическая часть 68
2.1 Схема постановки исследований 68
2.2 Методы исследования показателей качества и химического состава фосфолипидных продуктов 69
2.3 Методы исследования функциональных и технологических свойств фосфолипидных продуктов 75
2.4 Методы исследования медико-биологических свойств фосфолипидных продуктов 76
2.5 Методы исследования показателей качества и химического состава белково-полисахаридных биологически активных добавок 78
2.6 Методы исследования водно-жировых эмульсий 86
3 Теоретическое обоснование решения проблемы создания пищевых эмульсий функционального назначения 93
4 Экспериментальная часть 95
4.1 Исследование особенностей химического состава, органолептических и физико-химических показателей фракционированных фосфолипидных продуктов 95
4.2 Исследование показателей безопасности фракционированных фосфолипидных продуктов 101
4.3 Исследование медико-биологических свойств и физиологической активности фракционированных фосфолипидных продуктов 105
4.3.1 Исследование гиполипидемических, гипохолестеринемических, гепатопротекторных и антиоксидантных свойств фракционированных фосфолипидных продуктов 105
4.3.2 Исследование антитоксических, мембранопротекторных и радиопротекторных свойств фракционированных фосфолипидных продуктов 109
4.4 Исследование технологических свойств фракционированных фосфолипидных продуктов 115
4.4.1 Исследование антиоксидантных свойств фракционированных фосфолипидных продуктов 118
4.4.2 Исследование поверхностно-активных свойств фракционированных фосфолипидных продуктов 127
4.4.3 Исследование эмульгирующих свойств
фракционированных фосфолипидных продуктов 133
5 Научно-практическое обоснование разработки рецептур и технологий пищевых эмульсий функционального назначения 142
5.1 Маркетинговые исследования потребительских мотиваций 142
5.2 Выбор биологически активной добавки, обусловливающей синергизм технологических и функциональных свойств с фракционированными фосфолипидными продуктами 152
5.2.1 Обоснование выбора БАД «Чечевичка» в качестве эмульгатора-структуратора 152
5.2.2 Влияние БАД «Чечевичка» на реологические свойства майонезных эмульсий 157
5.2.3 Влияние БАД «Чечевичка» на реологические свойства маргариновых эмульсий 160
5.2.3.1 Обоснование выбора растительных масел для разработки состава жировой основы маргаринов-хальваринов 160
5.2.3.2 Влияние БАД «Чечевичка» на стойкость и намазываемость маргаринов-хальваринов 162
5.3 Моделирование рецептур пищевых эмульсий с заданными функциональными свойствами с использованием метода Парето-оптимальных решений 164
6 Разработка рецептур и технологических режимов производства пищевых эмульсий функционального назначения 170
6.1 Разработка рецептур и технологических режимов производства майонезов функционального назначения 170
62 Разработка рецептур и технологических режимов производства маргаринов-хальваринов функционального назначения. 176
6.3 Исследование физиологической ценности разработанных пищевых эмульсионных продуктов функционального назначения 181
7 Опытно-промышленные испытания и выработка опытных партий пищевых эмульсий функционального назначения 188
7.1 Исследование потребительских свойств опытных партий низкокалорийных майонезов функционального назначения 188
7.2 Исследование потребительских свойств опытных партий низкокалорийных маргарино-хальваринов функционального назначения 198
8 Оценка экономической эффективности разработанных технологических и технических решений 206
Заключение 212
Список использованной литературы
- Перспективные направления использования современных эмульгаторов и структураторов в формировании свойств пищевых водно-жировых эмульсий
- Методы исследования функциональных и технологических свойств фосфолипидных продуктов
- Исследование показателей безопасности фракционированных фосфолипидных продуктов
- Выбор биологически активной добавки, обусловливающей синергизм технологических и функциональных свойств с фракционированными фосфолипидными продуктами
Введение к работе
Сохранение здоровья человека является одной из актуальных проблем современности. Важнейшим фактором, определяющим здоровье, является питание.
В основе современных представлений о питании лежит концепция оптимального питания, предусматривающая необходимость адекватного обеспечения потребностей организма человека не только энергией, эссенциальными макро- и микронутриентами, но и целым рядом необходимых минорных компонентов пищи. С позиций пищевой технологии решение проблемы оптимального питания неразрывно связано с созданием продуктов группы «Здоровье» или, так называемых, функциональных продуктов, которые можно рассматривать, как источник необходимых организму нутриентов, а также как фактор, активизирующий его защитные функции.
Важным направлением при разработке пищевых продуктов функционального назначения является снижение их калорийности, а также замена нежелательных рецептурных компонентов в составе продукта на компоненты, содержащие физиологически функциональные ингредиенты.
В связи с этим основные принципы выбора рецептурных компонентов должны быть ориентированы на группу биологически активных добавок растительного происхождения, наиболее перспективными из которых являются добавки, обладающие комплексом функциональных физиологических и технологических свойств, при высокой эффективности их действия в пищевых системах. Только в этом случае будет обеспечена совокупность технологических свойств и высокая физиологическая ценность создаваемых продуктов.
Большой вклад в решение фундаментальных вопросов создания технологий получения функциональных пищевых продуктов внесли исследования В.Г.Щербакова, А.А.Кочетковой, В.В.Ключкина,
7 Г.И.Касьянова, А.П.Нечаева, В.Н.Красильникова, Т.Н.Цыгановой, Л.Г.Елисеевой, Т.Н.Ивановой, В.М.Позняковского, В.ГЛобанова, В.И.Мартовщука, С.А.Калманович, Т.И.Тимофеенко, Г.М.Зайко, Е.П.Корненой и ряда других исследователей, работающих над этой проблемой.
В развитие теории функционального питания внесли большой вклад академики А.А. Покровский, В.А, Тутельян, М.А. Самсонов, М.М. Левачев, В.Б. Спиричев, В.А. Мещерякова и др.
Несмотря на большое число выполненных работ, актуальность проблемы не снижается, так как ассортимент функциональных продуктов российских производителей ограничен, что во многом обусловлено отсутствием отечественных пищевых биологически активных добавок реально проявляющих эффективные технологические и физиологически функциональные свойства.
Наиболее эффективное направление создания функциональных продуктов связано с конструированием многокомпонентных дисперсных систем, содержащих различные физиологически функциональные ингредиенты, состав которых обеспечивает заданные функциональные свойства продукта. Типичными представителями многокомпонентных дисперсных систем и, в то же время, одной из наиболее удобных форм для конструирования функциональных продуктов являются пищевые эмульсии. -
При создании пищевых эмульсий функционального назначения представляется важным использование добавок, сочетающих технологические функции, основными из которых являются эмульгирование, регулирование консистенции и обеспечение стабильности при хранении, с физиологически активными свойствами заданной функциональной направленности.
Среди множества известных природных добавок в наибольшей степени указанным требованиям соответствуют добавки и продукты на основе растительных фосфолипидов.
К сожалению, ассортимент отечественных фосфолипидных продуктов ограничен, а широко представленные на рынке импортные продукты получены из сои, а, следовательно, как правило, относятся к продуктам из генетически модифицированных источников, отдаленные последствия потребления которых практически не изучены.
Расширить ассортимент отечественных фосфолипидных продуктов удалось, благодаря разработанной нами высокоэффективной технологии фракционирования подсолнечных активированных фосфолипидов с получением двух фосфолипидных продуктов - «Холин» и «ФЭИС», послуживших базой для создания новых продуктов эмульсионной природы в рамках развиваемого в данной работе научного направления.
Разработка эффективных способов создания пищевых эмульсий функционального назначения с использованием указанных фосфолипидных продуктов и добавок, проявляющих синергизм при совместном введении в систему, как в отношении технологических, так и в отношении физиологически функциональных свойств, явится реальным вкладом в решение проблемы оздоровления населения путем оптимизации системы питания.
Официальным подтверждением актуальности научного направления является его включение в серию Государственных научно-технических программ РФФИ на 2000-2006 г.г.
Основные разделы работы выполнены в соответствии с НТП: «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 204 «Технология живых систем» (№госрегистрации 01.01.017, 2000-2001 г.г.); грантом РФФИ (№ госрегистрации 03.03.96553, 2003-2005 г.г.\ а также в соответствии с Заданием Министерства образования РФ на проведение научных исследований по тематическому плану вуза (№ госрегистрации 1.3.04, 2004-2006 г.г.). Тематика исследований входила в план НИР КубГТУ (1998-2006 г.г.).
Целью работы являлось теоретическое и экспериментальное обоснование создания пищевых эмульсий функционального назначения с применением фракционированных фосфолипидных продуктов.
В соответствии с поставленной целью работы решались следующие задачи:
-теоретическое обоснование создания пищевых эмульсий функционального назначения;
-научно-практическое обоснование применения фракционированных фосфолипидных продуктов при конструировании пищевых систем эмульсионной природы;
-исследование органолептических, физико-химических показателей и показателей безопасности фракционированных фосфолипидных продуктов;
-исследование медико-биологических и технологических свойств фракционированных фосфолипидных продуктов, обусловливающих их потребительские свойства;
-моделирование рецептур пищевых эмульсий с заданными функциональными свойствами с использованием метода Парето-оптимальных решений;
-разработка рецептур и технологических режимов получения пищевых систем эмульсионной природы;
-опытно-промышленная апробация разработанных рецептур и технологий производства пищевых систем эмульсионной природы;
-оценка потребительских свойств и пищевой ценности разработанных пищевых эмульсий функционального назначения;
-разработка комплектов технической документации, включающих технические описания, технологические инструкции и рецептуры;
-оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических и технических решений.
Научная концепция. Научная концепция заключается в интегральном подходе к формированию потребительских свойств пищевых эмульсий на
10 основе комплексного регулирования их компонентного состава и технологических факторов с применением фракционированных фосфолипидных продуктов.
Научная новизна. Теоретически обоснованы и экспериментально разработаны научно-практические подходы к созданию эмульсионных продуктов и направленному формированию заданных потребительских свойств пищевых эмульсий с введением в их состав фракционированных фосфолипидных продуктов. Разработанные теоретические и технологические решения экспериментально подтверждены при практическом применении фракционированных фосфолипидных продуктов «Холин» и «ФЭИС» в рецептурах маргариновых и майонезных эмульсий функционального назначения.
В результате комплексной оценки потребительских свойств фракционированных фосфолипидных продуктов установлено, что они по всем показателям соответствуют требованиям Международных стандартов, предъявляемым к продуктам аналогичного состава и назначения.
На основании проведенных медико-биологических исследований
впервые выявлены особенности физиологического действия
фракционированных фосфолипидных продуктов на организм: высокая
гиполипидемическая, гипохолестеринемическая и гепатопротекторная
активность для фосфолипидного продукта «Холин» и высокая
антиоксидантная, антитоксическая, мембранопротекторная и
радиопротекторная активность для фосфолипидного продукта «ФЭИС».
Впервые выявлены особенности технологических свойств фракционированных фосфолипидных продуктов - эмульгирующих, поверхностно-активных и антиоксидантных. Предложен, экспериментально подтвержден и научно обоснован механизм указанных свойств фосфолипидов. Экспериментально обоснована целесообразность и эффективность целенаправленного применения фосфолипидных продуктов при создании пищевых эмульсионных систем функционального назначения.
Показано, что основными факторами, влияющими на процесс мицеллообразования фосфолипидов в неполярных средах, являются их групповой и жирнокислотный состав, а также взаимное влияние молекул фосфолипидов различных индивидуальных групп.
Впервые установлено, что биологически активная добавка белково-полисахаридной природы, полученная из солода чечевицы, является эффективным и физиологически ценным эмульгатором-стабилизатором майонезных и маргариновых эмульсий. Обоснованы эффективные дозировки биологически активной добавки белково-полисахаридной природы для введения в майонезную и маргариновую эмульсии, обеспечивающие высокие потребительские свойства готовой продукции.
Выявлены комплексные эмульгирующие и стабилизирующие свойства фосфолипидных продуктов и биологически активной добавки белково-полисахаридной природы, которые положены в основу разработки рецептур пищевых эмульсий функционального назначения.
Практическая значимость. На основе исследования технологических свойств фракционированных фосфолипидных продуктов разработаны:
- рецептуры майонезов функционального назначения различной
калорийности, не содержащие холестерина (Пат. №№ 2037306, 2081606,
2115338, 2142722, 2164762 и 2251347);
- рецептуры маргаринов функционального назначения, не содержащие
саломасов и традиционных пищевых эмульгаторов (Пат. №№ 2027374,
2083124 и 2282998);
- способы получения майонеза с высокими потребительскими
свойствами, заключающиеся в замене яичного порошка и в специальной
подготовке к внесению в майонезную эмульсию фосфолйпидного продукта
«Холин» (Пат. №№ 2099974, 2134152, 2164763 и 2167546);
способ получения маргарина, заключающийся в замене традиционного эмульгатора и в специальной подготовке к внесению в маргариновую эмульсию фосфолйпидного продукта «ФЭИС»,
12 обеспечивающий высокие потребительские свойства маргаринов (Пат. № 2279225);
разработаны усовершенствованные методики определения перекисного числа майонезов и маргаринов (Пат, №№ 2263909 и 2265211).
Технологические решения апробированы в промышленных условиях, на новые продукты разработаны комплекты технической документации. На защиту выносятся следующие основные положения:
- научная концепция интегрального подхода к формированию
потребительских свойств пищевых эмульсий на основе комплексного
регулирования компонентного состава и технологических факторов с
применением фракционированных фосфолипидных продуктов;
теоретическое обоснование решения проблемы создания пищевых эмульсий функционального назначения;
научно- практическое обоснование применения фракционированных фосфолипидных продуктов для создания пищевых эмульсий функционального назначения;
результаты исследований особенностей химического состава, органолептических, физико-химических показателей и показателей безопасности фракционированных фосфолипидных продуктов;
результаты исследований медико-биологических свойств и физиологического действия фракционированных фосфолипидных продуктов;
результаты исследований технологических свойств фракционированных фосфолипидных продуктов;
результаты исследований антиоксидантных, поверхностно-активных и эмульгирующих свойств фракционированных фосфолипидных продуктов;
научно-практическое обоснование разработки рецептур и технологий пищевых эмульсий функционального назначения;
разработанные модели рецептур пищевых эмульсий прямого "и обратного типа с заданными функциональными свойствами с использованием метода Парето-оптимальных решений;
разработанные рецептуры майонезных и маргариновых эмульсий функционального назначения и установленный синергизм рецептурных компонентов и их состава на потребительские свойства и пищевую ценность разработанных продуктов;
разработанные комплекты технической документации на майонезы и маргарины-хальварины функционального назначения;
-результаты оценки экономической эффективности от внедрения разработанных технологических и технических решений.
Перспективные направления использования современных эмульгаторов и структураторов в формировании свойств пищевых водно-жировых эмульсий
Применение эмульгаторов во многих областях пищевой промышленности связано с необходимостью получения устойчивых дисперсных систем, среди которых наиболее распространенными являются эмульсии [6-8].
Под эмульсиями принято понимать однородные по внешнему виду системы, состоящие из двух, взаимно нерастворимых (или малорастворимых) жидкостей, разграниченных поверхностью раздела таким образом, что отдельные капельки одной из них окружены сплошной средой другой жидкости [9]. Из-за избытка свободной поверхностной энергии на межфазной поверхности для эмульсии характерна агрегативная неустойчивость. Под последней понимают самопроизвольное образование агрегатов капелек с последующей их коалесценцией, приводящей к полному расслоению фаз [7-9].
Эмульгатор - поверхностно-активное вещество (ПАВ) как синтетического, так и природного происхождения, обусловливающее равномерное и устойчивое распределение фаз в системе [10,11]. С помощью ПАВ можно получать эмульсии с заданным определенным составом и необходимыми физико-химическими свойствами [10,12].
Эмульгаторы классифицируются на четыре группы: неионные, анионные, катионные, амфотерные. Эмульгаторы концентрируются на поверхности раздела фаз и способствуют снижению поверхностного натяжения. Известны три основных механизма стабилизации эмульсий [10]: Электростатическая стабилизация. Поверхностный заряд на мицеллах эмульсии (дисперсная фаза) образуется за счет адсорбции на поверхности раздела ионных поверхностно-активных веществ или полиэлектролитов (потенциалобразующие ионы).
Диффузионный слой противоионов образуется за счет электростатического притяжения ионов противоположного знака, содержащихся в дисперсной среде. Между ионными слоями возникает электрокинетический потенциал (так называемый дзета-потенциал). Величина дзета-потенциала играет важную роль при стабилизации коллоидных систем. Для типичных пищевых эмульсий значение дзета-потенциала изменяется в пределах от 1 до 20 mV. Присутствие электролитов и белков снижает значение дзета-потенциала.
Корпускулярная стабилизация. Стабилизация твердыми частицами в виде жировых кристаллов используется в таких продуктах как сливочное масло, маргарин и мороженое. Кристаллы образуют пространственные решетки, в которые вкраплено жидкое масло. Высокоплавкие моно- и диглицериды также действуют как кристаллы на поверхности раздела фаз.
Стерическая стабилизация. Неионные эмульгаторы и растворимые полимеры, например белки и гидроколлоиды закрывают некоторую часть поверхности раздела и таким образом снижают поверхностное натяжение. Кроме того, природные полимеры, такие как крахмалы, гидроколлоиды и белки могут увеличивать вязкость эмульсий за счет своих гелеобразующих свойств. При выборе белков для конкретных эмульсионных систем необходимо учитывать их взаимодействие с лецитинами, так как при этом возникают определенные синергетические или антогонистические эффекты..
Стабильность эмульсий определяется многими факторами, в том числе поверхностным натяжением, явлениями адсорбции, дисперсностью, строением эмульгаторов, вязкостью и т.п.
Среди разнообразия пищевых эмульгаторов на липидной основе выделяют основные групп [13-16]: - лецитины или фосфолипиды; - моно- и диацилглицерины пищевых масел и жирных кислот и их эфиров уксусной кислоты, молочной кислоты, лимонной кислоты и этоксилированных эфиров; - гликоацилглицерины и их эфиры, полисорбаты.
Исследование структурно-реологических характеристик продуктов на основе водно-жировых эмульсий позволяет, имея определенный эмульгатор, путем подбора его количества и вариацией набора рецептурных компонентов, получать продукты с заданными функциональными свойствами.
Продуктами повседневного спроса и потребления в пищевой промышленности являются майонезы и маргарины [4].
Основными тенденциями при создании рецептур майонезов лечебно-профилактического назначения является снижение жирности и общей калорийности, отсутствие холестерина, а также исключение из рецептурного состава яичного порошка, повышение пищевой ценности путем введения биологически активных добавок, сохранение привычного товарного вида и сенсорных характеристик [11,14,15].
Среди отечественных эмульгаторов-стабилизаторов наиболее перспективными для создания низкокалорийных майонезов с использованием в качестве эмульгатора, заменяющего яичный порошок, являются соевые белки и продукты на их основе. Это обусловлено тем, что они позволяют создавать низко- и среднекалорийные эмульсии достаточно высокой вязкости, а также обладают значительной биологической ценностью, так как содержат в своем составе практически все незаменимые аминокислоты [17-22].
Методы исследования функциональных и технологических свойств фосфолипидных продуктов
При проведении исследований медико-биологических свойств фосфолипидных продуктов использовали клинико-биохимические и специальные методы исследования по утвержденным традиционным методикам.
Медико-биологические исследования проводили в Институте аллергии и астмы Кубанского государственного медицинского университета (г.Краснодар) на растущих белых крысах линии Вистар, получавших полноценные пищевые смеси, 25 % жировой части которых в экспериментальных группах обеспечивались за счет фосфолипидных продуктов для оценки степени выраженности адаптационных свойств (гиполипидемических, гипохолестеринемических и антиоксидантных), характерных для фосфолипидов, а также с целью выяснения их защитной (иммуномоделирующей, мембранопротекторной, гепатопротекторной, антитоксической и радиопротекторной) роли при воздействии токсических факторов алиментарной природы (микотоксинов).
Для характеристики иммуномоделирующего действия фосфолипидных продуктов определяли содержание малонового диальдегида в сыворотке
крови, устойчивость эритроцитов к перекисному гемолизу и процент экспрессии антигена СД-95, характеризующего гибель клеток [220].
Для характеристики гепатопротекторного влияния дополнительно определяли неседиментируемую активность (% от общей) ферментов лизосом печени крыс: арилсульфатазы и бета-галактидазы.
Для медико-биологических экспериментов с защитными свойствами использовали опытные группы животных (по 20 в группе), в рацион которых включали испытуемые фосфолипидные продукты. Результаты экспериментов, в среднем по группам, использовали для выявления фосфолипидного продукта, предназначенного для включения в ежедневный рацион для профилактики различных нарушений защитных функций, обменных процессов и адаптационных возможностей организма.
Санитарно-гигиеническую оценку фосфолипидных продуктов проводили в лаборатории Роспотребнадзора по Краснодарскому краю (г. Краснодар).
В качестве критериев безопасности продуктов определяли содержание хлорорганических пестицидов, тяжелых металлов и мышьяка [221].
Определение массовой доли токсичных элементов (ртуть, железо, мышьяк, медь, цинк, свинец и .кадмий) проводили согласно рекомендациям [222,223].
Биохимические исследования проводили с использованием биохимического анализатора «Спектрум» фирмы «Эббот», США по стандартной программе.
Оценку антиокислительной активности проводили путем определения малонового диальдегида (МДА) по методу И.Д.Стальского и Т.Г.Гаришвили, а также анализируя активность ферментов антиоксидантной защиты. Активность глутатионпероксидазы определяли по методу Mille Y., а глутатионредуктазы - по классическому методу Tilbotson J.A. на анализаторе «Клиникон-Корона», фирмы «ЛКБ» Швеция. Содержание диеновых . коньюгатов определяли по методу И.Д.Стальского в модификации для эритроцитов.
Для оценки влияния проведенного алиментарного вмешательства все исследования проводились в динамике.
Органолептические и физико-химические показатели изучали с использованием общепринятых методов анализа. Массовую долю влаги определяли путём высушивания до постоянного веса при температуре 105С [193,212].
Массовую долю белка определяли по количеству азота на приборе «Кьель-Фос-Автоматик», который в автоматическом режиме осуществляет базовую методику Кьельдаля [224].
Сущность метода сводится к нагреванию навески продукта в специальной тугоплавкой колбе с концентрированной серной кислотой при слабом кипячении, при этом углерод и водород органических соединений . полностью окисляются до ССЬ и Н20 кислородом, получающимся в результате разложения серного ангидрида; азот же, освобождаемый в виде аммиака, дает с серной кислотой сульфат аммония.
Исследование показателей безопасности фракционированных фосфолипидных продуктов
Учитывая, что важными показателями, характеризующими потребительские свойства рецептурных компонентов, применяемых в производстве пищевых продуктов эмульсионной природы, являются показатели безопасности, а именно санитарно-гигиенические и микробиологические показатели, определяли указанные показатели для исследуемых фосфолипидных продуктов «Холин» и «ФЭИС» [242,243].
В таблице 4.7 приведены санитарно-гигиенические показатели фосфолипидных продуктов «Холин» и «ФЭИС».
Из данных, приведенных в таблице 4.8, видно, что мезофильные аэробные и факультативно анаэробные микроорганизмы в фосфолипидных продуктах «Холин» и «ФЭИС» отсутствуют, что можно объяснить особенностями технологии их получения.
Анализ полученных данных показал, что по всем показателям безопасности исследуемые фракционированные фосфолипидные продукты, полученные по разработанной технологии, удовлетворяют требованиям , СанПиН 2.3.2.1078-01.
Как известно, для биологически активных добавок, вводимых в продукты функционального питания, наряду со свойствами, характеризующими химический состав, органолептические и физико-химические показатели, не менее важными являются и медико-биологические свойства, характеризующие их физиологическую активность.
Характер медико-биологического действия фосфолипидов изучали на белых крысах, получавших полноценные пищевые смеси, 25 % жировой части которых у первой экспериментальной группы обеспечивалась за счет подсолнечных активированных фосфолипидов (ПАФ), у второй экспериментальной группы - за счет фосфолипидного продукта «Холин», а у третьей экспериментальной - за счет фосфолипидного продукта «ФЭИС».
В контрольной группе 25 % жировой части пищевых смесей обеспечивалась за счет дезодорированного рафинированного подсолнечного масла (ДМ).
Кормление животных проводили по принципу «вволю» со свободным доступом к воде. Длительность опыта - 3 месяца, после чего животные были забиты, а их органы подвергнуты биохимическому исследованию.
Динамика изменения основных биохимических показателей, характеризующих гиполипидемические, гепатопротекторные - и гипохолестеринемические эффекты в экспериментальных и контрольных группах животных, представлены в таблицах 4.9 и 4.10.
Особый интерес представляют показатели, характеризующие влияние фосфолипидных продуктов на липидный обмен. Данные представленные в таблицах 4.9 и 4.10 показывают, что включение в рацион фосфолипидного продукта «Холин» способствует максимальному гиполипидемическому, гепатопротекторному и гипохолестеринемическому эффектам: - уровень нейтральных липидов в печени снизился на 35,3 %, а уровень фосфолипидов в печени увеличился на 18,4 %, по сравнению с контрольной группой, что может рассматриваться как повышение метаболической активности органа; - уровень холестерина в сыворотке крови и в печени животных снизилось на 15,3 % и на 26,6% соответственно, что способствует ликвидации явлений холестаза.
При проведении исследований отмечалось, что по сравнению с контрольной группой у животных, принимавших фосфолипидный продукт «Холин», имелась тенденция к стабилизации структурного - и функционального состояния клеточных мембран, наблюдалось улучшение функционального состояния печени. . ,
Механизм гепатопротекторного действия фосфолипидного продукта «Холин» может быть объяснен, принимая во внимание результаты исследований [71,75-78,89-91], экспериментально показавшие, что терапевтическое применение фосфолипидов оказывает защитное и регенеративное действие на биологические мембраны, в частности на мембраны эндотелиальных клеток синусов и гепатоцитов. Учитывая, что поврежденная клетка печени не в состоянии вырабатывать необходимую энергию (5600 кал/моль) для синтеза новых молекул фосфолипидов, прием фосфолипидных БАД, является решающим фактором в восстановлении морфологии и функций мембран клетки. Этими же исследованиями было установлено, что встраивание в состав мембран клетки эссенциальных фосфолипидов происходит, в зависимости от способа их введения в организм, в течение 24-48 часов.
Таким образом, представленные в таблицах 4.9 и 4.10 данные, позволяют заключить, что фосфолипидный продукт «Холин» обладает достоверной гипохолестеринемической и гиполипидемической активностью и проявляет гепатопротекторное действие.
Значительная роль в физиологическом действии фосфолипидных продуктов принадлежит ингибированию ими процессов перекисного окисления липидов, лежащего в основе патогенеза самых различных заболеваний.
В целях изучения влияния фосфолипидных продуктов «Холин» и «ФЭИС» на процессы перекисного окисления липидов в организме наблюдаемых животных исследовали динамику изменения показателей, характеризующих состояние системы антиоксидантнои защиты и интенсивность протекания перекисного окисления липидов, в процессе питания с использованием фосфолипидных продуктов.
Выбор биологически активной добавки, обусловливающей синергизм технологических и функциональных свойств с фракционированными фосфолипидными продуктами
На основании анализа пищевого статуса населения Краснодарского края была выявлена недостаточность в следующих физиологически функциональных нутриентах: фосфолипидах, витаминах Е, Вь В2 и РР, микроэлементах - селене и цинке [246].
Исследование состава функциональных биологически активных добавок растительного происхождения показало, что БАД «Энотокол», «Янтарная», «Чечевичка» и «Колосок» в наибольшей степени отвечают задаче ликвидации выявленного дисбаланса.
Учитывая, что одним из важных потребительских свойств пищевых эмульсий являются их реологические характеристики, определяющие необходимую консистенцию, а именно, для майонезных эмульсий -требуемую эффективную вязкость и для маргариновых эмульсий - высокую намазываемость при температуре 10±2 С, на следующем этапе осуществляли выбор биологически активных добавок, обладающих структурирующими свойствами, а также обеспечивающих синергазм с фракционированными фосфолипидными продуктами в проявлении структурирующих и эмульгирующих свойств.
При оценке структурирующих свойств установлено, что в наибольшей степени указанным критериям соответствует БАД белково-полисахаридной природы «Чечевичка» (ТУ 9199-026-02067862-2003), полученная из солода чечевицы с применением метода механохимической активации.
БАД «Чечевичка» получали в роторно-валковом дезинтеграторе (РВД) по технологическим режимам, приведенным в таблице 5.2. Таблица 5.2 - Основные технологические режимы получения
Следует отметить, что БАД «Чечевичка» по содержанию и составу незаменимых аминокислот приближается к идеальному белку.
Таким образом, можно сделать вывод, что БАД «Чечевичка» может быть использована в качестве эффективного эмульгатора-структуратора для создания пищевых эмульсий функционального назначения.
На следующем этапе изучали эффективные соотношения фосфолипидных продуктов «Холин», «ФЭИС» и БАД «Чечевичка», а также условия их подготовки, отвечающие получению пищевых эмульсионных продуктов с требуемыми показателями качества.
Известно, что при использовании в качестве эмульгатора-структуратора яичного порошка в образовании межфазного адсорбционного слоя, наряду с молекулами фосфолипидов, содержащихся в яичном порошке, активное участие принимают и молекулы белков.
При использовании в качестве комплексного эмульгатора фосфолипидного продукта «Холин», содержащего фосфолипиды, и БАД «Чечевичка», содержащей белки, между ними будут происходить v определенные взаимодействия, которые окажут влияние на характеристики межфазного адсорбционного слоя, а следовательно на такие основные показатели получаемых эмульсий, как их вязкость, обусловливающую консистенцию и стойкость к коалесценции.
Учитывая это, определяли количество фосфолипидного продукта «Холин» и количество БАД «Чечевичка», а также условия их подготовки, отвечающие получению низкокалорийной майонезной эмульсии с требуемыми показателями качества.
Предварительными опытами выявлено, что наиболее эффективно \ фосфолипидный продукт «Холин» вводить в эмульсию прямого типа, предварительно растворив его в масляной фазе, при температуре 60 С и соотношении фосфолипидньтй продукт «Холин» - масло, равном 1:5, а БАД «Чечевичка» - в виде суспензии в воде при соотношении БАД «Чечевичка» -вода, равном 1:3, и температуре 55-60 С.
Результаты, полученные при исследовании комплексного эмульгирующего и структурирующего действия фосфолипидного продукта «Холин» и БАД «Чечевичка», представлены на рисунке 5.7.
Как видно из представленных данных, фосфолипидный продукт «Холин» в большей степени определяет стойкость майонезных эмульсий, тогда как БАД «Чечевичка» обеспечивает их требуемую вязкость.
Анализ представленных графиков позволяет также выявить наименьшие количества исследуемых эмульгаторов, обеспечивающие при их комплексном использовании получение стойких низкокалорийных майонезных эмульсий с требуемой вязкостью.
Эффективность введения в майонезные эмульсии комплексного эмульгатора, состоящего из фосфолипидного продукта «Холин» и «Чечевичка», можно объяснить межмолекулярными взаимодействиями молекул фосфолипидов и белков, которые приводят к снижению поверхностной активности, разупорядочиванию третичной структуры белка, изменению суммарного заряда белка, что оказывает положительное влияние на характеристики межфазного адсорбционного слоя и получение стабильной эмульсионной системы.
На основании выявленных закономерностей были определены эффективные количества эмульгаторов для получения низкокалорийной майонезнои эмульсии 30 %-ной жирности, а именно, массовая доля фосфолипидного продукта «Холин» - 0,6-0,8 %; массовая- доля БАД «Чечевичка» - 3,0 - 3,5 %.
Такой состав обеспечивает получение низкокалорийных эмульсий со стойкостью 100 % неразрушенной эмульсии и эффективной вязкостью при скорости сдвига 3 с"1 не менее 12 Па с, что удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 30004.1-93.
