Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н.И. Вавилова»
На правах рукописи
НЕПОВИННЫХ НАТАЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН
В ТЕХНОЛОГИЯХ МОЛОКОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ
ДИЕТИЧЕСКОГО ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ
Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов
и функционального и специализированного назначения и
общественного питания
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант:
доктор
химических
наук,
профессор
Птичкина Наталия Михайловна
Саратов - 2016
2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение
6
Глава 1. Аналитический обзор научно-технической и
патентной литературы
18
1.1 Эколого-социальные аспекты создания продуктов диетического
профилактического и функционального питания
18
1.2 Пищевые полисахариды: структурные уровни и
функциональность
32
1.3 Анализ существующих технологий по использованию пищевых
волокон в составе молокосодержащих продуктов
60
1.4 Заключение по аналитическому обзору литературы
66
Глава 2. Организация эксперимента, объекты, материал и методы
исследования
69
2.1 Организация эксперимента
69
2.2 Объекты, материал и методы исследования
73
Глава 3. Обоснование выбора объектов исследования с целью
создания основ молокосодержащих продуктов диетического
профилактического питания
85
3.1 Анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова и
Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной
сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна
86
3.2 Выбор и оценка качества рецептурных ингредиентов для создания
основ молокосодержащих продуктов
94
3.3 Конструирование основ молокосодержащих продуктов диетического
профилактического питания
109
3.4 Заключение по третьей главе
134
Глава 4. Экспериментальное обоснование выбора пищевых волокон
для создания ассортимента молокосодержащих продуктов
диетического профилактического питания
138
3
4.1 Изучение стабилизирующих свойств некрахмальных полисахаридов
в системах с сывороточным белком
143
4.2 Исследование эффекта загущения некрахмальными полисахаридами
152
4.3 Изучение ассоциативных взаимодействий в системах
гидроколлоидов. Выявление синергизма
161
4.4 Заключение по четвертой главе
167
Глава 5. Разработка технологий кислородсодержащих и
аэрированных продуктов диетического профилактического питания
171
5.1 Исследование влияния технологических факторов на формирование
потребительских свойств кислородных коктейлей
171
5.2 Исследование технологических факторов производства при
разработке кислородсодержащих продуктов с повышенным
содержанием сухих веществ
184
5.3 Качественные характеристики кислородсодержащих
замороженных десертов
191
5.4 Исследование реологических и пенообразующих свойств
кислородных смузи с пищевыми волокнами
194
5.5 Исследование физико-химических и органолептических
свойств кислородсодержащих продуктов
197
5.6 Микробиологические показатели и безопасность
кислородсодержащих продуктов
201
5.7 Технологии кислородсодержащих и аэрированных продуктов
205
5.8 Заключение по пятой главе
234
Глава 6. Оценка эффективности применения и разработка
рекомендаций функционального питания в основном варианте
диеты в условиях кардиологического стационара
236
6.1 Оценка эффективности применения функционального питания в
основном варианте диеты в условиях кардиологического стационара
237
6.2 Разработка рекомендаций по питанию кардиологических
пациентов
242
4
6.3 Заключение по шестой главе
243
Глава 7. Разработка технологии молокосодержащих киселей
диетического профилактического питания
245
7.1 Установление технологических факторов производства при
разработке киселей
245
7.2 Исследование органолептических показателей киселей
247
7.3 Безопасность и микробиологические показатели киселей
250
7.4 Пищевая и энергетическая ценности разработанных киселей
251
7.5 Разработка технологии киселей диетического профилактического
питания
252
7.6 Медицинский аспект употребления молокосодержащих киселей
с пищевыми волокнами
258
7.7 Заключение по седьмой главе
259
Глава 8. Разработка технологии творожных полуфабрикатов
для сырников с комплексом пищевых волокон
261
8.1 Изучение физико-химических свойств творожных полуфабрикатов
с использованием продуктов переработки тыквы
261
8.2 Оценка органолептических показателей творожных полуфабрикатов
с продуктами переработки тыквы. Химический состав и энергетическая
ценность
263
8.3 Микробиологические показатели, безопасность и сроки хранения
готовых продуктов
265
8.4 Разработка технологии творожных полуфабрикатов для сырников
с комплексом пищевых волокон
268
8.5 Заключение по восьмой главе
274
Основные результаты и выводы
276
Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы
исследований
280
Перечень сокращений и условных обозначений
281
Список литературы
282
5
Приложения
321
Приложение 1 – Копии государственных контрактов и итоговых отчетов
по выполнению научно-исследовательских работ
322
Приложение 2 – Акт внедрения НИР в образовательный процесс
352
Приложение 3 – Нормативно-техническая документация
(патенты РФ, заявки на патенты РФ, ТУ, ТТК)
354
Приложение 4 – Анкета (анализ потребительских предпочтений
населения г. Саратова и Саратовской области в отношении продуктов
на основе молочной сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна) 374
Приложение 5 – Акты дегустаций
377
Приложение 6 – Протоколы испытаний
384
Приложение 7 – Клиническая апробация функционального питания
390
Приложение 8 – Акты промышленной апробации
396
Приложение 9 – Акты внедрения
403
Приложение 10 - Итоговый научный отчет по выполненной научнотехнической продукции (исследование аминокислотного состава белковоуглеводной основы продуктов)
407
Приложение 11 - Расчет технико-экономических показателей
разработанных продуктов питания
413
Приложение 12 – Апробация работы
435
6
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В разработанной Правительством Российской Федерации «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности
РФ на период до 2020 года» отмечена необходимость внедрения новых технологий в пищевой промышленности, позволяющих значительно расширить выработку продуктов нового поколения с заданными качественными характеристиками, а
также повысить глубину переработки и вовлечения в хозяйственный оборот вторичных сырьевых ресурсов, что позволит увеличить выход готовой продукции из
единицы перерабатываемого сырья.
В решении проблемы обеспечения населения продуктами питания сбалансированного состава ведущая роль принадлежит молочной промышленности - сочетание молочного сырья и физиологически функциональных ингредиентов позволяет создавать продукты повышенной пищевой и биологической ценности, функционального и диетического профилактического питания.
Как известно, важная роль в рациональном питании принадлежит животным
белкам. По данным института питания РАМН и других научно-медицинских государственных учреждений, за последние 10 лет в рационе россиян выявлен недостаток белка, содержащего незаменимые аминокислоты. В то же время потребность рынка в пищевых продуктах с низким содержанием жира, в том числе на
основе побочных продуктов молокоперерабатывающей промышленности, неуклонно возрастает.
Использование молочной сыворотки для производства продуктов питания
обусловлено её многокомпонентным биологически полноценным составом; относительной дешевизной и доступностью; улучшением экологической проблемы;
целесообразностью использования для производства продуктов диетического
профилактического питания.
Для обеспечения низкожирным молокосодержащим продуктам высоких потребительских свойств необходима фортификация их эссенциальными пищевыми
компонентами и усовершенствованные технологические решения.
7
Полисахариды (ПС), относящиеся к классу пищевых волокон, выполняют in
vivo ряд важных биологических функций: участвуют в построении клеточных
стенок и межклеточного матрикса, в регулировании обмена ионами между клеткой и ее окружением, являются для клетки энергетическим резервом. С другой
стороны, обладая уникальными способностями загущения, студнеобразования,
эмульгирования, влагоудержания и стабилизации структурно-сложных систем,
ПС находят широкое применение в медицине, фармакологии, микробиологии и
пищевой промышленности. Наряду с молочными белками ПС являются основными компонентами пищи, определяющими ее структуру и органолептические характеристики (Н.М. Птичкина).
Комбинирование молочного сырья и фруктово-ягодных наполнителей, являющихся источником витаминов, макро- и микроэлементов, с использованием
пищевых волокон позволяет получить новые молокосодержащие продукты диетического профилактического питания различной текстуры с привлекательными
для потребителя органолептическими свойствами.
Не переоценивая ситуацию, можно с уверенностью сказать, что понимание
механизма взаимодействия пищевых волокон с микро- и макроингредиентами
пищевых продуктов является неотъемлемым аспектом и требует проработки алгоритма их внесения в продукты питания.
Следует отметить, что разработка технологий молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания с пищевыми волокнами является
перспективным направлением в индустрии общественного питания, основываясь
на знаниях о рациональном и сбалансированном питании, что в свою очередь ведет к повышению качества жизни людей различных групп населения (дети дошкольного и школьного возраста, спортсмены и др.).
Значительная часть исследований выполнена в соответствии с планом научноисследовательской работы ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ, а также в рамках:
- договора № 33/07 с Саратовской областной Ассоциацией «Аграрное образование и наука» от 10.02.2007 г. по теме «Разработка и внедрение комплекта технологий производства новых мясных, молочных и растительных продуктов пита-
8
ния диетического и лечебно-профилактического назначения и продуктов функционального питания»;
- гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук № 14.124.13.3731-МК от
04.02.2013 г. по теме «Новые технологические решения для создания структурносложных пищевых систем на молочной основе»;
- государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 –
2020 годы Минсельхоза Российской Федерации по теме «Выполнение научноисследовательских работ по разработке и внедрению адаптированных для российских условий технических решений по глубокой переработке продукции сельского хозяйства и ее отходов» от 01.01.2014 г.;
- научно-исследовательского проекта «Development of Reduced Calorie
Dessert with Improved Quality Attribute Using Hydrogels» от 21.04.2015 г., реализуемого между ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ и научно-исследовательским институтом пищевых технологий Ирана, г. Мешхед (Research Institute of Food Science
and Technology, Mashhad, Iran).
Степень разработанности темы исследования. Изучению механизмов
взаимодействия белков и пищевых полисахаридов, реологических свойств и теории формирования структурно-сложных пищевых систем посвящены работы отечественных и зарубежных ученых П.А. Ребиндера, В.Б. Толстогузова, Е.Е. Браудо, В.Н. Измайловой, А.А. Тагер, А.Я. Малкина, А.Е. Чалых, А.П. Нечаева, Н.М.
Птичкиной, А.А. Кочетковой, Л.Г. Ипатовой, D.A. Rees, E.R. Morris, O. Smidsrod,
G.O. Phillips, P.A. Williams и других.
Концепция создания технологий молочных и молокосодержащих продуктов
функционального и диетического профилактического питания получила развитие в
фундаментальных и прикладных трудах отечественных и зарубежных ученых Л.А.
Остроумова, А.Г. Храмцова, Н.Б. Гавриловой, Н.И. Дунченко, Н.А. Тихомировой,
Л.А. Забодаловой, А.А. Твороговой, А.Ю. Просекова, Р.Т. Маршалла, Г. Зоммера,
W. Arbuckle, H.D. Goff, R.V. Hartel и других.
9
Несмотря на широкий интерес к поставленной проблеме, в настоящее время
ассортимент молокосодержащих продуктов с использованием пищевых волокон,
в том числе некрахмальных полисахаридов и их бинарных композиций в качестве
стабилизаторов, загустителей и студнеобразователей пищевых систем не велик.
При разработке молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами необходимы исследования по дальнейшему изучению ассоциативных взаимодействий в
системах биополимеров: белок - полисахарид, белок – полисахарид 1 – полисахарид 2.
Разработка инновационных и совершенствование традиционных технологий
с получением молокосодержащих продуктов с использованием пищевых волокон,
в том числе диетического профилактического питания, является актуальной.
Цель и задачи исследования. Цель исследования – теоретическое обоснование и практические решения по использованию пищевых волокон в технологиях молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить потребительские предпочтения населения г. Саратова и Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной сыворотки и продуктов,
содержащих пищевые волокна, и обосновать выбор пищевых продуктов и рецептурных ингредиентов для создания новых технологий молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического питания;
- теоретически и экспериментально обосновать выбор и провести оценку
технологической эффективности пищевых волокон и их бинарных композиций
для применения в технологиях молокосодержащих продуктов;
-
изучить
основные
закономерности
формирования
структурно-
механических, физико-химических, органолептических свойств молокосодержащих продуктов с использованием пищевых волокон;
- разработать технологические решения по созданию ассортимента молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания (кислородсодержащие и аэрированные продукты, кисели, творожные полуфабрикаты для
сырников) с использованием пищевых волокон;
10
- исследовать пищевую, энергетическую ценность, органолептические, физико-химические, микробиологические показатели, безопасность новых видов
продуктов; обосновать сроки и условия хранения;
- разработать техническую документацию на новые виды продуктов, провести опытно-промышленную апробацию и определить экономическую эффективность разработанных продуктов;
- оценить значение сконструированных кислородсодержащих продуктов в
основном варианте диеты на состояние здоровья пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) в условиях кардиологического стационара, и
разработать методические рекомендации по функциональному питанию пациентов с ХСН.
Научная концепция. В основу решения проблемы создания технологий
молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания положен комплексный подход, основанный на теоретическом и экспериментальном
обосновании использования пищевых волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов, позволивший спрогнозировать получение продуктов питания различной текстуры с высокими качественными характеристиками. Сущность подхода
заключается в изучении взаимодействий гидроколлоидов различной природы,
химического состава и молекулярной массы, используемых в качестве стабилизаторов, загустителей и структурообразователей в многокомпонентных пищевых
системах на молочной основе.
Разработанные технологии молокосодержащих продуктов, способствующие
снижению дефицита эссенциальных пищевых веществ в организме и повышению
качества жизни людей, могут быть рекомендованы для общественного питания
различных групп населения.
Научная новизна. На основании выполненных комплексных исследований
получены следующие новые научные результаты:
 Теоретически обоснована и экспериментально разработана концепция создания технологий молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания с использованием пищевых волокон, в том числе некрахмальных по-
11
лисахаридов.
 Научно обоснованы результаты комплексной оценки пищевых волокон, в
том числе некрахмальных полисахаридов различной природы, химического состава и молекулярной массы и их применение в составе молокосодержащих продуктов, с учетом функционально-технологических эффектов пищевых волокон и
их бинарных композиций. Выявлен и научно обоснован синергизм взаимодействия пищевых волокон в сочетании с сывороточным белком для создания новых
технологий молокосодержащих продуктов различной текстуры.
 Показано, что использование пищевых волокон различной природы и химического состава в комбинации с сывороточным белком позволяет прогнозировать
и конструировать молокосодержащие продукты различных агрегатных состояний
(пенообразные, вязкие, гелеобразные).
 Выявлены функциональные и технологические закономерности формирования качества молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами. Предложено
и экспериментально подтверждено научное обоснование механизмов взаимодействия гидроколлоидов в реальных пищевых системах, приводящих к образованию
требуемой текстуры продуктов.
 С целью повышения пищевой ценности молокосодержащих продуктов
сконструированы белково-углеводные основы путем комбинирования различных
композиций молокосодержащей составляющей и плодово-ягодного сырья, обеспечивающие физиологический эффект, требуемые технологические свойства и
высокие сенсорные характеристики. Впервые проведен расчет биологической
ценности сконструированных белково-углеводных основ для создания молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания и показана ее
роль как фактора, обеспечивающего выбор белково-углеводных основ для получения продуктов и диетологических составляющих повышенной пищевой и биологической ценности.
 Впервые выявлены и научно обоснованы виды и концентрации пищевых
волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов (высокоэтерифицированный
пектин, ксантановая камедь, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь) в качест-
12
ве стабилизаторов белковой кислородной пены, позволяющие получить высокодисперсные устойчивые кислородсодержащие и аэрированные продукты.
 Впервые предложено использование для производства кислородсодержащих продуктов сконструированных белково-углеводных основ и пищевых волокон, в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены, что обеспечивает
требуемый технологический эффект при производстве кислородсодержащих продуктов, не имеющих противопоказаний для употребления кардиологическими пациентами.
 Впервые установлены виды и концентрации некрахмальных полисахаридов
(альгинат натрия, ксантановая камедь, камедь конжака) и их бинарных композиций (высокоэтерифицированный пектин – альгинат натрия, ксантановая камедь –
камедь конжака / камедь рожкового дерева / гуаровая камедь) в системах с сывороточным белком, позволившие создать ассортимент молокосодержащих киселей
улучшенной пищевой ценности и пониженной энергетической ценности.
 Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и
эффективность использования сконструированных белково-углеводных основ в
качестве сырья для производства молокосодержащих киселей. Получены новые
данные о позитивном влиянии некрахмальных полисахаридов и их бинарных
комбинаций на функционально-технологические свойства молокосодержащих киселей различной текстуры.
 Впервые в качестве технологического решения при разработке творожных
полуфабрикатов для сырников обосновано использование комплекса пищевых
волокон для повышения пищевой ценности готовых изделий. Показано улучшение реологических свойств творожного теста, а также физико-химических и органолептических показателей качества творожных полуфабрикатов при обогащении
их продуктами переработки тыквы и комплексом натуральных пищевых волокон.
Новизна предлагаемых технических решений подтверждена двумя патентами
РФ.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основе проведенных исследований создана серия оригинальных технологий и рецептур молокосо-
13
держащих продуктов диетического профилактического питания с пищевыми волокнами. Разработаны технические условия и технологические инструкции производства молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами: ТУ 9195-00300493497-2014 – Кисели на основе молочной сыворотки пастеризованные, ТУ
9222-003-00493497-2014 – Коктейли на основе молочной сыворотки пастеризованные, ТУ 9165-131-00493497-2014 - Десерты плодово-ягодные кислородные замороженные, ТУ 9222-001-00493497-2014 – Полуфабрикаты творожные замороженные. Сырники творожные с витаминно-полисахаридной добавкой, ТУ 9222002-00493497-2014 - Полуфабрикаты творожные замороженные. Сырники творожные с комплексом пищевых волокон, а также технико-технологические карты
на кислородсодержащие продукты: ТТК «Кислородный коктейль на основе белково-углеводного сырья с пищевыми волокнами», ТТК «Смузи кислородные с
пищевыми волокнами».
Разработанные технологии прошли апробацию в промышленных условиях на
ООО «Комбинат детского питания» г. Саратов и внедрены на базе УНПО «Питание
и технологии обеспечения учебного процесса» при ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ и
на базе ФГБУ «Саратовский НИИ кардиологии» МЗ РФ.
На базе Федерального государственного бюджетного учреждения «Саратовский научно-исследовательский институт кардиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации проведены клинические исследования разработанных кислородсодержащих продуктов с пищевыми волокнами с целью оценки
влияния на состояние здоровья кардиологических пациентов (протокол № 7 от
05.07.2013), позволяющие рекомендовать применение данных продуктов в комплексном восстановительном лечении на всех этапах реабилитации в медицинских учреждениях (отчет о научно-исследовательской работе).
Подготовлены методические рекомендации по применению кислородсодержащих продуктов в рационе питания кардиологических пациентов при ФГБУ
«Саратовский НИИ кардиологии» МЗ РФ (МР № 3 от 13.06.2013).
Материалы выполненных исследований использованы при подготовке
учебных программ дисциплин и включены в изданные учебно-методические по-
14
собия «Пищевые и биологически активные добавки», «Пищевые добавки», «Химия пищи», «Современные методы исследований сырья и продукции питания»,
«Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств»; обобщены в трех монографиях и используются в учебном процессе бакалавров и магистров направлений подготовки «Продукты питания животного происхождения», «Технология продукции и организация общественного питания» и
аспирантов направления подготовки «Промышленная экология и биотехнология».
Практическая значимость результатов работы подтверждена соответствующими документами.
Степень достоверности и апробация работы. Достоверность полученных
результатов обеспечивается применением современных физико-химических методов анализа, математической обработкой результатов экспериментов и подтверждается промышленной апробацией и клиническими исследованиями эффективности применения разработанной продукции. Получены акты производственных испытаний.
Основные результаты диссертационной работы и результаты исследований
доложены, обсуждены и получили одобрение на научно-практических конференциях различного уровня, в том числе: Всероссийская научно-практическая конференция со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов 2004, 2005, 2007);
Международная научная конференция, посвященная 10-летию специальности
«Технология продуктов общественного питания» в Саратовском государственном
аграрном университете им. Н.И. Вавилова (Саратов 2005); Всероссийская научнопрактическая конференция «Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве» (Ижевск 2006); IV Международная научнопрактическая конференция «Наука i соцiальнi проблеми суспiльства: харчування,
екологiя, демографiя» (Харьков, Украина 2006); Международная научнопрактическая конференция «Технология и продукты здорового питания» (Саратов
2007, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015); Первый Международный конгресс «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (Москва
2011); Всероссийская научно-практическая конференция «Аграрная наука в XXI
15
веке: проблемы и перспективы» (Саратов 2012, 2013); Международная научнопрактическая конференция «Пищевые технологии» (Одесса, Украина 2012, 2013);
Международная научно-техническая интернет-конференция «Фундаментальные и
прикладные аспекты создания биосферосовместимых систем» (Орел 2012); II
Торговый форум Сибири (Омск 2013); The Food Hydrocolloids Trust 17th Gums &
Stabilisers for the Food Industry Conference (Wrexham, UK 2013); III Международная научно-практическая интернет-конференция «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел
2013); Международная научная конференция «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово 2014, 2015); XV Всероссийский конгресс диетологов и нутрициологов с международным участием «Здоровое питание: от фундаментальных
исследований к инновационным технологиям» (Москва 2014); Всероссийская научно-практическая конференция «Пути интенсификации производства и переработки сельскохозяйственной продукции в современных условиях» (Волгоград
2014); 12th International Hydrocolloids Conference «Functional hydrocolloids: The key
to human health» (Taipei, Taiwan 2014); 1st International Conference on Natural Food
Hydrocolloids (Mashhad, Iran 2014); XI Российская научно-практическая конференция РосОКР с международным участием «Реабилитация и вторичная профилактика в кардиологии» (Москва 2015); научно-практическая конференция с международным участием «Спортивное питание и спортивная медицина» (Москва
2015); The Food Hydrocolloids Trust 18th Gums & Stabilisers for the Food Industry
Conference. Hydrocolloid functionality for affordable and sustainable global food solutions (Wrexham, UK 2015); Межрегиональная конференция кардиологов и терапевтов (Саратов 2015); 13th International Hydrocolloids Conference «Theme: Natural
Ingredients for a Healthier World» (Guelph, Ontario, Canada 2016).
Разработанные продукты были представлены на: III, VII, VIII Саратовском
Салоне изобретений, инноваций и инвестиций (Саратов 2007, 2012, 2013); XIV,
XVI Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва 2012,
2014); XIII, IX специализированной выставке «Продэкспо. Продмаш» (Саратов
2012, 2014); XIV Всероссийской выставке научно-технического творчества моло-
16
дежи (Москва 2014); Международном Форуме «Крым Hi-Tech 2014» (Севастополь 2014), где были награждены дипломами и медалями различного достоинства.
Личный вклад соискателя. Диссертационная работа является обобщением
научных исследований, проведенных в период с 2004 - 2016 г.г. лично автором
и/или при его непосредственном участии в качестве исполнителя госбюджетных
научно-исследовательских работ, а также в ходе руководства научной работой
студентов.
Методология и методы исследования. Исследования проводились согласно методологии, в основу которой положен интегрирующий подход к созданию
ассортимента молокосодержащих продуктов диетического профилактического
питания за счет обоснованного и адекватного использования пищевых волокон и
их комбинаций в системах на молочной основе. Для реализации поставленных задач применялись общепринятые и специальные методы исследования сырья и готовых продуктов, сбора, обработки и анализа информации.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Обоснование применения пищевых волокон в составе молокосодержащих
продуктов (кислородсодержащие и аэрированные продукты, кисели, творожные
полуфабрикаты для сырников).
2. Методологический подход к оценке целесообразности использования
пищевых волокон в составе молокосодержащих продуктов, в основу которого положена совокупность теоретических и экспериментальных методов исследования,
позволяющих прогнозировать механизм взаимодействия молочных белков и некрахмальных полисахаридов в пищевой системе.
3. Совокупность экспериментальных данных, характеризующих взаимодействие сывороточный белок - полисахарид, сывороточный белок - полисахарид 1 полисахарид 2 в пищевых системах различной структуры (пены, вязкие и гелеобразные системы).
4. Ассортимент и технологические решения молокосодержащих продуктов
с пищевыми волокнами диетического профилактического питания.
5. Результаты оценки эффективности диетологической составляющей, в ви-
17
де приема кислородсодержащих продуктов с пищевыми волокнами в условиях
кардиологического стационара в основном варианте диеты на состояние здоровья
пациентов с хронической сердечной недостаточностью.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 77 научных работ, в том числе 16 статей в периодических изданиях, рекомендованных ВАК при
Минобрнауки России, 2 научные статьи, индексируемые в международных базах
цитирования, 3 монографии, получено 3 патента РФ, поданы 2 заявки на патенты
РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и восьми
глав, включающих аналитический обзор научно-технической и патентной литературы, методологическую часть, результаты собственных исследований, основные
результаты и выводы, список литературы, приложения. Основной текст работы
изложен на 320 страницах, иллюстрирован 92 таблицами и 67 рисунками. Список
литературы включает 406 источников, в том числе 145 зарубежных источников.
18
Глава 1. Аналитический обзор научно-технической и патентной
литературы
1.1 Эколого-социальные аспекты создания продуктов диетического
профилактического и функционального питания
Здоровье – это первая и важнейшая потребность человека, обеспечивающая
гармоничное развитие личности: только здоровый человек с хорошим самочувствием, наделенный психологической устойчивостью, высокой умственной и физической работоспособностью способен успешно преодолевать профессиональные и
бытовые трудности [1, 9, 29, 124, 159-161, 248].
В последние десятилетия человечество почувствовало реальную угрозу своему существованию из-за катастрофического ухудшения среды своего обитания,
связанного большей частью с техническим прогрессом.
Известно, что многие факторы отрицательно влияют на состояние здоровья
современного человека (рисунок 1).
Загрязнение
атмосферного
воздуха
Загрязнение
питьевой воды
Загрязнение
почв
Ионизирующее
излучение
Состояние здоровья человека
Психоэмоциональные факторы
Несбалансированное питание
Рисунок 1 – Влияние факторов внешней среды на состояние здоровья человека
19
Анализ сложившейся санитарно-эпидемиологической обстановки в Саратовской области за последние 5 лет выявил основные факторы внешней среды,
влияющие главным образом на состояние здоровья человека, качество и продолжительность его жизни [92].
Проблема загрязнения атмосферного воздуха остается в числе приоритетных гигиенических проблем, связанных с риском для здоровья населения Саратовской области. Загрязнение окружающей среды на территории Саратовской области обусловлено не только деятельностью промышленных предприятий, но и
социальным, экономическим и технологическим развитием региона. Химические
компоненты, попадающие в окружающую среду, в связи с антропогенной деятельностью человека, приводят к изменению в атмосфере, почве, воде. Ухудшение показателей качества среды обитания и здоровья населения ставит весьма
сложные задачи по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия.
Возрастает необходимость точной и своевременной информации о показателях
среды и здоровья населения для принятия экстренных приоритетных управленческих решений, разработки и коррекции систем профилактических и диагностических
мероприятий
и
определения
приоритетов
управления
санитарно-
эпидемиологическим благополучием через разработку научно-обоснованных целевых программ.
Исследования воздуха промышленных предприятий в г. Саратове выявили
основные загрязнители атмосферного воздуха от промышленных предприятий и
автотранспорта: взвешенные вещества (пыль), диоксид серы, диоксид азота, оксид
азота, окись углерода, оксид углерода, аммиак, формальдегид, фенол, хлористый
водород, ацетон, серная кислота, свинец, кадмий, никель, железо, углерод, толуол,
ксилол, бензол, сажа, углеводороды предельные, свинец, бенз(а)пирен.
Данные по ранжированию загрязняющих веществ по проценту проб атмосферного воздуха городских поселений, превышающих гигиенические нормативы, представлены в таблице 1.
20
Таблица 1 - Ранжирование загрязняющих веществ по проценту проб атмосферного воздуха городских поселений Саратовской области с уровнем загрязнения,
превышающим гигиенические нормативы
№
п/п
Наименование контролируемого вещества
Количество
исследованных
проб
Процент
проб от
всех исследованных
Ранг по количеству исследованных
проб
Процент
проб с
превышением
норм
Ранг
по
%
проб
с превышением
норм
Рост по
сравнению с
2011 г.
по
% проб с
превышением
норм
Доля неудовлетворительных проб атмосферного воздуха, превышающая средний показатель по Саратовской области (1,9 %)
Всего по
14027
100,0
–
1,9
–
=
области,
в т.ч.:
1
окись уг2449
17,5
1
4,8
1
↑
лерода
2
формаль805
5,7
9
3,7
2
↑
дегид
3
взвешен1717
12,2
4
3,4
3
↑
ные вещества
Доля неудовлетворительных проб атмосферного воздуха, не превышающая средний показатель по Саратовской области (1,9 %)
4
азота ди2324
16,6
2
1,4
4
↑
оксид
5
гидрокси912
6,5
8
1,1
5
↑
бензол
6
ксилол
377
2,9
12
1,1
6
↑
7
толуол
367
2,6
13
0,5
7
↑
8
азота ок1145
8,2
7
0,3
8
↑
сид
В структуре лабораторных исследований наибольший процент проб от общего количества исследований атмосферного воздуха в городских поселениях
приходился на углерод оксид (17,5 %), азота диоксид (16,6 %), взвешенные вещества (12,2 %), серы диоксид (9,6 %), углеводороды ароматические (8,8 %, в том
числе бензол, толуол), азота оксид (8,2 %).
21
В 2012 г. уровни загрязнения атмосферного воздуха выше ПДК (%) и превышающие средний показатель по Саратовской области (1,9 %) были зарегистрированы в 3 городах: Аркадаке (26,0 %), Вольске (9,6 %) и Саратове (2,4 %).
Анализ загрязнения атмосферного воздуха в Саратовской области по отдельным загрязнителям показал, что наибольший удельный вес проб атмосферного воздуха с уровнем загрязнения, превышающим гигиенические нормативы, отмечается по 3 веществам и составляет: углероду оксиду – 4,8 %, формальдегиду
3,7 %, по взвешенным веществам – 3,4 %.
Выявленные превышения могут способствовать увеличению вероятности
возникновения заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, почек, заболеваний крови и кроветворных органов и
др.
Следует отметить, что наиболее загрязнен атмосферный воздух вблизи автомагистралей на территориях занимающих первые ранговые места: в г. Балашове, г. Вольске, г. Саратове, где доля проб атмосферного воздуха с уровнем загрязнения выше ПДК и превышает средний показатель по Российской Федерации
(2,5%) и Саратовской области (3,8 %).
Близкое расположение автомагистралей оказывает негативное влияние на
загрязнение атмосферного воздуха селитебных территорий.
При анализе качества питьевой воды выявлено превышение ПДК по содержанию железа, марганца, хлора в питьевой воде, что может повлиять на рост заболеваемости среди таких нозологий, как болезни нервной и сердечно-сосудистой
системы, болезни крови.
Стоит отметить и складывающуюся ситуацию с водоснабжением населения
из подземных источников на отдельных территориях Саратовской области. Так в
18 районах области (Аткарский, Екатериновский, Базарнокарабулакский, Новобурасский, Балтайский, Балаковский, Духовницкий, Балашовский, Романовский,
Самойловский, Петровский, Саратовский, Татищевский, Ивантеевский, Марксовский, Ровенский, Энгельсский, Советский) население получает воду с высоким
содержанием железа (от 1,0 мг / дм до 5 мг/ дм). Этот показатель влияет в первую
22
очередь на органолептические свойства воды, а также при достаточно высоких
значениях (3 - 5 мг / дм) может вызвать патологию желудочно-кишечного тракта.
Высокое содержание железа способствует коррозионным процессам в водопроводных разводящих сетях, что влечёт дополнительное ухудшение качества воды
для потребителей.
В рамках реализации Водной стратегии Российской Федерации на период
до 2020 г. (распоряжение Правительства Российской Федерации от 27.08.2009 №
1235-р) для обеспечения населения качественной питьевой водой, государственной программы «Чистая вода» (постановление Правительства Российской Федерации от 22.12.2010 № 1092) на территории Саратовской области разработана областная целевая программа «Обеспечение населения Саратовской области питьевой водой на 2011 - 2015 годы», в которой предусмотрено проведение мероприятий, реализации которых позволит улучшить качество воды, снизить количество
объектов водоснабжения, требующих проведения реконструкции.
Оценка санитарного состояния почвы остается одним из основных направлений в сфере санитарно-гигиенического контроля за состоянием среды обитания
человека. Отходы наряду с выбросами и сбросами загрязняющих веществ являются одним из главных источников загрязнения окружающей среды.
В связи с этим, в 2012 г. службой Роспотребнадзора продолжался надзор за
объектами, являющимися источниками загрязнения почвы на селитебных территориях, в зонах влияния промышленных предприятий, грузонапряженных автомобильных магистралей, сельскохозяйственных угодий.
В 2012 г. было зарегистрировано 3 территории области, где доля проб почвы в селитебной зоне, неудовлетворительных по микробиологическим показателям, превысила средний показатель по Саратовской области (0,6 %).
Радиационный контроль в рамках мониторинга осуществляется измерениями МЭД гамма-излучения (мкЗв/ч) на открытой местности и в помещениях, в
контрольных точках, а также определением:
- удельной суммарной α, β –активности питьевой воды;
- удельной активности 222Rn в питьевой воде из подземных источников;
23
- удельной активности техногенных биологически значимых радионуклидов
(137Cs и 90Sr) в продукции растениеводства и животноводства, потребляемой населением области.
По результатам исследований, выполненных Балаковской АЭС, объемная
активность радиоактивных веществ в атмосферном воздухе составила:
- в санитарно-защитной зоне БАЭС по Cs-137 – 7,4х10-6 Бк / м3, Cs-134 –
6,5х10-6 Бк / м3, I-131 – <5,0х10-7 Бк / м3;
- в зоне наблюдения БАЭС по Cs-137 – 7,0х10-6 Бк / м3, Cs-134 – 6,4 х 10-6 Бк
/ м3, I-131 – 6,6 х 10-7 Бк / м3.
Для оценки состояния радиационной безопасности населения Саратовской
области создана и функционирует государственная система радиационного контроля и социально-гигиенического мониторинга содержания радионуклидов природного и техногенного происхождения в окружающей среде, проведение контроля и учета доз облучения населения, а также ежегодное проведение радиационно-гигиенической паспортизации организаций, эксплуатирующих ионизирующие излучатели.
Исходя из сложившейся экологической ситуации, по официальным данным
Министерства Здравоохранения Саратовской области с начала 2013 года в области зафиксирован значительный рост смертности населения от заболеваний органов дыхания, кровообращения, сердечно-сосудистой системы, онкологии и ряда
других заболеваний. В структуре смертности населения от болезней органов дыхания хронические заболевания легких составляют 65 %. От хронических заболеваний легких преимущественно умерли мужчины (85 %) возрастной группы 61 70 лет (40 %).
Среди сердечно-сосудистых заболеваний особая роль принадлежит гипертонической болезни. Считается, что гипертоническая болезнь характерна для людей пожилого возраста. К сожалению, этим заболеванием в той или иной степени
тяжести страдает каждый третий россиянин. Причины этого заболевания разнообразны – стрессы, ожирение, сахарный диабет, вредные привычки.
24
В структуре причин общей смертности в Саратовской области наибольший
удельный вес имеют болезни системы кровообращения (46,4 % от общего числа
умерших), онкологические заболевания (12,5 %), несчастные случаи, отравления,
травмы (9,6 %).
Саратовская область характеризуется высоким показателем онкологической
заболеваемости при относительно низкой смертности, которая устойчиво занимает второе место среди причин смертности от заболеваний. За последние 5 лет количество больных со злокачественными новообразованиями ежегодно увеличивалось на 2,4 % [92].
В условиях осложнившейся экологической ситуации, повышенной нервнопсихической нагрузки, вызывающей стрессовые состояния, и наличия риска ряда
распространенных хронических заболеваний одним из путей сохранения здоровья
населения является, на наш взгляд, объединение усилий ученых, занимающихся
проблемами питания [21, 111, 126, 160-162, 182, 198, 224, 250].
Анализ данных о структуре питания населения Саратовской области показывает несбалансированность питания, приводящую к недостаточному обеспечению организма человека необходимыми микронутриентами [93]. Остаются низкими, по сравнению с физиологическими нормами, потребление молока и молочных продуктов, фруктов, овощей, картофеля, яиц. Превышает физиологическую
норму уровень потребления сахара и кондитерских изделий, мяса и мясных продуктов. При этом по данным проведенного мониторингового исследования, в потребляемых мясных продуктах преобладают колбасные изделия, мясные полуфабрикаты.
Указанные нарушения в питании приводят к дефициту в организме человека витаминов С, группы В, Е, ретинола, фолиевой кислоты, бета-каротина, кальция, магния, калия, йода, железа, фтора, цинка, селена, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот.
Несбалансированность питания - один из важнейших негативных факторов,
влияющих на здоровье человека. За последние годы в области отмечается рост та-
25
кой патологии, связанной с нарушением обмена веществ, как ожирение, 55,0 %
взрослого населения имеют избыточную массу тела.
По Саратовской области обогащенные продукты производятся на 31 предприятии, что составляет всего 4,4 % от общего количества предприятий пищевой
и перерабатывающей промышленности. Объем производимой в области пищевой
продукции, обогащенной недостающими в питании микронутриентами, в общем
объеме производства местных предприятий-изготовителей также остается незначительным (2,4 - 12,7 %). При этом ряд предприятий с 2011 г. прекратил выпуск
обогащенной продукции.
Главной причиной низкой активности производства функциональных и диетических
профилактических
продуктов
питания
местные
предприятия-
изготовители называют отсутствие устойчивого потребительского спроса на указанную продукцию, при этом эффективная реклама такой продукции, в том числе,
социальная, практически отсутствует.
Наиболее стабильным остается производство обогащенных хлебобулочных
изделий. Вместе с тем, удельный вес хлебопекарных предприятий, в ассортименте
выпускаемой продукции которых присутствуют обогащенные изделия, составляет
5,8 % при среднероссийском уровне 13,0 %.
Лидерами в производстве продукции функционального и диетического
профилактического направления остаются такие предприятия, как ОАО «Молочный комбинат «Энгельсский», ОАО «Энгельсский хлебокомбинат», ООО «Комбинат детского питания», ОАО «Саратовский молочный комбинат», ОО «Сокур63», ОАО «Знак хлеба», ООО «Саратовский хлебокомбинат им. Стружкина»,
ОАО «Балкомхлебопродукт», ОАО «Гормолзавод Вольский». В ассортименте
обогащенной пищевой продукции присутствуют йодированные хлебобулочные
изделия, хлебобулочные изделия, обогащенные поливитаминным премиксом,
кондитерские изделия с пищевыми волокнами, молочные продукты йодированные и витаминизированные, с бифидобактериями, лактулозой.
В целях разработки комплекса мероприятий, направленных на оптимизацию
характера питания всех групп населения по инициативе Управления Роспотреб-
26
надзора по Саратовской области и Министерства здравоохранения Саратовской
области принята Концепция здорового питания населения Саратовской области
на период до 2020 г., утвержденная постановлением Правительства Саратовской
области от 29.12.2012 г. № 805-П.
В числе основных задач Концепции – расширение производства основных
видов продовольственного сырья и пищевых продуктов, в том числе, обогащенных, разработка и внедрение в сельское хозяйство и пищевую промышленность
инновационных технологий, организация питания на предприятиях, повышение
образования населения в вопросах здорового питания.
Целями Концепции являются сохранение и укрепление здоровья населения,
профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием.
Практическая реализация Концепции будет достигнута разработкой, производством и поступлением на потребительский рынок широкого ассортимента
функциональных пищевых продуктов и продуктов диетического профилактического питания, в том числе на молочной основе.
Потребительские свойства функциональных продуктов включают три составляющие: пищевую ценность, вкусовые качества, физиологическое воздействие на организм. Традиционные продукты характеризуются только первыми двумя составляющими. Функциональные продукты предназначены для широкого
круга потребителей и имеют вид обычной пищи. Они могут и должны потребляться регулярно в составе нормального рациона.
Функциональные продукты – это продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающие риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющие и улучшающие здоровье за счет наличия в своем составе
физиологически функциональных пищевых ингредиентов, в качестве которых могут использоваться вещества или комплексы веществ животного, растительного и
микробиологического происхождения или идентичные натуральным, а также живые микроорганизмы, входящие в состав пищевого продукта, обладающие спо-
27
собностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 до 50 % суточной физиологической потребности [68, 76, 85, 126, 127, 135, 185, 213, 238, 251, 260, 262].
При создании продуктов здорового питания применяют широкий спектр
физиологически функциональных ингредиентов (витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пробиотики), а также пребиотики,
особое место среди которых занимают пищевые волокна, которые в настоящее
время являются одними из востребованных и наиболее широко применяемых пищевых ингредиентов, благодаря своей многофункциональности [9, 19, 28, 69, 125,
130, 223].
Пищевые волокна (ПВ) первоначально были охарактеризованы как структурные остатки клеточных стенок растений, которые не подвержены гидролизу
пищеварительными ферментами человека. Так как это определение не охватывало
полисахаридные волокна в составе пищевого рациона, его впоследствии расширили, включив в эту группу все полисахариды, которые не перевариваются эндогенными секрециями пищеварительного тракта человека. Следовательно, к пищевым волокнам относятся, преимущественно, некрахмальные полисахариды
(НПС), которые, по определению Энглиста (Englyst) с соавторами, действительно,
рассматриваются как «полисахариды, устойчивые к действию эндогенных ферментов человека» [69, 129, 130, 296].
Индустриально развитые страны признают пользу для здоровья от увеличения потребления пищевых волокон и снижения потребления общего жира и насыщенных жиров. В этом контексте термин «волокно» употребляется не в конкретном значении, а в общем смысле, обозначая структурные компоненты злаков
и овощей. Значительно позже появилось понятие «растворимое волокно», потребление которого способствует снижению уровня холестерина в плазме и улучшению работы толстого кишечника [69, 278, 284, 316, 352, 354, 386].
Физические и волокнистые свойства таких растворимых и нерастворимых
волокон позволяют им выполнять одновременно физическую функцию и под-
28
вергаться ферментации кишечной микрофлорой с образованием короткоцепочных
жирных кислот, в основном уксусной, пропионовой и масляной. Они оказывают
весьма позитивное воздействие на состояние толстого кишечника посредством
стимулирования потока крови, улучшая всасывание электролитов и жидкости, повышая мышечную активность и снижая уровень холестерина [10, 69, 181, 247,
253, 370].
В соответствии с ГОСТ Р 54059-2010 «Продукты пищевые функциональные. Классификация и общие требования» пищевые волокна определены по классам, группам и подгруппам (таблица 2).
Таблица 2 – Классификация функциональных пищевых ингредиентов (пищевые
волокна)
Обозначение и наименование класса
А Эффект метаболизма
субстратов
Номер и наименование
группы
I Метаболизм питательных веществ
II Метаболизм углеводов
Б Эффект метаболизма III Устойчивость оргасубстратов
низма к онкологическим
патологиям
В Эффект поддержания II Липидный обмен
деятельности сердечнососудистой системы
Г Эффект поддержания III Моторная эвакуатордеятельности желудоч- ная деятельность кишечно-кишечного тракта
ника
Д Эффект поддержания
зубной и костной ткани
Е Эффект поддержания
иммунной системы
Номер и наименование подгруппы
3. Снижение уровня усвоения жиров
4. Регулирование аппетита
1. Поддержание уровня глюкозы в крови
1. Молочные железы
2. Толстый кишечник
3. Предстательная железа
1.
Поддержание
уровня
триацилглицеринов в крови
2. Поддержание уровня общего холестерина, липопротеинов высокой и низкой
плотности в крови
1. Уменьшение времени
транзита пищевой массы
2. Обеспечение формирования стула
2. Удаление зубного налета
I Снижение риска развития кариеса
III Нормализация функ- 1. Снижение адсорбции алции иммунной системы лергенов в кишечнике
при аллергических реакциях
29
В соответствии с представленной в таблице 2 классификацией пищевых волокон используют кодированные обозначения их для функциональных продуктов,
эффективность которых научно обоснована и подтверждена в установленном порядке.
Современными медицинскими исследованиями установлено, что недостаток ПВ в пище приводит к нарушению динамического баланса внутренней среды
человека и является фактором риска многих заболеваний, в том числе гастроэнтерологических [10, 69, 104, 119]. Именно ПВ становятся основным субстратом и
источником энергии для нормальной микрофлоры. Их дефицит сам по себе может
обуславливать дисбиотические явления в микробиоценозе [69, 152, 284, 288, 289].
Недостаток пищевых волокон приводит к уменьшению сопротивляемости
организма человека воздействию окружающей среды. Развитие гиподинамии, в
свою очередь, приводит к ухудшению моторной деятельности кишечника человека, зашлакованности организма и нарушению работы внутренних органов и систем.
Определена прямая зависимость между недостатком пищевых волокон в
рационе человека и массовом развитии целого ряда заболеваний, патологических
состояний, к которым относятся:
1. ожирение, заболевания толстого кишечника, сахарный диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и др.;
2. избыточное потребление животных жиров и связанный с ним дефицит
полиненасыщенных жирных кислот;
3. недостаточное потребление полноценных (животных) белков.
Современные направления в рациональном питании требуют рассмотрения
значения пищевых волокон для организма, взаимодействия пищевых волокон с
различными компонентами пищи и пути их рационального использования при
создании новых пищевых продуктов различного назначения [22, 70, 130, 131, 156,
166, 175, 176].
В последние годы в пищевой промышленности эти ингредиенты становятся
все более популярными. Несмотря на то, что их концентрации составляют обычно
30
не более 1 %, они оказывают значительное влияние на текстурные и органолептические свойства пищевых продуктов.
Изменения в современном образе жизни, все большее осознание взаимосвязи между рационом питания и здоровьем, а также новые технологии обработки
привели к возрастанию спроса на готовые блюда, новинки пищевых продуктов и
совершенствованию продуктов с высоким содержанием пищевых волокон и с
низким содержанием жиров. В частности, многочисленные промышленные препараты гидроколлоидов были разработаны специально для использования в качестве заменителей жира. Это естественным образом привело к повышению спроса
на гидроколлоиды.
Выбор гидроколлоидов определяется требованиями, которые предъявляются к их функциональным свойствам, а кроме того, их ценой и доступностью.
Именно по этим причинам в качестве загустителей чаще всего используются
крахмалы. Однако интересно отметить, что, несмотря на высокую цену, ксантановая камедь, со времени ее представления на рынке в начале 1970-х годов, также
широко используется в качестве загустителя из-за ее уникального реологического
поведения. Даже при очень низких концентрациях она является сильным загустителем, причем вязкость ее растворов не зависит от изменения рН, присутствия солей и температуры.
Так как все более популярной становится точка зрения, что потребление
продуктов с натуральными пищевыми волокнами является неотъемлемой частью
здорового образа жизни, производители пищевых продуктов увеличивают долю
природных материалов в качестве сырья для своей продукции. У потребителей,
уделяющих большое вниманию тому, что они едят, все возрастающим спросом
пользуются продукты с пониженным содержанием жиров и обогащенные натуральными волокнами. Если такие продукты можно получить, используя низкокалорийные материалы, то их польза для здоровья будет очевидной. Пищевые продукты, содержащие такие ингредиенты, должны соответствовать по качеству исходному продукту, а также не обладать вредным для здоровья действием. Такая
цель не может быть достигнута без научного применения загустителей, стабили-
31
заторов и эмульгаторов. Это приводит к использованию волокон, которые могут
взаимодействовать с водой с образованием новых текстур и выполняют некоторые специфические функции, что само по себе требует всестороннего изучения
гидроколлоидов.
В 1998 году мировой рынок таких гидроколлоидов, относящихся к пищевым волокнам, оценивался в 2,83 млн. долл., в настоящее время рынок гидроколлоидов развивается все стремительнее и стремительнее, чтобы удовлетворить потребности покупателей в третьем тысячелетии [376]. Прогноз развития рынка
гидроколлоидов представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Прогноз рынка гидроколлоидов
Наименование гидроколлоида
Крахмалы
Желатин
Пектин
Каррагинан
Ксантановая камедь
Альгинаты
Агар
Карбоксиметилцеллюлоза
Арабик
Гуар
Микрокристаллическая
целлюлоза
Камедь рожкового дерева
Смеси целлюлозы
Другие
ИТОГО
$ ММ
2010
2015
1.275
1.030
658
561
277
272
219
169
147
94
91
1.422
1.126
856
653
351
312
250
193
169
108
112
AGR
(учет и управление рисков)
2.2
1.8
5.4
3.1
4.9
2.8
2.7
2.7
2.8
2.9
4.2
85
80
51
5.008
98
108
60
5.818
2.9
6.2
3.0
2.4
Анализируя данные таблицы 3, можно сделать вывод, что на рынке гидроколлоидов доминируют крахмалы, которые в весовом отношении составляют 94%
всего производства. Если исключить крахмалы, то размер мирового рынка гидроколлоидов в 2010 году равнялся около 3,73 млрд. долларов. По сравнению с другими гидроколлоидами, крахмалы и их производные в среднем дешевле, а их об-
32
щая стоимость составляет примерно 12 млрд. долларов, что позволяет оценить
весь рынок гидроколлоидов более чем в 16 млрд. долларов.
В развитых странах спрос на гидроколлоиды уже сформировался. Темпы
выше средних ожидаются в новых областях или в тех, где гидроколлоиды используются для замены водорастворимых полимеров, как например, при замене желатина в целях снизить риск заражения коровьим бешенством. Новые сферы применения включают производство обезжиренной пищи (для создания вкусового
ощущения жира), продуктов с низким содержанием углеводов и высоким содержанием клетчатки.
1.2 Пищевые полисахариды: структурные уровни и функциональность
Полисахариды, выполняющие in vivo ряд важных биологических функций:
участие в построении клеточных стенок и межклеточного матрикса, регулирование обмена ионами между клеткой и ее окружением, энергетический резерв для
клетки.
С другой стороны, обладая уникальными способностями загущения, студнеобразования, эмульгирования, влагоудержания и стабилизации структурносложных систем, ПС находят широкое применение в медицине, фармакологии,
микробиологии и пищевой промышленности. Наряду с молочными белками ПС
являются основными компонентами пищи, определяющими ее структуру и органолептические характеристики [173, 219-221, 234, 295, 341, 365].
Молекулярные цепи ПС построены из моносахаридов. Последние характеризуются гетероциклической структурой, в которой один из атомов является кислородом, а остальные - углеродом. Согласно Рису [361], такие структуры можно
классифицировать по количеству атомов, формирующих кольцо: n = 7, 6, 5 и 0.
Основными строительными кирпичиками в полисахаридах являются гексозы (рисунок 2).
33
Рисунок 2 - Нумерация атомов углерода в пиранозном кольце (по
часовой стрелке, если смотреть на плоскость кольца сверху)
В таблице 4 представлены те моносахариды, которые играют основную
роль в формировании макромолекул применяемых пищевых полисахаридов.
Таблица 4 - Моносахариды, участвующие в формировании структуры пищевых
полисахаридов
№
Название
Обозначение
Структура
Полисахарид
1
2
3
4
5
1
α-D-глюкоза
α-D-Glcp
Крахмал
2
α-D-галактоза
α-D-Galp
Гуаран, каробан
3
β-D-манноза
β-D-Manp
Гуаран, каробан,
ксантан
34
Продолжение таблицы 4
1
4
2
β-D- галактоза
3
β-D-Galp
4
5
Пектины
5
α-L-рамноза
α-L-Rhap
Пектин
6
β-D-ксилоза
β-D-Хylp
Пектин
7
α-D-галактуроновая α-D- GalpA
кислота
Пектин
8
β-D-глюкуроновая
кислота
β-D-GlspA
Пектин, ксантан
9
β-D-мануроновая
кислота
β-D-ManpA
Альгинат
10
α-L-гулуроновая
кислота
α-L-GulpA
Альгинат
11
пировиноградная
кислота 4,6-О-(1’карбоксиэтилиден)
β-D-галактоза
β-D-4,6PyManp
Ксантан
12
α-D-манноза
α-D-Manp
Ксантан
13
β-D-глюкоза
β-D- Glcp
Ксантан
35
Макромолекулярные цепи полисахаридов построены из моносахаров посредством химических связей ковалентной природы, которые “скрепляют” атом
углерода С (1) данной мономерной единицы через кислородный мостик с атомом
углерода С (k) [k = 2, 3, 4 или 6] последующей мономерной единицы. Связь называется гликозидной и обозначается как α (1k) или β (1k) в зависимости от
аномерной конфигурации (α или β) при С (1).
С геометрической точки зрения структура цепи полисахаридов может быть
линейной, линейной с боковыми заместителями и разветвленной. Рисунок 3 иллюстрирует данную классификацию.
Рисунок 3 - Структура цепи полисахаридов: а - линейная,
б - линейная c боковыми заместителями, в - разветвленная
Вторичная структура полисахаридов (“форма макромолекулы в трех измерениях” [361]) определяется действием ряда факторов, среди которых основными являются: 1) ближние вдоль цепные взаимодействия, 2) дальние объёмные
взаимодействия, 3) энтропийные эффекты, 4) взаимодействия с внешней средой
[246, 258, 273]. Эти факторы действуют одновременно, но “интенсивность” каждого из них (в зависимости от первичной структуры и термодинамических условий) может быть различной.
Упорядоченная форма молекул ПС зависит от относительной ориентации
гликозидных связей, примыкающих с обеих сторон к моносахаридному остатку.
36
Выделяют три практически важных случая [176, 228, 267, 341, 342, 348, 360, 361,
362, 379, 382, 384, 388, 404], представленные в таблице 5.
Таблица 5 - Геометрия связи и типы упорядоченной конформации цепи
Тип
связи
э1-э4
Геометрия связи
Конформация
Полисахарид
β-1,4 связанная
цепь глюкозы:
галактоманнан,
ксантан
а1-а4
α-1,4 связанная
L-гулуроновая
кислота:
альгинат
α-1,4 связанная
Dгалактуроновая
кислота:
пектин
а1-э4
α-1,4 связанная
D-глюкоза:
амилоза
э1-э3
агар,
каррагинан
37
Полимерные цепи имеют большое число связей, допускающих внутреннее
вращение с относительно малым изменением энергии. Такие вращения приводят
к тому, что цепь оказывается способной практически с равной вероятностью принимать множество разнообразных неупорядоченных конфигураций, называемых
клубкообразными. Клубок (эквивалентные названия: статистический клубок, беспорядочный клубок, молекулярный клубок) представляет собой состояние, в котором цепь непрерывно флуктуирует между различными возможностями, при
этом “флуктуации плотности порядка самой плотности, а радиус их корреляции
того же порядка, что и размер макромолекулы“ [23, 117].
С термодинамической точки зрения, решающий вклад в формирование молекулярного клубка вносит энтропийный фактор [4 - 6, 360].
В таблице 6 представлены экспериментальные и расчетные значения параметров жёсткости цепи С∞ и q [99, 269, 270, 274-276, 301, 345, 353, 367, 369, 371,
372, 375, 380, 381, 390, 397]. Синтетические полимеры по значению параметра q
разделяются на три группы [140, 222]: гибкоцепные  q < 50 Å, полужесткие 
50Å ≤ q ≤ 350 Å и жёсткоцепные  q > 350 Å. Распространяя эту классификацию
на биополимеры, можем констатировать, что по термодинамической гибкости полисахариды имеют полужёсткие цепи [366]. Исключение составляет ксантан, скелетная структура макромолекулы которого является жесткой. Причина этого заключается в том, что даже в разбавленных растворах (что необходимо для экспериментального определения <r2>0 с помощью светорассеяния или вискозиметрических измерений) макромолекулы ксантана могут иметь упорядоченную конформацию, стабилизированную взаимодействием с трисахаридной боковой цепью
[373]. Ксантан является одним из наиболее жёстких природных биополимеров.
Форма его молекулы в растворе зависит от молекулярного веса. При небольшом
молекулярном весе, когда контурная длина полимера меньше или сравнима с персистентной длиной, молекула является жёстким стержнем. При более высоком
молекулярном весе полимер ведёт себя как жёсткий червеподобный клубок [343].
В реальной макромолекуле, наряду с силами близкого действия (взаимодействие с соседями по цепи), большое значение имеют и силы дальнего действия
38
(взаимодействие данного моносахаридного остатка с другим, удалённым по цепи). При сближении микрообъектов на достаточно малые расстояния между ними
возникают силы отталкивания, быстро возрастающие с уменьшением расстояния.
Следствием этого является наличие в системе исключенного объема: если, например, некоторый моносахаридный остаток занял в данный момент времени некоторую область пространства, то никакой другой моносахаридный остаток уже
не может проникнуть даже в малую часть этой области. При учете дальноцепных
взаимодействий эффект исключенного объема существенно уменьшает количество допустимых конформаций, что приводит к увеличению средних размеров
клубка: <r2> теперь больше <r2>0. При этом дальние объёмные взаимодействия
возмущают молекулу.
Возмущенным оказывается и состояние клубка, помещенного в растворитель. Как правило, клубок набухает в растворителе, хотя возможна и его компактизация. В общем случае взаимодействие полимер-растворитель следует отнести
к объёмным взаимодействиям [300] и вслед за Флори записать для связи средних
расстояний в реальной и невозмущенной цепи выражение:
<r2> = α2 · <r2>0
При наличии объёмных взаимодействий удалённые участки цепи сближаются в результате флуктуации формы на некоторые средние расстояния, в зависимости, от значения которых они либо отталкиваются, либо притягиваются. При
высоких температурах превалирует отталкивание, при низких – притяжение (таблица 6).
39
Таблица 6 - Параметры термодинамической гибкости молекулярных цепей
используемых полисахаридов
Полисахарид
Пектин
С∞
q, Å
300
340
141-354
Примечание
DE=69%
DE=0
0.003-0.5 M NaCl
0.003-0.5 M NaCl
D2O, 0.1 M NaCl
0.1M NaCl
Расчёт
Ссылка
[157], [353]
[157], [353]
[270]
[381]
[269]
[380]
[362]
40-96
Расчёт
[362]
Расчёт
0.9-10-5 M NaCl
0.1 M NaCl
[369]
[274, 275, 367]
[367]
[374]
[372]
[373]
15-70
22-70
22
Na-Альгинат
Полигулуроновая
кислота
Полиманнуроновая
кислота
Гуаровая камедь
Амилоза
170
12.6
2.5-11.7
Ксантановая
камедь
27.8
3800
400-2100
1200
В таблице 7 представлена характеристика упорядоченной конформации ПС,
полученная из анализа дифракции рентгеновских лучей в ориентированных волокнах.
Таблица 7 - Характеристика спиральной конформации ПС по данным
рентгеноструктурного анализа
Полисахарид
Тип спирали
Симметрия
Шаг
спирали,
Å
Примечание
Галактоманнаны Единичная,ER 21
Пектин
Единичная,ВR 31
13.4
Альгинат натрия
Единичная,ER 21
10.4
Амилоза
Единичная,ВR 21
Двойная,HH
41
8.7
20.8
Ксантановая
камедь
Единичная,ER 54
Двойная,ER
21
47
Метиловый
эфир, соли
M-M-блоки в
кислой форме
G-G-блоки
Зерновой
крахмал
Ссылка
[303, 319,
335]
[398, 399]
[268, 310,
329]
[268, 363]
[315]
[336, 340]
[340, 347]
40
Третичная структура ПС есть двойная спираль. Возможны два пути формирования третичной структуры ПС (рисунок 4).
Рисунок 4 - Возможные способы образования третичной структуры ПС
В первом случае двойная спираль возникает из двух молекулярных клубков
в результате перехода «беспорядок-порядок». Во втором случае предполагается,
что единичная спираль существует как устойчивая индивидуальность, и третичная структура является результатом объединения двух единичных спиралей. Понятно, что такому объединению должен предшествовать переход макромолекулярного клубка в единичную спираль, т.е. образование двойной спирали трактуется в этом случае как двухстадийный процесс. При соответствующих обстоятельствах в превращениях а и б необходимо участие катионов.
Четвертичная структура образуется объединением третичных структур
макромолекул в «бинарные комплексы» (рисунок 5).
Рисунок 5 - Возможные объединения третичных структур в
четвертичные
41
Итак, рассмотренные выше промышленные полисахариды - крахмал, альгинаты, пектин, галактоманнаны, ксантан - имеют первичную структуру, построенную в основном (на 75 %) из D-моносахаров, соединённых гликозидной связью.
Первичная структура ПС порождает три ветви последующих структурных уровней, и существует связь между структурными уровнями ПС и их функциональными свойствами.
Под функциональными понимают такие физико-химические свойства ПС,
которые определяют их целевое использование. К числу таких свойств относятся
способность ПС загущать водные растворы, образовывать студни, создавать
эмульсии, пены, выступать их стабилизаторами, связывать тяжёлые металлы и др.
[19, 100, 112, 121, 125, 133, 163, 320, 364].
Различные ПС в зависимости от строения и свойств применяются для производства и обогащения пищевых продуктов, так как они обладают важными технологическими свойствами, позволяя получить продукты с пониженным содержанием жира, разнообразной текстурой и вкусовыми показателями [204, 219-221].
Обогащение продуктов пищевыми волокнами для достижения конкретной
цели (создание продуктов функционального, профилактического назначения) основывается на следующих принципах: введение пищевых волокон в качестве
функционального ингредиента целесообразно в физиологически значимых количествах, сопоставимых с суточной нормой потребления, а применение их в качестве пищевой добавки, улучшающей или придающей продукту требуемые характеристики, требует минимальных количеств.
При выборе конкретных видов некрахмальных полисахаридов, предназначенных для введения в системы на молочной основе, основополагающими критериями явились природа и химическое строение НПС (линейная или разветвленная
структура, наличие заряда, функциональные особенности) [85, 158, 170, 193, 391394].
Очевидно, что существенные различия в химической структуре НПС приведут к различиям в технологической эффективности при введении в пищевую систему для производства различных продуктов на молочной основе.
42
Среди пищевых ПС крахмал занимает особое положение. По использованию в пищевой индустрии он намного превосходит все другие ПС.
Благодаря своим многочисленным функциям и простоте применения крахмалы широко используются в пищевой промышленности при изготовлении продуктов питания. Выбирая тип крахмала для использования в конкретном случае,
следует учитывать большое количество критериев. Выбор необходимого типа
крахмала может быть упрощен, если учитывать свойства пищевого продукта, на
которые крахмал может оказывать влияние, или процесс производства, который
крахмал может регулировать.
В связи с такой уникальностью крахмала, все остальные пищевые полисахариды объединены общим названием «nonstarch polysaccharides», т.е. в науке о
пищевых полисахаридах имеет место классификация: крахмал, с одной стороны, и
не относящиеся к крахмалу полисахариды, с другой [204, 205, 235, 241, 403].
Крахмал (рисунок 6) не является химически однородным веществом [204,
235, 315, 356, 389]. Полимеры глюкозы, входящие в состав крахмала, находятся в
двух молекулярных формах: линейной и разветвленной. Первая известна как амилоза, а вторая - как амилопектин. Молекула глюкозы, представляющей собой основной строительный блок макромолекулы крахмала, имеет циклическую структуру с шестью атомами в кольце. Хотя для простоты кольцо часто изображают
плоским, на самом деле оно является подвижным и, изгибаясь, может принимать
много различных форм. Из всего этого многообразия возможных форм, или конформаций, энергетически выгодной является одна, известная как форма «кресла».
Кроме того, эта форма имеет две вариации, другими словами, существует в виде
двух стереоизомеров: α-D-глюкозы и β-D-глюкозы. Два эти стереоизомера склонны к взаимным переходам при нагревании, и один превращается в другой путем
ряда изгибов шестичленного цикла, что на молекулярном уровне вызывает последовательное колебание групп т.н. «мексиканской волной» вокруг глюкозного
цикла. В природе в образовании полимерной молекулы крахмала участвует α-Dглюкоза. Именно при полимеризации в крахмальную молекулу α-D-глюкоза фиксируется в конформации «кресла». Если пронумеровать образующие кольцо ато-
43
мы, как это показано на рисунке 6, становится ясно, что связи (гликозидные связи) между 1 и 4 углеродными атомами соседних глюкозных остатков образуют
амилозу, тогда как редкие ответвления от этой линейной цепи между 1 и 6 атомами углерода дают начало большему по массе и более высоко разветвленному
амилопектину.
Рисунок 6 – Линейная и разветвленная полимерные фракции крахмала
Существует много разновидностей крахмалов, различающихся по морфологии гранул, молекулярному весу, степени ветвления макромолекул, физикохимическим свойствам и т.д. [204, 235].
Пектины определяются как гетерополимеры с высокой молекулярной массой, основу которых (60 %) составляют остатки галактуроновой кислоты [24, 293,
351, 400]. Кислотная группа может быть свободной (или в виде простой соли на-
44
трия, калия, кальция или аммония) или естественным образом этерифицированной метанолом. Однако пектины образуются путем разрыва более сложных по
структуре протопектинов, которые находятся в растительной ткани, и содержат
также большое количество нейтральных сахаров, включая рамнозу, галактозу,
арабинозу и меньшее количество других сахаров (рисунок 7).
Эти углеводные остатки существуют в упорядоченной структуре, состоящей из блоков различного характера, сохраняющих фрагменты исходной структуры клеточной стенки растения. Использование очищенных ферментов показало,
что пектины, экстрагированные в очень мягких условиях, содержат как линейные
блоки (неразветвленные участки), состоящие из гомополигалактуроновой кислоты, так и сильноразветвленные блоки (ворсистые участки), которые сами содержат несколько типов структур.
Участки молекулы пектина, которые состоят преимущественно из звеньев
галактуроновой кислоты, представляют собой смесь метилового эфира кислоты,
свободной кислоты и ее солевых форм. Так как промышленные пектины получают путем экстракции в кислотных условиях при повышенных температурах, многие боковые участки молекулы, содержащие значительное количество нейтральных сахаров, подвергаются гидролизу и, в большинстве своем, отщепляются от
более стабильных в кислой среде галактуроновых блоков. В некоторых пектинах,
например, выделяемых из сахарной свеклы и картофеля, часть гидроксильных
групп, кроме того, также ацетилирована. Давно известно, что свойства пектинов
зависят от рН, а также от процентного содержания этерифицированной карбоксильной группы (степени этерификации).
45
Рисунок 7 - Гипотетическая структура молекулы яблочного пектина,
включающая: I - участок ксилогалактуронана, II - участок боковых цепей
арабинана, III - участок рамногалактурона, образующий «разветвленную» зону;
ру - разветвленные участки молекулы, лу - линейные участки молекулы
Так как пектин является гидроколлоидом, молекулы которого несут заряд,
он реагирует на изменения рН, а также, в той или иной степени, на природу и количество присутствующих в системе катионов. Гелеобразование можно рассматривать как состояние между растворимостью и осаждением полимера, и, следовательно, чрезвычайно важной является природа растворителя.
Высокометоксилированные пектины образуют гель только при наличии сахаров или других растворенных веществ, при достаточно низких значениях рН,
что подавляет ионизацию кислотных групп в полимерной молекуле. Эти факторы
оказывают влияние и на прочность геля, и на температуру гелеобразования. В
системе с содержанием сухих веществ около 65 %, где в качестве источника сла-
46
дости используется сахароза, например в обычных джемах и плодовых консервах
гелевой текстуры с высоким содержанием сахара, высокометоксилированные
пектины образуют гель при рН, доходящем до 3,4 (пектины с высокой скоростью
желирования) или 3,2 (медленножелирующие пектины). При снижении рН, прочность геля и температура гелеобразования будут повышаться вплоть до момента,
когда температура гелеобразования приблизится к температуре, при которой происходит желирование. При рН ниже этого значения пектин проявляет тенденцию
к преждевременному желированию с образованием неоднородного геля, более
слабого и более подверженного синерезису. Однако если смесь изготовлена при
более высоком рН, а затем немедленно подкислена до или в момент желирования,
прочность геля поддерживается в низких значениях рН.
Гелеобразование высокометоксилированных пектинов зависит также от времени, и, следовательно, температура желирования будет зависеть от скорости охлаждения, то есть, чем медленнее происходит охлаждение, тем выше будет температура желирования. Очень быстрое охлаждение с применением механического
воздействия можно использовать для производства густой высоковязкой текстуры, пригодной для применения в некоторых областях промышленного использования продуктов переработки плодов.
Гелеобразование низкометоксилированных пектинов осуществляется, в основном, благодаря взаимодействию между пектином и ионами кальция. По этой
причине наличие ионов кальция является крайне важным. Обычно оно обеспечивается секвестрантами, которые или присутствуют изначально, естественным
образом (например, цитраты и другие ионы органических кислот из плодов или
молока), или добавляются специально (обычно пищевые ди- или полифосфаты).
Химическая активность по отношению к кальцию зависит от пропорции и расположения свободных карбоксильных групп в цепи пектиновой молекулы. Реакционная способность увеличивается с понижением степени этерификации и дополнительно возрастает (но становится менее контролируемой) при менее беспорядочном распределении кислотных групп, т.е. при блочном расположении остатков деэтерифицированной галактуроновой кислоты в молекулярной цепи. Амид-
47
ные группы оказывают умеренное влияние и способствуют гелеобразованию в
значительно более широком диапазоне концентраций кальция. Гелеобразованию
способствует повышение содержания сухих веществ, однако увеличение рН или
концентрации секвестранта оказывает замедляющее действие. Тем не менее, определенный уровень секвестранта, такого как цитрат, необходим для получения
эффективной гелевой системы. При точном соблюдении рецептурного состава
низкометоксилированные пектины могут образовывать гели в очень широком
диапазоне содержания сухих веществ (10 - 80 %): и в очень кислых, и в менее
кислых на вкус продуктах при рН в диапазоне от 3,0 до 5,0 [204, 235].
Галактоманнаны (гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, камедь
конжака) являются резервными углеводами, представляющими собой полисахаридный запас клеточных стенок разнообразных альбуминовых или эндоспермных
семян. Галактоманнаны построены из цепей полностью линейного (1-»4)- (β-Dманнана, к которым, посредством (1-»6)-α-гликозидных связей, через равные интервалы присоединены боковые цепи, состоящие из единичных остатков α-Dгалактозы (рисунок 8) [291, 358, 387].
Эти полидисперсные галактоманнаны можно легко отличить друг от друга
по различному соотношению маннозы и галактозы, которое находится в интервале между 1,6 : 1 и приблизительно 3,5 : 1. Такое большое количество галактозных
боковых ответвлений; составляющее около 20...40 % от общей массы, предотвращает прочную когезию основной цепи, что препятствует образованию кристаллических зон.
Соотношение маннозы и галактозы составляет приблизительно 4.5 : 1, 3 :1 и
2 : 1 для камеди рожкового дерева, камеди конжака и гуаровой камеди соответственно. Как известно, остатки галактозы неравномерно распределены вдоль цепочки, состоящей из маннозных остатков. Присутсвие галактозы ведет ведет к образованию межмолекулярных связей, поэтому если гуаровая камедь хорошо растворима в холодной воде, то две другие упомянутые камеди для полного растворения
необходимо нагреть до температуры 80 – 90 °С [204].
48
Рисунок 8 - Химическая структура галактоманнанов
Гидроксильные группы в молекулах галактоманнанов могут быть модифицированы с образованием неионных, анионных, катионных и амфотерных производных. Первичные и вторичные гидкросильные группы обладают практически
одинаковой реакционной способностью. Обычно получают случайное распределение заменителей. Каждый остаток галактозы в боковых цепях содержит по четыре ОН-группы. Остаток маннозы основной цепи при наличии в нем галактозного бокового заместителя имеет две свободные вторичные ОН-группы, а незамещенный маннозный остаток - три ОН-группы. Максимальная средняя степень замещения (СЗ), следовательно, равна трем. Введение дополнительных заменителей
на каждую гидроксильную группу приводит к молярному замещению.
На рисунке 9 представлена схематичная модель ассоциации молекул галактоманнанов при гелеобразовании [272].
49
Рисунок 9 - Схематичная модель ассоциации молекул галактоманнанов
при гелеобразовании
Галактоманнаны чувствительны к действию сильных кислот, органических
кислот, таких как лимонная, уксусная и аскорбиновая, щелочей в присутствии
воздуха, сильных окислителей, особенно при повышенных температурах, а также
к действию рентгеновских лучей. При подобных воздействиях возможен различный уровень деполимеризации макромолекул [204, 235].
Альгинаты представляют собой группу неразветвленных бинарных сополимеров, образованных остатками β-D-маннуроновой кислоты (М) и α-Lгулуроновой кислоты (Г), соединенными (1—>4)-связью, сильно различающимися по составу и последовательности (рисунок 10 a и б). Первая информация о
структурной последовательности альгинатов была получена из работ Хауга и др.
Методом частичного кислотного гидролиза и фракционирования они смогли разделить альгинат на три фракции различного состава. Две из них содержали почти
гомополимерные молекулы гулуроновой и маннуроновой кислот соответственно,
а третья фракция состояла из почти равных пропорций обоих мономеров и, как
было показано, содержала большое количество МГ димерных остатков. На осно-
50
вании этого был сделан вывод о том, что альгинат является настоящим блочным
сополимером, состоящим из гомополимерных участков М и Г , называемых Ми Г-блоками соответственно, в которые входят участки другой структуры (МГблоки; см. рисунок 10 в) [228, 229, 298, 311, 312, 395, 396].
Рисунок 10 – Фрагмент молекулярной цепи альгината
В отличие от гелей большинства гелеобразующих полисахаридов, формирование альгинатных гелей происходит в холодном состоянии. В принципе, это означает, что гелеобразование альгинатов практически не зависит от температуры.
Кинетика процесса гелеобразования, однако, может быть существенно модифицирована при изменении температуры. Свойства конечного геля также изменятся,
если в ходе гелеобразования температура была непостоянной. Причина состоит в
том, что альгинатные гели являются неравновесными, и, следовательно, зависят
от предыстории формирования. Другим следствием термонеобратимости является
то, что альгинатные гели стабильны при нагревании. На практике это означает,
что такие гели можно нагревать, не вызывая при этом их плавления. Однако следует помнить, что альгинаты подвержены процессам химического разрушения,
51
поэтому продолжительное нагревание при низких или высоких рН может привести к дестабилизации геля.
Применение альгинатов следует рассматривать как состоящее из двух стадий с различными критериями оптимизации. Во-первых, кинетику гелеобразования следует рассматривать и оптимизировать в зависимости от процесса производства. Так как гелеобразование альгинатов достаточно трудно регулировать
температурой, следует оценивать важность других параметров. Наиболее важными факторами являются:
♦
концентрация альгината, его химический состав и молекулярная мас-
♦
соотношение между гелеобразующими и геленеобразуюшими ионами
са;
(источники Са - хлорид, сульфат, карбонат, Са, ЭДТА);
♦
присутствие комплексообразующих агентов (фосфаты, цитрат, ЭДТА,
ГДЛ, кислоты).
Следует учитывать, что альгинат является полиэлектролитом, то есть при
благоприятных условиях в смешанных системах альгинаты могут электростатически взаимодействовать с другими заряженными полимерами (например,
белками), что приводит к фазовому переходу или повышению вязкости. Такие типы взаимодействий можно использовать для стабилизации и повышения механических свойств, например, некоторых реструктурированных продуктов. С другой
стороны, если цель заключается в том, чтобы избежать таких электростатических
взаимодействий, следует смешать альгинат и белок при относительно высоких
значениях рН, при которых почти все белки заряжены отрицательно.
Свойства конечного геля оптимизируются в соответствии с заданной спецификацией продукта. Она включает такие параметры, как модуль упругости,
эластичность, хрупкость и синерезис («старение» геля).
Ксантановая камедь (рисунок 11) – внеклеточный полисахарид, продуцируемый микроорганизмами Xanthomonas campestris. Первичная структура ксантановой камеди, изображенная на рисунке 11, состоит из линейно связанных (1-»4)
молекул (β-В-глюкозы, которые образуют основную цепь), где каждый второй
52
глюкозный остаток (при третьем углеродном атоме) содержит боковую цепь из
трех моносахаридных единиц. Трисахарид боковой цепи включает остаток глюкуроновой кислоты, соединенный (1->4) связью с концевым единичным остатком
маннозы и (1->2) связью - со вторым остатком маннозы, примыкающим к основной цепи. Приблизительно 50 % концевых маннозных остатков содержит пируватную группу, а неконцевые (примыкающие к основной цепи) - ацетатную группу при шестом углеродном атоме. Исследования методом рентгеновской дифракции ориентированных волокон камеди ксантана позволили идентифицировать
конформацию молекулы ксантана как правозакрученную пятивитковую спираль с
шагом 4,7 нм, в которой длина дисахаридного структурного фрагмента основной
цепи, соответственно, составляет 0,94 нм. В этой конформации трисахаридная боковая цепь связана с основной цепью и стабилизирует общую конформацию с помощью взаимодействий нековалентной природы, в основном, водородных связей.
В растворе боковые цепи окружают основную цепь молекулы, обеспечивая тем
самым защиту лабильной β-(1-»4) связи от внешних воздействий. Считается, что
именно это защита обусловливает стабильность камеди при неблагоприятных условиях [205, 318, 320, 343, 346].
Растворы ксантановой камеди с низкой ионной силой подвергаются термическому переходу. Впервые это обнаружили по характерным сигмоидальным
кривым изменения вязкости 1 %-ных растворов, не содержащих солей. Более
поздние исследования с использованием оптического вращения и кругового дихроизма подтвердили, что изменение вязкости сопровождается конформационными переходами ксантана. Эти результаты согласуются с переходом закрученной
спирали. Была выдвинута гипотеза, что ксантановую спираль в растворе следует
считать жестким стержнем. Переход является термически обратимым с восстановлением исходного состояния структуры при охлаждении. Ксантановая камедь
в растворе способна также к формированию межмолекулярных ассоциаций, результатом которых является образование сложной сети слабо связанных между
собой молекул.
53
Рисунок 11 - Первичная структура ксантановой камеди
Ксантановая камедь растворима в холодной воде с образованием растворов,
которые проявляют свойства высоко псевдопластической жидкости. Вязкость
растворов остается стабильной в широком диапазоне значений рН и температур.
Кроме того, этот полисахарид не подвержен ферментативной деградации. Ксантановая камедь вступает в синергическое межмолекулярное взаимодействие с галактоманнанами - гуаровой камедью и камедью рожкового дерева (КРД), а также
с конжаковым маннаном. Результатом этого являются улучшенные показатели
вязкости при взаимодействии с гуаровой камедью и низкими концентрациями
КРД. Взаимодействие с камедью рожкового дерева и конжаковым маннаном при
более высоких концентрациях приводит к образованию мягких, эластичных и
термообратимых гелей [336-338, 340].
Помимо технологических свойств ПС обладают физиологическими эффектами, оказываемыми на организм человека, что актуально в свете рассмотренной
выше экологической обстановки [20, 28, 126, 127, 153, 234, 352].
54
Создание профилактических и лечебных продуктов обсуждаемого направления основывается на концепции введения в их рецептуру добавок, удовлетворяющих требованиям: безопасность для организма и эффективное связывание тяжёлых металлов (образование с ними прочных нерастворимых комплексов, устойчивых к действию ферментов в широком диапазоне рН) [95, 98, 195]. В определённой степени этим требованиям удовлетворяют НПС [12, 30, 66, 101, 104,
112, 115, 204, 234, 235].
Полисахариды, относящиеся к классу крахмалов, в своём большинстве легко перевариваются и усваиваются в кишечно-желудочном тракте [14, 204, 235].
ПС, не относящиеся к крахмалам, перевариваются лишь частично. Значительная
их часть попадает в толстую кишку, где подвергается полностью или частично
ферментации аэробными микроорганизмами. Конечными продуктами ферментации являются короткоцепные жирные кислоты, легкоусваемые организмом и используемые им как источники энергии [120, 204, 235]. Галактоманнаны ферментируются полностью, водорослевые ПС и пектин - частично [328].
Как пектины, так и альгинаты являются природными ионообменниками
[100, 173, 190, 204, 235], способными замещать водороды карбоксильных групп на
катионы поливалентных металлов. Установлено [339], что сродство альгината к
щёлочноземельным металлам возрастает в ряду Mg << Ca < Sr < Ba, который
практически совпадает с рядом для пектина Mg << Ca, Sr < Ba [323]. Найдено
[313, 378], что избирательное связывание альгинатами щелочноземельных и переходных металлов заметно усиливается при увеличении содержания в цепи остатков α-L -гулуроновой кислоты, тогда как полиманнуроновая кислота практически
не имеет избирательности. Для пектинов отмечается [89], что связывание поливалентных катионов усиливается при уменьшении степени этерификации макромолекулы, т.е. при переходе от групп -COOCH3 к группам -COOH. Эти факты, с учётом ранее отмеченной зеркальной симметрии между полигалактуроновой и полигулуроновой кислотами, однозначно указывают на то, что у пектина и альгината
действует единый механизм связывания поливалентных катионов металлов, и, по-
55
видимому, этот механизм содержит не только кулоновское взаимодействие, но и
хелатный захват катионов, что определяет прочность комплексов [339].
Если в теоретическом плане альгинаты и пектины равноценны как агенты,
связывающие тяжёлые металлы, то в плане практического использования предпочтение отдаётся пектину. Дело в том, что получение низкоэтерифицированных
пектинов проще и дешевле, чем получение альгинатов с достаточно регулярными
и протяжёнными G-G-блоками. С другой стороны, альгинаты не имеют питательной ценности [339]. Они используются в качестве добавок для улучшения, модификации и стабилизации текстуры некоторых пищевых продуктов. Пектины же,
обладая и этими функциями, в то же время являются ценными пищевыми волокнами со свойствами разнообразного благоприятного физиологического воздействия на организм [89, 100, 323].
Связывающую функцию пектинов характеризуют комплексообразующей
способностью (КС) - количеством миллиграммов иона металла, связанное 1 г пектина. Комплексообразующая способность зависит от особенностей первичной
структуры пектина, природы связываемых металлов и рН среды связывания. При
этом [12, 31, 104, 152, 190, 202]:
 по способности образовывать комплексы с пектином металлы разделяют
на две группы - группа свинца и меди и группа стронция и цезия;
 КС металлов первой группы слабо зависит как от содержания полигалактуроновой кислоты в пектине, так и от степени этерификации образцов;
 для образцов второй группы зависимость от ПГК и DE более сильная.
Так, образцы с DE < 20% связывают до 50% и более цезия и стронция, тогда как
высокоэтерифицированные пектины малоэффективны для выведения радионуклидов из организма;
 деминерализация (с помощью НСl) и деметоксилирование (с помощью
NH4OH) увеличивают КС, по сравнению с нативным пектином, в 4.3 и 3.3 раза
для свинца и стронция, соответственно;
56
 комплексообразование данного иона металла зависит от происхождения
пектина. Так, КС таллия в 3.8 раза выше у свекловичного пектина, чем у цитрусового. Для свинца эта цифра равна 5.1;
 связывание свинца более интенсивно происходит в кислой среде, стронция - в щелочной (при рН 11 реакция идёт интенсивнее и глубже в связи с одновременно протекающей реакцией деметилирования и освобождения реакционных
карбоксильных групп).
Отмеченные выше результаты исследования функции пектинов связывать
тяжёлые металлы составили научную базу для практических разработок составов
и способов приготовления лечебно-профилактических продуктов питания, обладающих способностью выводить из организма тяжёлые металлы и радионуклиды
(например, [30, 66, 95, 100, 113, 115, 133, 152, 195]).
В настоящее время на российском рынке представлен широкий ассортимент
пищевых волокон различных производителей. Каждый из предлагаемых продуктов имеет определенные положительные качества как функциональный ингредиент.
Достойное место в этом ряду занимают пищевые волокна Herbacel AQ Plus,
производимые компанией Herbafood Ingredients (ФРГ) и поставляемые на российский рынок ЗАО «Балтийская Группа».
Благодаря тщательно разработанной технологии цитрусовые пищевые волокна Herbacel AQ Plus наряду с функциональностью обладают высокой водосвязывающей способностью, устойчивостью к воздействию высоких температур, устойчивостью в процессах замораживания-оттаивания, способностью стабилизировать дисперсии и эмульсии. Они оказывают положительное влияние на структуру пищевого продукта и при применении в низкокалорийных продуктах придают ощущение полноты вкуса.
Таким образом, пищевые волокна Herbacel AQ Plus могут вызвать интерес
производителей пищевых продуктов не только как функциональная составляющая, но и как ингредиент, который способен придать продукту определенные
технологические свойства.
57
С учетом этих свойств пищевые волокна Herbacel AQ Plus могут применяться для производства различных видов пищевых продуктов. При применении в
диетических продуктах они обеспечивают возможность создания продукта с пониженным содержанием жира, сахара и крахмала. Одновременно с этим они способны придать те органолептические характеристики, которых зачастую не хватает диетическим продуктам, а именно полноту вкуса и ощущение сливочности
продукта. В европейских странах пищевые волокна Herbacel AQ Plus используются в качестве одного из основных ингредиентов в средствах для контроля веса.
Как правило, эти средства употребляют люди, которые вынуждены следить за
своим весом по медицинским показаниям, спортсмены и просто те, кто хочет выглядеть стройным и здоровым.
Применение Herbacel AQ Plus в молочных и молочно-фруктовых напитках
позволяет улучшить как органолептические свойства молочных продуктов (в особенности продуктов с пониженным содержанием жира), так и структуру продукта. Большой проблемой фруктово-молочных напитков и десертов является высокая тенденция к расслоению продукта и к отделению сыворотки в процессе хранения. Внесение 1 % пищевых волокон Herbacel AQ Plus в напиток на основе
фруктового сока и молока, йогурта или сыворотки позволяет устранить подобный
недостаток.
Компания «Джорджиа» предлагает на российском рынке совершенно уникальную серию натуральных улучшенных апельсиновых волокон «Citry-Fi» производства Fiberstar Inc. (США) и предоставляет новую возможность для пищевых
предприятий снизить свои расходы, улучшить качество и сделать продукты полезными для здоровья [57, 255].
«Citry-Fi» - натуральное волокно, извлеченное из клеточных тканей высушенной апельсиновой мякоти без использования химических реагентов, а именно
путем раскрытия и расширения структуры ячеек апельсинового волокна. Такая
структура способна удержать большее количество воды и сохранить ее на протяжении всего производственного процесса и времени хранения продукта. Химический состав комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» представлен в таблице 8.
58
Таблица 8 - Химический состав комплексной пищевой добавки «Citri-Fi»
Показатель
Всего жира
Насыщенный жир
Транс жиры
Мононенасыщенные жиры
Цис полиненасыщенные жиры
Всего углеводов
Содержание пищевых волокон
Растворимых (пектин)
Нерастворимых (целлюлоза)
Сахар
Белки
Натрий
Зола
Значение
1,08 %
0,31 %
0.00
0,34 %
0,38 %
82,55 %
75,30 %
39,60 %
35,70 %
5,38 %
7,38 %
40.6 мг в 100 г
2,46 %
Преимуществом применения апельсиновых волокон «Citry-Fi» является то,
что наряду с технологической задачей формирования необходимой консистенции
и улучшения органолептических свойств они позволяют расширять ассортимент
молочных продуктов, в том числе функционального назначения [8, 79, 87].
Очаковский комбинат пищевых ингредиентов предлагает производителям
пищевой отрасли натуральные растительные волокна (клетчатка пшеничная
УНИЦЕЛЬ, АЛЬБАФИБРЕ), производящиеся из вегетативной части зерновых
культур. Волокна обладают высокой влагосвязывающей и жиросвязывающей способностью, инертны к любым рецептурным ингредиентам, термостабильны.
В условиях Нижнего и Среднего Поволжья можно выделить следующее
перспективное сырье, богатое ПВ: шиповник, слива, вишня, морковь, свекла,
тыква и другие плоды, в состав которых входят вещества, обладающие
антиоксидантным эффектом. К таким веществам относятся витамины (β-каротин,
токоферол, аскорбиновая кислота), минеральные вещества (селен, йод, калий,
фосфор и др.), аминокислоты (метионин и др.). Они разрушают перекисные
соединения, образующиеся в результате метаболического изменения белков,
углеводов, липидов, а также способствуют удлинению сроков хранения сырья и
продуктов, нормализуют обмен веществ человека, снижают заболеваемость
59
сердечно-сосудистой системы и др. Плоды и овощи являются перспективным
сырьем для получения витаминно-полисахаридсодержащих добавок с целью их
дальнейшего использовании в технологии продуктов питания [28, 65, 171, 172].
Натуральные пищевые растительные волокна обладают дополнительными
преимуществами, обогащая продукты питания балластными веществами и снижая
их калорийность. Благодаря этим уникальным свойствам растительная клетчатка
широко применяется в низкокалорийных продуктах для функционального питания. Клетчатка не переваривается и, являясь своеобразной «щеткой» для организма, воздействует на толстый отдел кишечника, связывает и выводит шлаки и токсичные вещества. Разбухая и увеличиваясь в объеме в несколько раз, клетчатка
снижает чувство голода, способствует быстрому насыщению, способствует снижению показателя уровня сахара в крови при сахарном диабете, улучшает работу
кишечника, положительно влияет на перистальтику, снижает холестерин. В своем
составе волокна содержат 60 – 98 % балластных веществ – целлюлозы и гемицеллюлозы. Использование волокон в рецептурах продуктов позволяет декларировать их как продукцию лечебно-профилактического назначения [204, 235, 334].
На основании изложенного, становится понятным, что потребление продуктов с натуральными пищевыми волокнами является неотъемлемой частью
здорового образа жизни, производители пищевых продуктов увеличивают долю
природных материалов в качестве сырья для своей продукции.
У потребителей, уделяющих большое вниманию тому, что они едят, все
возрастающим спросом пользуются продукты с пониженным содержанием жиров
и обогащенные натуральными волокнами. Если такие продукты можно сконструировать, используя низкокалорийное молочное сырье, то их польза для здоровья будет очевидной.
Молочные продукты, включающие эссенциальные пищевые компоненты,
являются важнейшим продуктом питания человека. Согласно приказу Минсоцразвития России от 02.09.2010 г. рациональная норма потребления молока и молочных продуктов на душу населения составляет 340 кг, фактическое (в 2012 г.) –
248 кг, что свидетельствует о низких объемах потребления молочных продуктов
60
от рекомендуемых медициной. Обращает внимание и тот факт, что значительная
часть молочных продуктов, потребляемых россиянами, приходится на цельное
молоко, в то время как в развитых странах основную массу молочных продуктов
представляют изготовленные с использованием вторичного молочного сырья и
различных технологических приемов, улучшающих качество, разнообразие и полезность подобных продуктов питания [254].
Потребляя молочные продукты, человек вносит с пищей в свой организм
сотни химических соединений различного состава и структуры, обладающих биологической и фармакологической активностью [71, 103, 137, 213-215].
1.3 Анализ существующих технологий по использованию пищевых
волокон в составе молокосодержащих продуктов
Среди различных видов сырья особое место занимает молочная сыворотка.
В нашей стране должное внимание к молочной сыворотке активизировалось в результате широкомасштабных исследований академика РАСХН А.Г. Храмцова.
Молочная сыворотка – ценное побочное белково-углеводное сырье, содержащее в своем составе молочный сахар, водорастворимые витамины, ферменты,
гормоны, макро- и микроэлементы, около 20 % всех белков цельного молока и
множество других физиологически активных соединений с выраженной функциональной активностью.
Благодаря своему уникальному составу и свойствам молочная сыворотка
является важнейшим пищевым сырьем и может служить основой для получения
самых разнообразных продуктов высокой пищевой и биологической ценности
[136, 242-245].
Белки, присутствующие в молочной сыворотки, обладают функциональной
активностью [73, 254] (таблица 9).
61
Таблица 9 - Белки молочной сывороткти с доказанной функциональной
активностью
Белок
β-Лактоглобулин
Концентрация, г / л
1,3
α-Лактальбумин
1,2
Иммуноглобулины
А, М, G
Гликомакропептид
Лактоферрин
0,7
Лактопероксидаза
Лизоцим
0,03
0,0004
1,2
0,1
Функция
Переносчик витамина А; связывает жирные
кислоты; антиоксидант
Участвует в синтезе лактозы в молочной
железе; переносчик Са; иммуномодулятор,
стимулятор противораковой защиты
Иммунная защита
Антивирусный, бифидогенный эффекты
Антимикробный, антиканцерогенный, иммуностимулирующий, антиоксидантный
эффекты; сорбирует железо, пребиотический эффект и т.д.
Антимикробный эффект
То же
В таблице 10 приведены сведения, характеризующие некоторые эффекты
наиболее известных пептидов молочного происхождения [254].
Таблица 10 - Некоторые биоактивные пептиды молочного происхождения
Пептиды
Казоморфины
α-Лакторфин
β-Лакторфин
Лакторферроксины
Казоксины
Казокинины
Казоплателины
Белок-предшественник
Казеины (α, β)
α-Лактальбумин
β-Лактоглобулин
Лактоферрин
κ-Казеин
Казеины (α, β)
κ-Казеин, трансферрин
Иммунопептиды
Фосфопептиды
Лакторферрицин
Казеины (α, β)
Казеины (α, β)
Лактоферрин
Функция
Агонисты опиоидов
Агонист опиоидов
Агонист опиоидов
Антагонисты опиоидов
Антагонисты опиоидов
Гипотензивное действие
Антитромбическое действие
Иммуностимуляторы
Переносчик ионов
Антимикробный эффект
В молочной сыворотке, как и в молоке, идентифицировано более 250 соединений и содержится около 100000 молекулярных структур, которые находятся в
растворенном (наноуровень) и коллоидно-дисперсном (кластеры) состояниях, а
62
также в виде суспензии (казеиновая пыль) и эмульсии (молочный жир) [136, 254,
242-245].
Вопросам технологии переработки молочной сыворотки и получению из нее
полезных продуктов посвящены исследования А.Г. Храмцова, З.Х. Диланяна,
П.Ф. Крашенинина, П.Ф. Дьяченко, В.Д. Харитонова, Ю.Я. Свириденко, Л.А.
Остроумова, А.Ю. Просекова, Н.А. Тихомировой, А.Л. Новокшановой, Б.А. Лобасенко, П.Г. Нестеренко, А.А. Храмцова, И.А. Евдокимова, Э.Ф. Кравченко и многих других отечественных ученых.
В России ежегодно при выработке молочных продуктов выход сыворотки
составляет около 2000,0 тыс.т. В странах с развитой технической базой молочная
промышленность перерабатывает от 60 до 95 % ресурсов сыворотки [67, 74, 75].
Для России характерен низкий уровень использования молочной сыворотки – менее 40 % (рисунок 12).
В России
40% продукты
питания
60% сельское
хозяйство
Рисунок 12 - Основные направления использования молочной сыворотки
в мире и в России
Основными видами продукции, вырабатываемой в РФ из молочной сыворотки, являются сухая сыворотка, молочный сахар и альбуминная масса, а также
напитки, на выработку которых расходуется 80 % ресурсов сыворотки, подвергаемой переработке [27, 64, 105, 128, 137, 194, 242-245].
63
Напитки на основе сыворотки являются технологичным продуктом функционального питания, поскольку введение в них различных функциональных ингредиентов не представляет большой сложности. Обогащенные пищевыми волокнами, в том числе пектиновыми веществами, напитки из сыворотки могут использоваться для предупреждения сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, онкологических заболеваний, а также интоксикаций разного вида [3, 78, 109, 110, 216218].
Однако, несмотря на широкий ассортимент продуктов из молочной сыворотки, вырабатываемый в нашей стране, продуктов питания на основе молочной
сыворотки с пищевыми волокнами вырабатывается недостаточно. Рассмотрим некоторые из них.
Известны разработки ВНИМИ: «Сывороточные напитки» (ТУ 9224-42000419785-07, изм. № 1, 2 от 2009 г.); кисломолочные продукты с сывороткой «Утро» (ТУ 9222-457-00419785-08); напитки кисломолочные ацидофильные (ТУ
9222-458-00419785-08); напитки кисломолочные с пищевыми волокнами (ТУ
9222-211-00419785-03, изм. № 3 от 2008 г.). Напитки кисломолочные с пищевыми
волокнами разработаны в России впервые, и можно сказать, относятся к уникальным молочным продуктам. В их состав входят: молоко нормализованное, молочная сыворотка, ПВ, закваска, регулятор кислотности (при необходимости). Клинические исследования напитка на пациентах гастроэнтерологического отделения
показали значительное улучшение функционального состояния желудочнокишечного тракта, в том числе увеличение собственной бифидо- и лактофлоры,
снижение уровня холестерина в крови [63].
В Северо-Кавказском государственном техническом университете разработаны напитки из молочной сыворотки с растительными компонентами (эхинацея
пурпурная, мята перечная, мелисса). Авторами проведены исследования по приготовлению экстрактов этих растений и их влияния на органолептические свойства и состав сывороточных напитков. Для повышения вязкости, улучшения органолептических показателей, придания напитку «тела» был использован пектин
компании Andre Pecton.
64
Сотрудниками Калининградского государственного технического университета разработана технология производства сокосодержащих напитков на основе
творожной сыворотки. Соки и экстракты улучшают органолептические характеристики напитков из творожной сыворотки, обогащая их макро- и микроэлементами, витаминами, усвояемыми белками и углеводами. Введение полисахаридов
(пектин, хитозан) положительно влияет на структурно-механические свойства напитков. Эти биополимеры обладают антиокислительным и бактерицидным действием, что позволяет увеличить сроки хранения напитков [187].
В Кемеровском технологической институте пищевой промышленности
(Университет) под руководством д.т.н., профессора Л.А. Остроумова [135] изучены технологические особенности формирования продуктов функционального
назначения на основе молочной сыворотки, отрубей и зародышей пшеницы, и на
этой основе созданы их новые виды. Для придания продуктам различных оттенков вкуса рекомендуется при их выработке использовать плодовые, ягодные и
овощные наполнители, а также подсластители. В этих случаях продукт обогащается витаминами, микроэлементами и другими биологически активными веществами.
Наряду с напитками разрабатывается направление в производстве концентратов и сладких блюд лечебно-профилактического назначения на основе молочной сыворотки, полученных путем подбора рецептурных смесей, а также дополнительного обогащения микронутриентами [94].
Кемеровским технологическим институтом пищевой промышленности
(Университет) и НПО "Сфера" (Томск) разработаны быстрорастворимые гранулированные сывороточные и плодово-ягодные кисели на основе молочной сыворотки. В состав продуктов входят крахмал, сахар, экстракты растений, концентрированные плодово-ягодные соки, сгущенная или сухая молочная сыворотка и другие
ингредиенты. Производство быстрорастворимых гранулированных плодовоягодных киселей направлено на удовлетворение потребностей широкого круга
населения, в том числе детей, а также спортсменов, военнослужащих, людей, находящихся в экстремальных условиях, работников, выполняющих тяжелую физи-
65
ческую работу, для диетического и лечебно-профилактического питания. Предлагаемые быстрорастворимые гранулированные плодово-ягодные кисели имеют
сбалансированный питательный и витаминный состав, благоприятно влияющий
на работу жизненно важных систем организма, корректируя и нормализуя их работу [164, 165].
Названные выше технологии продуктов на основе молочной сыворотки с
пищевыми волокнами не требуют специального оборудования, что облегчает
возможность использования молочной сыворотки без особых значительных капитальных вложений.
Относительная дешевизна и доступность молочной сыворотки позволяют
предприятиям расширять ассортимент выпускаемой продукции, создавать новые
технологии напитков на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами и
получать прибыль за счет экономии молочного сырья и организации безотходного
производства.
Несмотря на имеющийся значительный опыт промышленного использования вторичного молочного сырья в нашей стране, существует проблема неполной
промышленной переработки молочной сыворотки. Особенно остро эта проблема
стоит с переработкой кислой (творожной) сыворотки. Кислая сыворотка плохо
подвергается технологическим операциям, сгущению и сушке. Получаемый при
этом продукт имеет низкое качество и не может быть использован при производстве продуктов питания.
Большие резервы для комбинирования молочной сыворотки с растительным
сырьем, являющимся дополнительным источником пищевых волокон, макро- и
микроэлементов, витаминов, а также непосредственное включение в состав продуктов на основе молочной сыворотке пищевых волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов, имеются в отраслях АПК России, связанные с переработкой растительного сырья (ягод, овощей, фруктов). Таким образом, развитие
исследований в данном направлении весьма актуально.
Анализируя представленные данные, следует полагать, что необходима
дальнейшая комплексная промышленная переработка вторичного молочного сы-
66
рья, с целью создания новых технологий продуктов на основе молочной сыворотки, которая позволит:
- увеличить ресурсы биологически полноценных пищевых продуктов;
- улучшить экономические показатели молокоперерабатывающих предприятий за счет реализации дополнительной товарной продукции при переработке
единицы массы заготовляемого молока и снижения себестоимости продукции;
- повысить экологическую культуру производства за счет исключения загрязнения окружающей среды компонентами молока.
С этой целью нами разработан ассортимент и технологии молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического питания.
1.4 Заключение по аналитическому обзору литературы
На основании анализа данных научно-технической литературы установлены
факторы, влияющие на состояние здоровья людей, среди которых образ жизни и
правильное питание играют важную роль. Современное производство и потребление пищевых продуктов должно отвечать принципам здорового питания. Это, с
одной стороны, обусловлено заботой потребителя о своем здоровье, с другой развитием науки о питании.
Представлены технологические разработки существующих функциональных продуктов питания, в частности напитков на основе молочной сыворотки с
пищевыми волокнами. Показано, что в настоящее время ассортимент таких продуктов не велик, и существует необходимость расширения ассортимента продуктов питания на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами, что, в свою
очередь, будет способствовать расширению сегмента молокосодержащих продуктов на Российском рынке, и будет являться еще одним из путей рациональной переработки вторичного молочного сырья.
67
Отмечено, что в последние годы в рационах питания россиян снизилось содержание белка и других жизненно-важных пищевых веществ. Кроме того, изменились условия приготовления пищи и режим питания.
Среди пищевых факторов, имеющих особое значение для поддержания здоровья и работоспособности человека, важная роль принадлежит молочным белкам, микронутриентам - витаминам и минеральным веществам, пищевым волокнам.
Согласно положению теории адекватного питания, пищевые волокна являются функциональными ингредиентами пищи, играющими важную роль в функционировании пищеварительной системы, для жизнедеятельности нормальной
кишечной микрофлоры и образовании ряда вторичных нутриентов, в том числе
регуляторных, а также для макроорганизма в целом.
Дефицит ПВ в питании ведет к нарушению обмена веществ, является одним
из факторов риска в развитии таких заболеваний как рак кишечника, сахарный
диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца.
Недостаток ПВ в продуктах питания, отмечаемый сегодня во всех развитых
странах мира, вызвал бурный рост работ по созданию «высоковолокнистых» продуктов питания.
При создании таких продуктов необходимо учитывать комплексную оценку
эффективности ПВ, предусматривающую анализ химической структуры и свойств
ПВ, на основании которых прогнозируется их возможное влияние на реологические, структурно-механические свойства и физиологические эффекты, обусловленные потреблением пищевого продукта, содержащего выбранные ПВ. С этой
целью в работе представлена характеристика ПВ, в том числе некрахмальных полисахаридов.
Задачей специалиста является подготовка гидроколлоидов к использованию
в пищевых продуктах в наиболее удобном виде. Выполнение такой задачи требует глубокого понимания их структуры и условий, при которых ПВ будут проявлять необходимую функцию в пищевой системе на молочной основе.
68
Следует отметить, что важной задачей при разработке новых видов функциональных и диетических профилактических продуктов питания является доведение технологических решений до практикующих врачей, которые не владеют
современным состоянием рынка продуктов лечебного питания, в частности на
молочной основе, и не используют мощный терапевтический потенциал функционального и диетического профилактического питания в лечебных целях.
Таким образом, теоретическое обоснование и практические аспекты использования пищевых волокон в технологиях молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания, включающие клинические исследования, для
доказательства положительного лечебно-профилактического эффекта, являются
актуальными.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых позволили сформулировать цель и основные задачи
диссертационного исследования.
69
Глава 2. Организация эксперимента, объекты, материал и методы
исследования
В настоящей главе рассмотрена организация выполнения работы, охарактеризованы объекты, материал и основные методы исследования.
2.1 Организация эксперимента
Исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедрах «Технология производства и переработки продукции животноводства»,
«Технологии продуктов питания» и учебно-научно-испытательной лаборатории
по определению качества пищевой и сельскохозяйственной продукции ФГБОУ
ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова».
Ряд анализов по определению химического состава и физико-химических
показателей кислородсодержащих и аэрированных продуктов проводился в аккредитованной испытательной лаборатории пищевых продуктов и продовольственного сырья ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.».
Клинические исследования разработанных кислородсодержащих продуктов
с пищевыми волокнами с целью оценки их влияния на состояние здоровья кардиологических больных были проведены на базе ФГБУ «Саратовский научноисследовательский институт кардиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации совместно с медицинскими работниками учреждения.
Схема проведения исследований представлена на рисунке 13.
1 ЭТАП
70
Обзор научно-технической литературы и патентной информации
по теме диссертационного исследования.
Постановка цели и задач исследования
2 ЭТАП
Обоснование выбора объектов исследования с целью создания молокосодержащих продуктов диетического профилактического
питания с пищевыми волокнами
Анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова и Саратовской области продуктов на основе молочной
сыворотки с использованием пищевых волокон. Обоснование выбора пищевой продукции
3 ЭТАП
Обоснование выбора рецептурных ингредиентов для создания ассортимента продуктов
на молочной основе с пищевыми волокнами.
Конструирование основ продуктов
Получение функциональных
добавок
Экспериментальное обоснование выбора пищевых волокон для создания ассортимента молокосодержащих продуктов
Разработка комплексного подхода к выбору
пищевых волокон для создания ассортимента
молокосодержащих продуктов
Исследование эффектов загущения НПС
Кисели
Кислородсодержащие и аэрированные продукты
Творожные полуфабрикаты для сырников
Изучение стабилизирующих свойств НПС
Функционально-технологические свойства ПВ «Citri-Fi»
Ассоциативные взаимодействия в системах
гидроколлоидов.
Выявление синергизма
70
4 ЭТАП
Получение соков
Изучение химического состава,
микробиологических показателей и показателей безопасности.
Обоснование
использования в
технологии
молокосодержащих продуктов
Разработка технологий молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания с использованием пищевых волокон
Определение рациональных режимов
производства молокосодержащих
продуктов с пищевыми волокнами
Определение структурномеханических, реологических, физико-химических и органолептических свойств продуктов
Пищевая, энергетическая и биологическая ценность
Определение микробиологических показателей и показателей безопасности.
Установление сроков хранения
5 ЭТАП
Разработка и утверждение нормативной документации. Промышленная апробация
6 ЭТАП
Оценка эффективности применения кислородсодержащих продуктов в основном варианте диеты кардиологических пациентов
и разработка рекомендаций по питанию
Рисунок 13 – Схема проведения исследований
71
На первом этапе проведен анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме диссертационного исследования.
Обобщены литературные данные, научная информация и экспериментальные материалы отечественных и зарубежных авторов по проблеме здорового питания людей, взаимосвязи качества жизни и потребляемой пищи.
Рассмотрен существующий ассортимент продуктов на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами функционального, диетического профилактического питания. Показано, что в настоящее время рынок таких продуктов незначителен, и разработка инновационных технологий продуктов питания, сочетающих
вторичное молочное сырье и комплекс натуральных пищевых волокон, продолжает оставаться одним из наиболее перспективных направлений исследования.
Представлена
классификация,
характеристика
и
функционально-
технологические свойства пищевых волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов различной природы, используемых в настоящее время в пищевой промышленности.
Анализ научно-технической и патентной литературы свидетельствует об актуальности, теоретической и практической значимости рассматриваемой проблемы. Новизна подхода заключается в обосновании использования пищевых волокон для создания технологий молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания.
На втором этапе исследования проведен анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова и Саратовской области в отношении продуктов на
основе молочной сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна. Изучены факторы, формирующие потребительское поведение на рынке данных продуктов. Проанализирован ассортимент данных продуктов, реализуемых на рынке города Саратова и Саратовской области, с целью совершенствования традиционных
технологий и разработки молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами
диетического профилактического питания.
Обоснован выбор рецептурных ингредиентов для создания молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания. Показана целесооб-
72
разность использования молочной сыворотки для производства новых молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания, в том числе не
имеющих противопоказаний у кардиологических пациентов (ассортиментная линейка кислородсодержащих продуктов питания). Созданы вкусо-ароматические
профили основ молокосодержащих продуктов. Изучен аминокислотный состав
сконструированных белково-углеводных основ продуктов.
На третьем этапе работы экспериментально обоснован выбор и изучены физико-химические свойства ПВ различной природы в качестве стабилизаторов, загустителей и студнеобразователей при разработке молокосодержащих продуктов.
Показано, что существенные различия в природе и химической структуре пищевых волокон приводят к различиям в структуре, свойствах и технологической эффективности при введении их в молокосодержащую основу. Дано обоснование
концентрационного интервала пищевых волокон с учетом обеспечения в готовых
продуктах необходимых структурно-механических, реологических, органолептических и физико-химических свойств.
На четвертом этапе определены рациональные режимы производства молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами. Изучены физико-химические, органолептические, микробиологические показатели и показатели безопасности разработанных продуктов. Установлены оптимальные сроки хранения.
При конструировании кислородсодержащих продуктов с пищевыми волокнами изучались: факторы, влияющие на процесс образования белковых кислородных пен, количество вносимого стабилизатора, кратность, стабильность и микроструктура кислородных пен, органолептические, физико-химические, микробиологические показатели и показатели безопасности, пищевая, биологическая и
энергетическая ценность готовых продуктов.
При производстве молокосодержащих киселей с использованием пищевых
волокон в качестве загустителей были изучены реологические свойства, органолептические показатели, пищевая и энергетическая ценность готовых блюд, микробиологические свойства и показатели безопасности готовых блюд.
73
При производстве творожных полуфабрикатов для сырников с продуктами
переработки тыквы и пищевыми волокнами были изучены реологические, физико-химические, органолептические, микробиологические показатели и показателия безопасности готовых изделий. Проведен расчет пищевой и энергетической
ценности творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы.
На пятом этапе исследований разработана и утверждена техническая документация на новые виды молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами
диетического профилактического питания.
На заключительном этапе исследования проведена оценка функционального
питания, в виде приема новых видов кислородсодержащих продуктов, в основном
варианте диеты в условиях кардиологического стационара на состояние здоровья
пациентов с ХСН.
Результаты исследования подтвердили целесообразность употребления кислородсодержащих продуктов в комплексном восстановительном лечении больных с ХСН I – IV функционального класса, были разработаны рекомендации по
питанию данной категории пациентов.
2.2 Объекты, материал и методы исследования
На первом этапе работы объектом исследований являлись потребительские
предпочтения (отклики респондентов в виде анкет) в сфере потребления продуктов на основе молочной сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна.
Исследование проводилось методом анкетирования (2012 – 2014 гг.). Элементами выборки были случайные прохожие. Объем выборки составил 1000 человек. Анализ рынка продуктов (2012 – 2014 гг.) на основе молочной сыворотки и
пищевых волокон проведен в городах Саратов, Красный Кут и Калининск.
Метод формирования выборки – неслучайный, невероятностный отбор (метод стихийной выборки). Применение данного метода обосновано этическими
проблемами (решение о включении в выборку принимает сам респондент), огра-
74
ниченностью ресурсов (отсутствие списков единиц генеральной совокупности) и
необходимости проведения случайного отбора.
Объектами исследования при разработке молокосодержащих продуктов
диетического профилактического питания служили: коммерческие образцы некрахмальных полисахаридов различной природы (гуаровая камедь, ксантановая
камедь, камедь рожкового дерева, камедь конжака, высокоэтерифицированный
пектин) фирмы Danisco (Франция); альгинат натрия производства ОАО “Архангельский Опытный Водорослевый Комбинат” (Россия); комплексная пищевая добавка «Citri-Fi» (Fiberstar Inc., США), соответствующие требованиям Технического регламента Таможенного союза "О безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств"; плодовоовощная продукция
и продукты ее переработки, соответствующие требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции»; сыворотка молочная (ГОСТ Р 53438-2009); гидролизат сывороточного белка производства ГНУ
ВНИИМС Россельхозакадемии (г. Углич); творог (ГОСТ Р 52096-2003); вспомогательное сырье (сахар-песок, сахарозаменитель «Стевиозид», фруктоза, яичный
белок, желатин, экстракт солодкового корня, крахмал картофельный, мука пшеничная, соль поваренная), соответствующее требованиям нормативной документации.
При выполнении работы использованы стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований, в том числе физико-химические (газожидкостная хроматография, атомно-адсорбционная спектроскопия, фотоколориметрия),
реологические, микробиологические, биохимические, органолептические и другие.
Вязкость исследуемых в работе систем некрахмальных полисахаридов определяли на капиллярном вискозиметре Оствальда и вискозиметре Гепплера.
Вискозиметр Гепплера предназначен для измерения динамической вязкости
ньютоновский жидкостей согласно формуле Стокса:
η = κ * (ρш – ρж) * t
(1)
75
где κ – константа прибора, м2 / с; ρш, ρж – плотность материала шара и исследуемой жидкости соотвественно, кг / см3; t – время прохождения шаром измерительного участка, с.
Для измерения вязкости необходимо подобрать измерительный шарик, чтобы время его падения в продукте на измерительном участке трубки вискозиметра
находилось в диапазоне 25 – 120, и повторять опыт до получения разницы между
тремя последовательными результатами не более 1 с.
Прочность студней определяли на приборе Валента (ГОСТ 26185-84).
Температуры застудневания и плавления студней определяли методом, основанным на визуальном определении момента застудневания и точки плавления студней [33].
Структурно-механические свойства систем исследовали на ротационном
вискозиметре «Rheotest-2.1» (Германия) с измерительной системой «цилиндрцилиндр» [86, 97, 122]. Ротационные вискозиметры наряду с прочностными реологическими характеристиками пищевых систем позволяют измерять динамическую вязкость ньютоновских жидкостей η, а также эффективную (структурную)
вязкость ηэ аномально-вязких жидкостей. Последняя, как известно, зависит от
скорости сдвига γ, при которой ее получают.
Степень набухания высокомолекулярных веществ «α»определяли весовым методом:
α = (m – m0) / m0
(2)
где m0, m – масса высокомолекулярного вещества до и после набухания, г
Набухание – самопроизвольный процесс поглощения низкомолекулярного
растворителя высокомолекулярным веществом, сопровождающийся увеличением
его объёма и массы. Процесс набухания зависит от вида сырья, степени его дисперсности, вида и концентрации растворителя, температуры и других параметров.
Известно, что набухание как первый этап процесса растворения характерно для
многих высокомолекулярных соединений, но оно не всегда сопровождается рас-
76
творением. Причиной набухания является диффузия молекул воды в высокомолекулярное вещество. Так как подвижность молекул низкомолекулярного растворителя во много раз больше подвижности макромолекул полимера, то, проникая в
пространство между звеньями полимера, молекулы растворителя раздвигают цепи
макромолекул, что сопровождается увеличением объема.
Активность воды определяли криоскопическим методом на приборе АВК4 [134, 231].
Массовую долю аминокислот в белково-углеводной основе для производства кислородсодержащих продуктов и киселей определяли методом ВЭЖХ на
хроматографе Knauer Smartline 5000 c использованием обратнофазовой хроматографии на колонке Диасфер -110 С18 / 2 5 мкм 2мм*150 мм. Из представленных
образцов были отобраны аликвоты по 150 мкл в двух повторностях.
Для проведения гидролиза в пробирки добавляли по 1 мл 6н HCL и продували азотом. Гидролиз проводили 24 часа при температуре 110 °С.
После гидролиза образцы количественно нейтрализовали 0,7 мл 12.5 M
NaOH и доводили объем до 40 мл высокочистой водой (MilliQ Academic
Millipore). Данный способ подготовки образцов, а именно отсутствие этапа высушивания позволяет избежать необратимой сорбции части аминокислот на нерастворимом остатке окисленных продуктов гидролиза, что особенно важно при анализе многокомпонентных образцов.
Идентификацию аминокислот проводили с применением предколоночной
модификации 6-аминоквинолин гидроксисукцинамидил карбаматом - AccQ по
методу Waters AccQ-Tag с использованием набора реактивов WAT 052880. Данный метод обеспечивает специфическую количественную модификацию первичных аминогрупп аминокислот и аминосахаров, характеризуется высокой чувствительностью и высокой эффективностью разделения.
Для проведения анализа брали 80мкл боратного буфера 100 мМ рН 8,3 вносили 10 мкл образца, и 10 мкл модифицирующего реактива - 5 мМ AccQ в ацетонитриле. Немедленно перемешивали на шейкере, и инкубировали 15 мин при
77
55°С на водяной бане, затем охлаждали до комнатной температуры 15 мин. Для
анализа использовали 20 мкл смеси.
Разделение проводили в ацетатном буфере 150мМ рН 4.83 с нелинейным
градиентом ацетонитрила 55% в течение 53 мин (2 мин = 2% Б, 18 мин = 7 % Б, 34
мин = 22 % Б, 37 мин = 37 % Б, 46 мин = 48 % Б, 46,1 мин = 100 % Б, 52 мин = 0 %
Б). Скорость протока 300 мкл / мин. Объем инжекции – 20 мкл. Детекция фотометрическая при λ 248 нМ. Управление хроматографом и количественный анализ
данных выполнялся программой EuroChrom (Knauer).
Количественный расчет проводили по соотношению площадей пиков стандарта и образца. В качестве стандарта использовали эквимолярную смесь аминокислот в количестве 500 пМ. Amino acid Standart Solution Fluka AA-S-18.
Количество общего белка в белково-углеводных основах определяли – по
ГОСТ 26889 - 86, массовую долю сухих веществ - по ГОСТ 28561 - 90, ГОСТ
28562 - 90; массовую долю жира - по ГОСТ 8756.21 - 89; массовую долю золы –
по ГОСТ 25555.4 - 91.
Исследование микроструктуры образцов проводили с использованием
микроскопа «Olympus CX 41». Препараты для микроструктурного исследования
готовили следующим образом: на край чистого предметного стекла наносили каплю продукта и с помощью другого шлифовального стекла готовили мазок. Препараты выдерживали при комнатной температуре до полного высушивания, после
чего окрашивали Суданом черным в течение 10 мин. Окрашенный препарат промывали холодной проточной водой и заключали под покровное стекло в глицерин-желатин. Исследование и фотографирование препаратов проводили под микроскопом.
Кратность и стабильность пен кислородных коктейлей определяли следующим образом: исследуемые основы, поочередно, в количестве 100 см3 наливали в цилиндр, после чего осуществляли барботаж медицинского кислорода от кислородного концентратора до прекращения роста высоты столба пены. Скорость
барботирования кислорода изменяли в диапазоне 0,5 – 5 дм3 / мин.
78
Кратность кислородных пен определяли как соотношение между количеством дисперсионной среды и дисперсной фазы по формуле:
n = Vf / Vl * 100 %
(3)
где Vf – объем пены; Vl – объем жидкости, содержащейся в пене
Стабильность пен – это прочность и продолжительность существования
(время жизни) пены и определяется временем в течение, которого пена не опадает
и остается устойчивой. Показатель устойчивости пены низкой и средней кратности определяют как время выделения из пены 50 % массы жидкости.
Объем кислорода, содержащегося в пене, определяли по формуле:
Vg = Vl * (n - 1)
(4)
где n – соотношение между количеством дисперсионной среды и дисперсной фазы в пене (кратность пены); Vl – объем жидкости, содержащейся в пене.
Другой величиной, позволяющей судить о динамике процесса пенообразования, является отношение конечного столба кислородной пены к начальному и
выраженное в процентах. Однако, не всегда пенообразные массы разрушаются
интенсивно за короткий промежуток времени, что снижает разрешающую способность данного метода. Существует формула, учитывающая влияние временного фактора:
В = τ / Vf
(5)
где В – коэффициент устойчивости; τ – время разрушения пены; Vf – объем
пены [107, 108].
Метод контроля взбитости кислородсодержащих десертов основан на
измерении масс фиксированного объема смеси до взбивания и насыщения кисло-
79
родом и того же объема смеси (десерта), насыщенной кислородом и расчете взбитости десерта.
Стаканы из нержавеющей стали номинальной вместимостью 50, 100, 150 и
200 см3.
Нож или шпатель из нержавеющей стали, или шпатель пластиковый.
Шкаф сушильный электрический.
Вода питьевая по ГОСТ 2874.
Стакан заполняют вровень с краем стакана смесью для десерта и взвешивают с записью результата до 1 г.
Смесь взбивают с помощью миксера «Армед», с одновременным насыщением смеси кислородом, не допуская образования пустот, вровень с краем стакана. Выступающий за край стакана десерт осторожно снимают ножом или шпателем. Стакан с десертом взвешивают с записью результата с точностью до 1 г.
Взбитость десерта В, %, рассчитывают по формуле:
В = (М2 – М3 / М3 – М1) * 100
(6)
где М2 – масса стакана, заполненного смесью, г;
М3 – масса стакана, заполненного десертом, г;
М1 – масса стакана, г;
100 – коэффициент пересчета отношения в проценты.
Предел относительной погрешности измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 – ± 10 %. За окончательный результат измерений принимают среднее арифметическое значение результатов трех параллельных определений, округленное до целого числа.
Определение устойчивости десертов к таянию. Метод основан на изучении способности десертов сопротивляться таянию при выдерживании их при температуре 20 °С с дальнейшим определением массовых долей плава за определенный промежуток времени.
80
Исследование проводили с использованием термостата с температурой (20
± 0,5) °С и электронных весов. Подготовку пробы десерта проводили следующим
образом: образец закаленного десерта массой 100 г с температурой минус 18 °С,
взвешивали в таре, затем помещали на сито. Тару взвешивали и ее массу учитывали при определении массы нетто пробы десерта. Непосредственно под ситом
устанавливали ёмкость для сбора плава, предварительно определив её массу. Вес
ёмкости с плавом фиксировали на электронных весах первый раз через 60 мин
выдерживания, затем через каждые 10 мин в течение ещё 2 часов.
При обработке результатов учитывали начальную массу замороженного десерта (Mдесерта), рассчитывали массу плава (Мплава) в каждый момент времени в г
по формулам:
Mдесерта = Мдесерта с тарой – Мтары
(7)
Мплава = Мплава с ёмкостью – Мёмкости
(8)
Затем вычисляли массовую долю плава в %, соответствующую каждому периоду измерения по формуле:
ωплава = mплава / mдесерта * 100
(9)
Химический состав плодово-ягодных соков и продуктов переработки тыквы определяли по общепринятым методикам [77]. Массовую долю растворимых
сухих веществ определяли на рефрактометре по ГОСТ Р 51433 - 99, массовую долю золы – по ГОСТ Р 51432 - 99, массовую долю титруемых кислот, в пересчете
на яблочную кислоту – по ГОСТ Р 51434 - 99. Определение содержания витаминов осуществляли следующими методами: витамина С – фотометрическим по
ГОСТ 24556 - 89, витаминов В1 и В2 – по ГОСТ 25993 - 83, ниацина (витамина РР)
– фотометрическим методом по ГОСТ Р 50479 - 93, витамина А – колориметрическим методом, бета-каротина (провитамина А) – спектрофотометрическим методом. Определение концентраций кальция и магния осуществляли титриметри-
81
ческим методом, железа – колориметрическим методом с сульфосалициловой кислотой, натрия и калия – по ГОСТ 30504 - 97 пламенно-фотометрическим методом на пламенном фотометре ФЛЯФО-4.
Определение антиоксидантного действия творожных полуфабрикатов с
продуктами переработки тыквы проводили с использованием стандартной методики ГОСТ Р 51487-99, основанной на измерении значения перекисного числа –
условной единицы, эквивалентной количеству йода, выделяющегося из пробы с
йодидом калия с обусловленной единицы массы продукта перекисными соединениями, которые образуются в нем при окислении кислородом воздуха.
Влагосвязывающую способность творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы определяли методом прессования, основанном на выделении воды испытуемым образцом при легком прессовании, сорбции выделившейся
воды фильтровальной бумагой, и определении количества отделившейся влаги по
размеру площади пятна, оставляемого ею на фильтровальной бумаге.
Влагоудерживающую способность творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы определяли по разности между массовым содержанием
влаги в творожной основе и количеством влаги, отделившейся в процессе термической обработки.
Энергетическую ценность разработанных продуктов определяли по химическому составу. Для расчета пользовались следующей формулой:
Э = 37,7 * Х1 + 16,7 * Х2 + 15,7 * Х3
(10)
где Э – энергетическая ценность пищевой добавки, кДж / 100 г (1 ккал соответствует 4,186 кДж);
Х1 - массовая доля жира в продукте, г / 100 г;
Х2 - массовая доля белка в продукте, г / 100 г;
Х3 - массовая доля углеводов в продукте, г / 100 г.
Биологическую ценность определяли методом расчета аминокислотного
скора. Аминокислотный скор [210] определяли как процентное соотношение со-
82
держания незаменимой аминокислоты в белке продукта к ее содержанию в «идеальном белке» по формуле:
А = Х1 / Х2 * 100
(11)
Где А - аминокислотный скор, %
Х1 – массовая доля незаменимой аминокислоты в конкретном продукте, мг
на 1 г белка.
Х2 – массовая доля незаменимой аминокислоты в «идеальном» белке, мг на
1 г белка.
Под «идеальным белком» понимается условная аминокислотная шкала, разработанная ФАО / ВОЗ [200].
Микробиологические показатели и показатели безопасности рецептурных ингредиентов и готовых продуктов определяли согласно ГОСТ 10444.15 - 94,
ГОСТ 10444.12 - 88, ГОСТ Р 50474 - 93 / ГОСТ 30518 - 97, ГОСТ Р 50480 - 93 /
ГОСТ 30519 - 97, ГОСТ Р 53430 - 2009, ГОСТ Р 51301 - 99, ГОСТ Р 51766 - 2001,
ГОСТ Р 51962 - 2002, ГОСТ 26927 - 86, ГОСТ 26930 - 86, ГОСТ 26932 - 86, ГОСТ
26933 - 86, ГОСТ 30178 - 96.
Органолептические показатели разработанных продуктов определяли
сенсорным профильно-ранговым методом по ГОСТ 53159 [88, 183, 199, 256]. Дегустаторами являлись преподаватели, студенты и аспиранты ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. Им предлагалось заполнить анкету, в которой необходимо было сделать отметки и присвоить каждому образцу изделия соответствующий балл. В работе дегустаторы применяли 5-балловую шкалу, предусматривающую характеристику признаков продукта по пяти качественным уровням: 5 баллов - отличное
качество, 4 - хорошее, 3 - удовлетворительное, 2 - плохое (пищевой неполноценный продукт), 1 - очень плохое (технический брак). Образцы дегустировали в определенном порядке (1, 2, 3 и т.д.). Дегустаторы не были информированы о том,
под каким номером закодирован тот или иной образец. В заключении проводили
статистическую обработку дегустационных листов. Акты дегустации представле-
83
ны в Приложении 5.
Оценку значения функционального питания в основном варианте диеты
на состояние здоровья пациентов с хронической сердечной недостаточностью
(ХСН) в условиях кардиологического стационара проводили совместно с сотрудниками ФГБУ «Саратовский НИИ кардиологии» Минздрава России (Приложение
7).
В локальное открытое проспективное с параллельными группами исследование было включено 60 пациентов (36 мужчин и 24 женщины) в возрасте 60 - 75
лет, удовлетворяющих следующим критериям: пациенты с ХСН I – IV функционального класса, находящиеся на стационарном лечении в кардиологическом отделении, не имеющие противопоказаний к энтеральной оксигенотерапии и подписавшие информированное согласие на исследование. Всем пациентам было проведено стандартное клиническое обследование, включающее физикальный осмотр, лабораторные исследования (общий анализ крови, мочи, уровень сахара в
крови), инструментальные (ЭКГ, ЭхоКГ), антропометрические исследования (индекс массы тела), оценка качества жизни по Миннесотскому опроснику и тест с
шестиминутной ходьбой. После проведения обследований больные были разделены методом простой рандомизации на 2 группы, сопоставимые по возрасту, полу,
виду и объему медикаментозной терапии.
Основную группу составили 30 пациентов, которые в комплексе со стандартной терапией получали энтеральную оксигенотерапию. 30 пациентов составили группу сравнения и получали стандартную терапию и аэрированную некислородную смесь (плацебо). Стандартная терапия с учетом клинического статуса
пациента включала кардиопротективные препараты, диуретики и сопутствующую терапию (ферментные препараты). Курс энтеральной оксигенотерапии проводился ежедневно в течение 10 дней. Пациенты принимали кислородсодержащие
продукты за 1 - 1,5 часа до основного приема пищи. Продукт медленно съедался
ложкой в течение 5 - 7 минут. Рекомендуемая разовая порция продукта составляла
500 мл.
Схема исследований представлена в таблице 11.
84
Таблица 11 - Схема исследований
Наименование этапа (исследования)
Подписание информированного согласия
Прием кислородного коктейля
Оценка клинического статуса
Уровень сахара в крови
Уровень гемоглобина в крови
Общий анализ крови (количество лимфоцитов, лейкоцитов, клеток крови)
Расчет индекса массы тела
Общий анализ мочи
(наличие сахара, эпителия)
Микроальбуминурия
ЭКГ
ЭхоКГ
Оценка неблагоприятных явлений (тошнота,
головокружение, учащение сердцебиения)
Оценка сопутствующей терапии
(применение лекарственных препаратов)
Догоспитальный этап
День – 1
X
X
X
X
X
X
X
X
1 - 10-й
день
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
X
X
X
X
X
X
X
X
-
X
X
Обработку результатов исследований проводили с использованием статистического метода обработки экспериментальных данных, в ходе которого определяли среднее значение определяемой величины из пяти – десяти кратной повторности, среднеквадратичное отклонение и доверительный интервал [16]. В
таблицах и рисунках результаты представлены в виде средних арифметических
значений. Математическое планирование и обработку экспериментальных данных
осуществляли методом центрального униформ-ротатабельного планирования с
последующей графической интерпретацией параметров оптимизации с помощью
программ Excell, MatStat и Statistika. Для аппроксимации данных были использованы методы регрессионного анализа с применением линейных, логарифмических, степенных и полиномиальных зависимостей (регрессионные модели) [13,
16, 55].
Все вышеизложенные исследования проводились автором диссертации лично
и/или
совместно
с
ведущими
исследовательских организаций.
учеными
и
специалистами
научно-
85
Глава 3. Обоснование выбора объектов исследования с целью создания основ
молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания
При разработке новых видов молокосодержащих продуктов путем совершенствования традиционной технологии важно учитывать, из какого сырья продукты будут вырабатываться, так как именно сырье влияет на пищевую ценность,
качество, потребительские достоинства и стоимость готового продукта. Основными требованиями, предъявляемыми к сырью, являются доступность на рынке,
безопасность, пищевая ценность, технологичность, привлекательность для потребителей и возможность комбинирования с другими компонентами, что обеспечивает возможность взаимного обогащения получаемых продуктов эссенциальными
веществами, а также позволяет регулировать их состав в соответствии с основными положениями теории сбалансированного питания.
В данном разделе диссертационной работы представлены научные и экспериментальные подходы к проблеме создания ассортимента молокосодержащих
продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического питания путем совершенствования традиционной технологии продуктов и целесообразного
подбора рецептурных ингредиентов.
Согласно определению, указанному в Федеральном законе Российской Федерации от 12 июня 2008 г. № 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию", молокосодержащий продукт – это пищевой продукт, произведенный из молока, и (или) молочных продуктов, и (или) побочных продуктов переработки молока и немолочных компонентов, в том числе немолочных жиров и
(или) белков, с массовой долей сухих веществ молока в сухих веществах готового
продукта не менее чем 20 процентов.
Пищевая продукция диетического профилактического питания (согласно
определению ТР ТС 021 / 2011 «О безопасности пищевой продукции») - пищевая
продукция, предназначенная для коррекции углеводного, жирового, белкового,
витаминного и других видов обмена веществ, в которой изменено содержание и
(или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержа-
86
ния и (или) в состав которой включены не присутствующие изначально вещества
или компоненты, а также предназначенная для снижения риска развития заболеваний.
Для создания ассортимента конкурентоспособной продукции диетического
профилактического питания и обоснования ее производства на первом этапе проведены исследования по выявлению потребительских предпочтений [123] населения г. Саратова и Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна.
3.1 Анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова и
Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной сыворотки
и продуктов, содержащих пищевые волокна
Для оценки анализа потребительских предпочтений населения г. Саратова и
Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной сыворотки и
продуктов, содержащих пищевые волокна была разработана анкета (представлена
в Приложении 4).
В результате анализа данных анкет установлено, что 80 % респондентов осведомлены, что в г. Саратове и Саратовской области в свободной продаже имеются продукты на основе молочной сыворотки и продукты, содержащие пищевые
волокна (71 %). При этом 70 % знают, что такое пищевые волокна, 86 % опрошенных считают вышеозначенные продукты полезными для здоровья. При определении наиболее популярных продуктов на основе молочной сыворотки в питании респондентам был предложен на выбор список продуктов, в состав которых
может входить молочная сыворотка. Наиболее востребованными продуктами на
основе молочной сыворотки (рисунок 14) являются напитки (43 %) и десерты
(40%).
87
Рисунок 14 – Диаграмма распределения ответов респондентов по предпочтению
продуктов с добавлением молочной сыворотки
Для изучения частоты применения в питании продуктов на основе молочной сыворотки и продуктов, содержащих пищевые волокна, респондентам были
заданы соответствующие вопросы. Определено (рисунок 15), что большинство
респондентов не употребляют данные продукты (около 80 % - продукты, содержащие пищевые волокна и 70 % - продукты на основе молочной сыворотки). Это
может быть связано с невысокими органолептическими свойствами (например,
кислый привкус и запах творожной сыворотки, выраженный запах используемых
структурообразователей) и структурно-механическими свойствами представленных в продаже продуктов; узким ассортиментом таких продуктов; недостаточной
осведомленностью населения о полезности продуктов данных групп.
88
Рисунок 15 – Диаграмма распределения ответов респондентов по потреблению в
своем рационе продуктов на основе молочной сыворотки и продуктов,
содержащих пищевые волокна
С целью выяснения осознания населением г. Саратова и Саратовской области взаимосвязи рациона питания с физическим состоянием организма респондентам был предложен ряд вопросов. На открытый вопрос «Как Вы считаете, связан
ли рацион питания с состоянием Вашего здоровья» превалирующая часть опрошенных ответили, что видят прямую связь между указанными понятиями. Из 100
% опрошенных респондентов 54 % следят за калорийностью своего рациона.
На вопрос: «Что бы Вы предпочли в случае лечения или профилактики болезни». Опрошенные (43 %) готовы потреблять продукты на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами, а остальные 57 % отдают предпочтение лекарственным препаратам и биологически активным добавкам (БАД) (рисунок 16).
89
Продукты на
основе
молочной
сыворотки и
пищевых
волокон 43 %
Лекарственные
препараты
46 %
БАД 11 %
Рисунок 16 – Диаграмма распределения ответов респондентов
о предпочтении в случае лечения или профилактики болезней
Очевидно, что респонденты придают рациону питания большое значение
для сохранения здоровья, при лечении и профилактике заболеваний опрошенные
готовы предпочесть продукты на основе молочной сыворотки и пищевых волокон
лекарственным препаратам и БАД.
Было определено, что 54 % респондентов готовы и желают употреблять
продукты, в состав которых входят молочная сыворотка и пищевые волокна (рисунок 17).
90
Рисунок 17 – Диаграмма распределения ответов респондентов о готовности
потребления продуктов на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами
По результатам анализа полученных данных можно сделать вывод о том,
что население г. Саратова и Саратовской области информировано о продуктах на
основе молочной сыворотки и продуктах, содержащих пищевые волокна, об их
пользе для здоровья. Значительная часть населения (43 %) предпочитают продукты на основе молочной сыворотки в виде напитков, но только малый процент опрошенных (31 %) употребляют указанные продукты. Большинство респондентов
(54 %) следят за рационом своего питания и связывают его с физиологическим состоянием здоровья. Половина опрошенных респондентов (54 %) готова употреблять продукты на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами.
Проведенный анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова
и Саратовской области в отношении продуктов на основе молочной сыворотки и
продуктов, содержащих пищевые волокна, показал целесообразность разработки
новых технологий продуктов на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами. Молокосодержащие продукты, по сравнению с традиционными продукта-
91
ми, будут характеризоваться высокой пищевой ценностью, являться источниками
сывороточных белков, молочного сахара, витаминов и минеральных веществ и
оставаться дешевыми и доступными для всех категорий потребителей.
В качестве базовых видов продукции для создания нового ассортимента молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания были выбраны пищевые продукты, широко употребляемые в настоящее время различными группами населения: кислородные коктейли и кисели.
Кислородный коктейль – это напиток, насыщенный кислородом до состояния нежной воздушной пены. Кислородные коктейли в настоящее время широко
используются в кислородных барах, детских садах, лечебно-оздоровительных заведениях, фитнес клубах и т.д.
Согласно проведенному анализу научной литературы и патентной информации установлено, что в настоящее время кислородные коктейли также находят
достаточно широкое применение, как для лечения пациентов с различными заболеваниями, так и у здоровых людей для нормализации и повышения иммунитета,
улучшения работоспособности и т.д. [2, 17, 62, 197, 259].
Современные тенденции создания кислородных коктейлей предусматривают использование в составе их основ различных настоев, экстрактов из трав и
растений, соков, витаминно-минеральных комплексов, что обеспечивает нормализующее физиологическое воздействие на организм и оптимизацию микронутриентного статуса [84, 141-144, 209, 230, 261].
Главной составляющей кислородного коктейля является пенообразующей
компонент, благодаря которому происходит формирование пены в напитке. В качестве такого компонента используют яичный белок, желатин или корень солодки. Известно, что сывороточные белки обладают пенообразующей способностью
[138, 139, 169, 235], в виду этого использование молочной сыворотки при производстве кислородсодержащих продуктов представляется целесообразным.
Кроме того, как показали клинические исследования, у первого компонента
есть существенные недостатки и побочные эффекты такие как, гипераллергенность, неприятный вкус, возможность инфекционных заболеваний, а также рели-
92
гиозные ограничения, вегетарианство. Применение желатина в качестве пенообразователя достаточно проблематично и небезопасно, его нежелательно употреблять людям при нарушении водно-солевого обмена и при мочекаменной болезни.
В настоящее время в качестве пенообразователя широко используется сироп
корня солодки, как самый простой и дешевый способ приготовления кислородного коктейля, но его применение также небезопасно, т.к. существует ряд противопоказаний к использованию данного лекарственного средства и, вместе с тем, у
готового продукта появляется неприятный горький привкус, обусловленный компонентами используемого пенообразователя.
Особую значимость эта проблема приобретает среди людей с ХСН, поскольку традиционные пенообразователи (экстракт солодкового корня и желатин), являющиеся главной составляющей кислородного коктейля, противопоказаны им для приема. Употребление солодки и препаратов на ее основе у кардиологических пациентов может вызвать повышение артериального давления крови,
нарушение сердечного ритма и изменение выделительной функции почек. Желатин противопоказан пациентам с повышенной свертываемостью крови, нарушением водно-солевого обмена, тромбозами и тромбофлебитами. Лучше избегать
его употребления и людям с мочекаменной болезнью, а также имеющим камни в
желчном пузыре и почках.
Анализ данных литературы показал, что в настоящее время неуклонный
рост числа госпитализаций, обусловленных развитием осложнений, среди больных пожилого возраста с сердечно-сосудистыми заболеваниями определяет необходимость оптимизации, как медикаментозного лечения, так и диетотерапии в виде применения функционального питания [58, 91, 114, 120, 159, 177, 196], т.к. неконтролируемый прием диуретиков, особенно в период обострения, приводит к
дефициту в организме микронутриентов: витаминов, минеральных и биологически активных веществ.
С целью повышения умственной и физической работоспособности, коррекции психо-эмоциональных нарушений, уменьшения проявлений синдрома хронической интоксикации, достижения иммуномодулирующего эффекта и в качестве
93
дополнительной диетотерапии в лечении и профилактики кардиологических пациентов может применяться энтеральная оксигенотерапия.
Все вышеизложенное явилось обоснованием к совершенствованию технологии кислородного коктейля, а также созданию новых видов кислородсодержащих продуктов повышенной пищевой ценности, с улучшенными сенсорными характеристиками, не имеющих противопоказаний к применению у пациентов с
ХСН.
Кроме того, представляла интерес разработка новых видов – кислородсодержащих продуктов (кислородных смузи и замороженных десертов) на основе
молочной сыворотки, фруктово-ягодных соков и пюре с использованием пищевых
волокон для компенсации отсутствия жира, получения требуемой текстуры и высоких потребительских свойств продуктов.
Кисели являются традиционным сладким блюдом русской национальной
кухни, широко используемым в лечебном и диетическом питании [9, 18, 133, 145,
146, 164, 188, 257]. Традиционная рецептура основ для приготовления киселей
включает сахар-песок, крахмал, плодово-ягодные экстракты и/или другие вкусоароматические добавки.
Картофельный крахмал на 96 - 98 % состоит из легкоусваиваемых
полисахаридов, образующих при кислотном гидролизе глюкозу [120, 204, 234,
235]. Поэтому кисель на основе крахмала считают энергетическим напитком. Его
полезные свойства определяются, в основном, количеством вносимых плодовоягодных добавок, а не составом гелеобразующей основы. Производство киселей
на картофельном крахмале обусловлено его хорошими свойствами загущения при
относительной дешевизне. Обычно для производства киселей используют картофельный крахмал в концентрации 2,5 - 3 %.
Кисели пользуются в нашей стране большой популярностью, особенно в
детских садах, школах, больницах и т.д. Основной недостаток этого продукта заключается в том, что физиологическая ценность его невелика. Чрезмерное потребление его нарушает сбалансированность рациона, как по пищевым веществам, так и по энергетической ценности, что объясняется высоким содержанием
94
одних компонентов (углеводы) и достаточно низким, а в ряде случаев и полным
отсутствием других, например, пищевых белков, молочного сахара, ПВ, витаминов и минеральных веществ. С нашей точки зрения, повысить пищевую ценность
этой группы продуктов можно за счет комбинирования натуральных ягодных соков с творожной сывороткой, а заменой крахмала на некрахмальные полисахариды, обладающие функцией загущения, станет возможным снизить энергетическую ценность киселей.
Следует отметить, что каждая выбранная группа продуктов требует особого
подхода для целенаправленного изменения и коррекции рецептурного состава, а
также выбора и использования конкретных видов пищевых волокон в зависимости от структурных, реологических, физико-химических характеристик и органолептических показателей.
3.2 Выбор и оценка качества рецептурных ингредиентов для создания
основ молокосодержащих продуктов
В качестве рецептурных ингредиентов для создания ассортимента продуктов диетического профилактического питания были выбраны: молочная сыворотка, плодово-ягодные соки, ягодные пюре, подсластители (сахар-песок, натуральный сахарозаменитель «Стевиозид» и фруктоза).
Молочная сыворотка по современной классификации относится к нежирному молочному сырью, обладает пищевой и биологической ценностью, имеет специфический химический состав, физико-химические и технологические свойства
[79, 136, 217, 242-245, 254], и в качестве основы для производства продуктов питания, была выбрана не случайно.
Так, при производстве кислородсодержащих продуктов, использование молочной сыворотки обосновано тем, что в состав ее входят сывороточные белки,
которые являются стабилизаторами межфазных пенных пленок. Это связано с наличием на поверхности пленок заряженных функциональных групп с определенным гидрофильно-липофильным балансом. Сывороточные белки при насыщении
95
сыворотки газом, более интенсивно флотируют в межфазную поверхность и
удерживаются пленками, что связано с их поверхностно-активными свойствами.
Поверхностно-активные
вещества
характеризуются
ассиметрично-полярной
структурой молекул, способных концентрироваться на межфазных пограничных
слоях, уменьшая поверхностное натяжение жидкости. Образуемые при этом вязкие и прочные пленки обеспечивают достаточно высокую кратность кислородной
пены [11, 138, 139, 169].
При производстве киселей выбор в качестве основы продукта молочной сыворотки обусловлен возможностью получения блюд различной текстуры (вязкие
системы, мягкие студни), что обусловлено предположительным механизмом
взаимодействия сывороточных белков и некрахмальных полисахаридов различной природы, химического состава и молекулярной массы.
Плодово-ягодное сырье, с одной стороны, является источником природных
биологически активных веществ, с другой - обеспечивает высокие потребительские качества готового продукта (вкус, цвет и аромат). Для получения соков использовано плодово-ягодное сырье (вишня, черная смородина, яблоки, тыква),
широко произрастающее на территории Среднего и Нижнего Поволжья. При
этом важным направлением исследований является рациональное использование
отходов плодово-ягодного сырья после получения соков для производства функциональных добавок растительного происхождения.
В научной школе ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ под руководством д.х.н.,
профессора Н.М. Птичкиной «Исследования и разработка технологий структурированных продуктов питания функционального назначения» разработан комплексный подход к переработке плодово-ягодного сырья с целью получения натуральных плодово-ягодных соков и вторичного сырья для создания полифункциональных добавок, являющихся источником эссенциальных компонентов, в
том числе пищевых волокон.
В УНПК «Агроцентр» ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ (при реализации государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков
сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 – 2020 годы
96
Минсельхоза Российской Федерации) спроектирована и установлена линия (рисунок 18) по производству плодоовощного сока прямого отжима с использованием
отходов для выработки плодоовощных полуфабрикатов (плодоовощной порошок,
пасты) и готовых продуктов (джемы, пюре, соусы, повидло).
Рисунок 18 - Линия по производству сока прямого отжима с использованием
отходов для выработки полуфабрикатов и готовых продуктов питания
97
Технологическая схема производства сока прямого отжима представлена на
рисунке 19.
1
3
2
4
5
6
7
8
9
Рисунок 19 - Технологическая схема производства сока прямого отжима
98
1.
Опрокидыватель контейнеров
Контейнеропрокидыватель GKE 1000 / GKE1200
2.
Моечная машина
Мойка элеватор с измельчителем WAR65PP (WAR65SP)
3.
Отделение косточек
Косточковыбивная/протирочная машина ЕР1000
4.
Измельчитель
Измельчитель центробежного типа RM 1,5 / 2,2
5.
Пресса (корзинчатый, ленточный, формовочный)
Корзинчатый пресс 60К с измельчителем RM1,5 (100КRM1,5)
Формовочный пресс 50Р1 / 100Р1 / 100Р2
Ленточный пресс ЕВР350 / ЕВР500 / ЕВР650 / ЕВР1200
6.
Емкость для хранения и смешивания
Приемник накопитель сока 65л (100л)
7.
Фильтрация
Комбинированный механический фильтр DN25
8.
Пастеризация
Пастеризатор электрический PA180E
Пастеризатор пластинчатый на газе PA500Gas (РА1000Gas)
Пастеризатор пластинчатый на дизеле PA500 oil EL
9.
Розлив Bag-in-Box
Розлив Bag-in-Box MBF500 (MBF750 / MBF750-R6)
Полуавтоматический укупор стеклянных бутылок с алюминиевыми колпачками под винт
Розлив в бутылки
Технология приготовления свежевыработанных соков включает следующие
стадии производства. Инспекцию сырья по качеству производили на столе, а затем направляли на мойку, которая осуществлялась с целью удаления механических загрязнений, микроорганизмов и ядохимикатов с поверхности плодовоягодного сырья.
Мыли плодово-ягодное сырье чистой проточной водой, отвечающей требованиям к питьевой воде, плоды ополаскивали под проточной водой. Затем на сортировочно-инспекционном транспортере удаляли пораженные и недозрелые пло-
99
ды и посторонние примеси. В очищенных зернах допускаются примеси в виде обрывков кожицы и пленок не более 10 %.
Для облегчения выделения сока плоды дробили. При дроблении необходимо стремиться к тому, чтобы количество раздробленных клеток мякоти составило
не менее 75 %.
Вишню измельчали так, чтобы косточки оставались целыми. Количество
дробленых косточек не должно превышать 15 % к массе мезги. Зрелые ягоды
смородины не дробили.
Тыкву очищали от кожуры и семян, резали на небольшие кусочки.
Повышение выхода сока, облегчение и ускорение прессования обеспечивают подготовкой мезги к извлечению сока ее нагреванием, обеспечивающим коагуляцию белковых веществ, повышением проницаемости клеточной ткани, инактивированием ферментов, облегчением перехода красящих веществ из кожицы в
сок. Нагревали мезгу или целые ягоды: смородину до 30 - 35 °С, яблоки и вишню
до 70 - 72 °С, тыкву до 55 - 70 °С. При нагревании к плодам добавляли 10 - 15 %
воды.
Для получения сока мезгу плодов прессовали на прессах. Применять сразу
сильное давление нельзя, так как это приведет к закупориванию каналов в мезге
для движения сока и уменьшит его выход. При прессовании их на шнековых
прессах давление на выходе регулируется таким образом, чтобы исключить перетирание косточек.
Очистка сока для удаления крупных взвесей осуществлялась на очистителе
грубых примесей типа КС - 12 или на сите с диаметром отверстий 0,75 мм. Готовый сок охлаждали до температуры 4 ± 6 °С и временно хранили в течение 6 часов.
Из литературных данных известно о пользе натуральных плодово-ягодных
соков [56, 65, 200, 239, 240, 252]. Стимулирующее воздействие плодов и ягод на
моторно-эвакуаторную функцию кишечника осуществляется благодаря присутствию в них пищевых волокон. Вместе с тем, соки, по сравнению с плодами, иногда
оказывают даже более выраженное послабляющее действие вследствие того, что
100
концентрация сахаров и органических кислот в соках выше, чем в натуральных
плодах. Выраженное послабляющее действие оказывают тыквенный и яблочный
соки. Полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества, слизи),
содержащиеся в соках, стимулируют моторно-секреторную и эвакуаторную
функцию кишечника, способствуют выведению из организма токсичных веществ,
продуктов обмена веществ, холестерина, тяжелых металлов и радионуклидов.
Изучен химический состав плодово-ягодных соков с целью дальнейшего их
использования в технологиях молокосодержащих продуктов (таблица 12).
Таблица 12 – Химический состав плодово-ягодных соков
Показатель
Вишневый сок
Массовая доля
15,0 ± 2,5
растворимых
сухих веществ,
%
Зола, %
0,3 ± 0,1
Массовая доля
8,5 ± 0,5
титруемых кислот, в пересчете на яблочную
кислоту, %
Витамины, мг / 100 г
бета-каротин
0,05 ± 0,02
В1
0,012 ± 0,003
В2
0,02 ± 0,01
РР
0,13 ± 0,05
С
7,0 ± 0,3
Минеральные вещества, мг / 100 г
Na
10,2 ± 0,5
К
250,5 ± 0,5
Са
17,3 ± 0,5
Mg
6,1 ± 0,2
Р
18,3 ± 0,4
Fe
0,3 ± 0,1
Черносмородиновый
сок
16,2 ± 2,5
Яблочный сок
15,5 ± 2,3
Тыквенный
сок
18,0 ± 2,4
0,5 ± 0,1
10,5 ± 0,3
0,6 ± 0,2
8,0 ± 0,5
0,4 ± 0,2
0,4 ± 0,1
0,05 ± 0,01
0,015 ± 0,005
0,015 ± 0,003
0,15 ± 0,02
85,5 ± 0,5
0,15 ± 0,03
0,012 ± 0,002
0,015 ± 0,003
0,29 ± 0,04
3,5 ± 0,2
3,2 ± 0,2
сл
0,03 ± 0,05
0,23 ± 0,05
1,21 ± 0,05
16,2 ± 0,5
133,5 ± 0,6
40,5 ± 0,5
35,5 ± 0,5
20,5 ± 0,5
сл
4,2 ± 0,3
120,5 ± 0,5
10,5 ± 0,2
7,5 ± 0,3
18,5 ± 0,3
0,6 ± 0,1
12,0 ± 0,1
170,0 ± 0,5
24,0 ± 0,3
10,0 ± 0,3
19,0 ± 0,5
0,9 ± 0,2
Анализируя данные таблицы 12, можно отметить, что исследуемые плодовоягодные соки с массовой долей растворимых сухих веществ от 15,0 до 18,0 % явля-
101
ются хорошим источником биологически активных веществ. Наибольшее количество витамина С 85,5 мг % содержится в черносмородиновом соке.
Вишневый сок улучшает аппетит, повышает переваривание жиров и белков
животного происхождения; обладает бактерицидными свойствами, губительно
действует на гнилостные бактерии, кишечную и дизентерийную палочку. Рекомендуется для улучшения обмена веществ, в частности при лечении и профилактики сахарного диабета.
Черносмородиновый сок полезен в профилактических и лечебных целях,
рекомендуется при заболеваниях кроветворительной системы, язвах, отеках, расстройствах кишечника. Употребление его усиливает комплексное лечение многих
неинфекционных заболеваний.
Яблочный сок рекомендуют для употребления в разгрузочные дни при избыточной массе тела, он регулирует функции пищеварительных органов, оказывает легкое слабительное действие. Благоприятное воздействие яблочного сока
при колитах объясняется наличием в яблоках пектиновых и дубильных веществ,
обладающих адсорбирующими и вяжущими свойствами, и органических кислот,
оказывающих бактерицидное действие. Бактерицидное действие соков обуславливается, помимо этого, и фитонцидами, содержащимися во многих овощах и
фрукта, в том числе в яблоках, черной смородине, сливе и т.д. Таким образом,
употребление яблочного сока способствует нормализации микрофлоры кишечника.
Нейтральное значение рН тыквенного сока является, с одной стороны, положительным фактором, позволяющим употреблять его людям, страдиющим заболеваниями желудочно-кишечного тракта и ограничивающим в своем рационе
«агрессивные» соки – вишневый, черносмородиновый, яблочный.
Отдельное внимание заслуживает использование соков в диетотерапии
больных с сердечнососудистой патологией. Основанием для включения соков в
диету больных с ишемической болезнью сердца, гипертонической болезнью, атеросклерозом служит низкое содержание в соках натрия при достаточно высоком
содержании калия, а также наличие других макро- и микроэлементов – магния,
102
железа, фосфора, кальция и др. Важную роль при этих заболеваниях играет использование природных антиоксидантов – аскорбиновой кислоты, каротиноидов
и биофлавоноидов. Благоприятное воздействие соков при сердечно-сосудистой
патологии проявляется в виде гиполипидемического (за счет антиоксидантных
свойств, наличия в соках пищевых волокон) и гипотензивного (нормализация работы Na+/К+ - насоса) эффектов, а также антитромбогенного влияния, в формировании которого большую роль играют содержащиеся в соках салицилаты. У больных с недостаточностью кровообращения прием соков способствует устранению
ацидоза, выведению конечных продуктов обмена, обеспечивает выраженный мочегонный эффект. При этом проявляется не только диуретическое действие калия,
но и положительное его влияние на сократительную способность миокарда. Диуретический эффект фруктовых соков используется не только в терапии больных
сердечно-сосудистыми заболеваниями, но и при лечении ожирения и других состояниях, сопровождающихся задержкой жидкости в организме [191, 252].
Натуральные плодово-ягодные соки, в которые не добавлен сахар или вместо него вводится натуральный сахарозаменитель, являются необходимой составной частью низкокалорийных рационов для больных ожирением и сахарным диабетом. Содержащиеся в соках пищевые волокна способствуют замедлению всасывания углеводов, что в конечном итоге обеспечивает гипогликемический эффект соков у больных сахарным диабетом.
Следует также отметить, что плодово-ягодные соки как источники минеральных веществ, витаминов, пищевых волокон и других биологически активных
веществ, несомненно, должны стать обязательным компонентом рационального и
лечебного питания, и, тем более что, обладая хорошими вкусовыми качествами,
соки существенно улучшают органолептические свойства вырабатываемого молокосодержащего продукта [191, 252].
Для определения гарантийного срока хранения свежеприготовленных непастеризованных соков определяли микробиологические показатели и показатели
безопасности. За период хранения при температурных режимах 4 ± 2 °С количество микроорганизмов не превысило предельно допустимые нормы (КМАФАнМ,
103
КОЕ / г – не более 30 см3). В таблице 13 представлены данные по содержанию
КМАФАнМ в свежеприготовленном непастеризованном тыквенном соке при
хранении в течение 6 часов при температуре 4 ± 2 °С (для остальных соков получены аналогичные результаты).
Таблица 13 – Изменение количества КМАФАнМ в свежеприготовленном
непастеризованном тыквенном соке в процессе временного хранения
Наименование показателей
Количество КМАФАнМ, КОЕ / г (см3)
БГКП (колиформы), не допускаются в
массе продукта, г / см3
Дрожжи и плесени, КОЕ / г (10 см3)
Период времени, часы
1
2
3
4
5
не обнаружены
13
15
не обнаружены
6
20
не обнаружены
На основании проведенных микробиологических исследований установлено, что хранение соков в производственных условиях необходимо проводить при
температуре 4 ± 2 °С не более 6 часов. При указанных температурно-временных
режимах микробиологические показатели соков не ухудшаются и соответствуют
требованиям Технического Регламента Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Исследованы показатели безопасности свежевыработанных соков. В таблице 14, в качестве примера, представлены показатели безопасности свежевыработанного тыквенного сока (для остальных видов соков получены аналогичные результаты).
104
Таблица 14 – Показатели безопасности свежевыработанного тыквенного сока
Критерии безопасности
ГХЦГ (α, β, γ-изомеры), мг/кг
ДДТ и его метаболиты, мг/кг
Токсичные элементы, мг/кг:
свинец
кадмий
ртуть
мышьяк
Радионуклиды, мг/кг:
цезий-137
стронций-90
Характеристика показателя
Допустимый уровень Полученные показатели
0,05
не обнаружены
0,1
не обнаружены
0,4
0,03
0,02
0,2
0,03
0,001
не обнаружены
0,01
800
300
не обнаружены
не обнаружены
Как видно из таблицы 14, по показателям безопасности выработанные соки
полностью соответствовали требованиям Технического Регламента Таможенного
Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [211].
На протяжении указанного срока хранения свежевыработанные непастеризованные соки полностью сохраняли требуемые органолептические характеристики: вкус, консистенцию, аромат.
Процесс производства плодово-ягодных соков предусматривает большое
количество пищевых отходов. Комплексная переработка отходов плодоовощного
сырья позволяет, помимо ресурсосбережения, улучшения экономических и экологических проблем, позволяет получить дешевый и качественный продуктполуфабрикат, который может быть успешно использован в технологиях продуктов диетического профилактического питания.
Известно, что плоды тыквы содержат в своем составе широкий спектр веществ функциональной направленности (пищевые волокна, пектиновые вещества,
клетчатка, витамины, минеральные вещества и др.). Особый интерес представляют вещества, обладающие антиоксидантным эффектом, к которым относятся витамины (β-каротин, токоферол, аскорбиновая кислота), минеральные вещества
(калий, фосфор и др.). Они разрушают перекисные соединения, образующиеся в
результате метаболического изменения белков, углеводов, липидов, снижают за-
105
болеваемость сердечно-сосудистой системы, нормализуют обмен веществ человека, а также способствуют удлинению сроков хранения сырья и продуктов.
В научной школе под руководством д.х.н., профессора Н.М. Птичкиной
«Исследования и разработка технологий структурированных продуктов питания
функционального назначения» разработаны технологии получения продуктов переработки тыквы – витаминно-полисахаридной добавки (ВПД) и пюре тыквы, являющихся источником пищевых волокон и других эссенциальных компонентов.
Разработанные продукты переработки тыквы используются в качестве биологически активных добавок в продукты питания с целью расширения ассортимента
функциональных и диетических профилактических продуктов, обогащенных витаминами, макро- и микроэлементами, комплексом полисахаридов, в том числе
пектиновыми веществами.
ВПД получали следующим способом (ТУ 9164-001-00493497-2005): тыкву
мыли, чистили, резали, удаляли семена, оставшуюся часть измельчали до размеров 2 – 4 см и отжимали сок. В результате получали тыквенный жом (ТЖ). Сушку
жома проводили в термическом шкафу при температуре 65 °С. В начале сушки
применяли высокотемпературный режим (Т = 100 °С) в течение 5 мин для предотвращения развития нежелательных ферментативных процессов. Полученный
сухой ТЖ с влажностью 8 – 12 % размалывали на электрической кофемолке типа
КФМ-2 для получения порошка.
Тыквенное пюре готовили из отварной тыквы следующим образом: тыкву
мыли, очищали и резали на кубики. Подготовленное сырье разваривали до готовности в течение 15-20 минут, охлаждали и пропускали через протирочную машину.
С целью обоснования целесообразности использования ВПД и тыквенного
пюре в производстве творожных полуфабрикатов для сырников, был исследован
ряд показателей, характеризующих их органолептические свойства и химический
состав. В таблице 15 представлены органолептические показатели ВПД и тыквенного пюре.
106
Таблица 15 - Органолептические показатели витаминно-полисахаридной добавки и
тыквенного пюре
Показатель
Консистенция
Цвет
Вкус и запах
Консистенция
Цвет
Вкус и запах
Характеристика
Витаминно-полисахаридная добавка
Мелкий сухой порошок. Допускаются комочки, легко рассыпающиеся при механическом воздействии, степень помола порошка 0,08 0,16 мм
От желтого до оранжевого
Свойственные тыкве, без посторонних привкусов и запахов
Тыквенное пюре
Однородная, пюреобразная
От желтого до оранжевого
Свойственные тыкве, без посторонних привкусов и запахов
В таблице 16 представлены данные, характеризующие химический состав
ВПД и тыквенного пюре.
Таблица 16 – Химический состав витаминно-полисахаридной добавки и тыквенного
пюре
Вид добавки
ВПД
(порошок тыквы)
Тыквенное пюре
Показатель
Массовая доля сухих веществ, %
Массовая доля влаги, %
Массовая доля белка, %
Массовая доля углеводов, %
в том числе нерастворимых пищевых волокон, %
в том числе пектиновых веществ, %
Массовая доля золы, %
Массовая доля β-каротина, мг / 100г
Массовая доля витамина С, мг / 100г
Массовая доля макроэлементов:
калий, г / 100г
кальций, мг / 100г
магний, мг / 100г
Массовая доля микроэлементов:
железо, мг / 100г
натрий, мг / 100г
Массовая доля сухих веществ, %
Массовая доля сахаров, %
Массовая доля витамина С, мг %
Массовая доля β-каротина, мг %
Массовая доля пектиновых веществ, г / 100 г
Значение
91,0 ± 1,5
9,0 ± 0,5
9,0 ± 0,5
70,0 ± 0,3
60,0 ± 0,2
15,0 ± 0,2
4,0 ± 0,1
80,0 ± 0,2
30,0 ± 0,2
4,3 ± 0,2
338,1 ± 3,0
216,0 ± 2,0
3,2 ± 0,2
72,0 ± 2,0
11,5 ± 0,2
5,7 ± 0,1
6,5 ± 0,1
11,3 ± 0,2
1,8 ± 0,1
107
Согласно полученным данным, продукты переработки тыквы характеризуются высокими массовыми долями таких жизненно важных макро- и микроэлементов,
как калий, кальций, магний, железо, натрий, витамины, пищевые волокна, в том
числе пектиновые вещества.
Помимо этого, продукты переработки тыквы характеризуются высоким содержанием β-каротина, витамина С, относящихся к группе натуральных полифенольных флавоноидных соединений и антиоксидантов, играющих важную роль в
процессе производства продуктов питания. Так, при производстве продуктов питания, содержащих в своем составе жиры, при хранении происходят окислительные
процессы под воздействием различного ряда факторов (действие света, повышенных температур, кислорода воздуха), что приводит к снижению пищевой и биологической ценности продукта. Для предупреждения этих процессов часто используют в качестве добавок антиоксиданты – соединения, полностью или частично, предотвращающие окисление веществ.
Исследованы микробиологические показатели и показатели безопасности
продуктов переработки тыквы.
Показатели безопасности продуктов переработки тыквы представлены в
таблице 17.
Таблица 17 – Показатели безопасности продуктов переработки тыквы
Критерии безопасности
Допустимый
уровень
ГХЦГ (α, β, γ-изомеры), мг / кг
ДДТ и его метаболиты, мг / кг
Токсичные элементы, мг / кг:
свинец
кадмий
ртуть
мышьяк
Радионуклиды, мг / кг:
цезий-137
стронций-90
Характеристика показателя
Полученные показатели
ВПД
тыквенное пюре
0,05
0,1
не обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
0,4
0,03
0,02
0,2
0,03
0,001
не обнаружены
0,01
0,05
0,001
не обнаружены
0,02
800
300
не обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
108
Как видно из таблицы 17, по показателям безопасности продукты переработки тыквы полностью соответствовали требованиям Технического Регламента
Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Микробиологические показатели продуктов переработки тыквы представлены в таблице 18.
Таблица 18 – Микробиологические показатели продуктов переработки тыквы
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Наименование показателей
Значение показателей
по ТР ТС 021/2011
фактическое значение
ВПД
5 * 104
8 * 103
отсутствие в 0,01 г не обнаружено в 0,01 г
отсутствие в 25 г
не обнаружено в 25 г
КМАФАнМ, КОЕ / г не более
БГКП (колиформы)
Патогенные,
в т.ч. сальмонеллы
S. aureus
отсутствие в 1,0 г
B. cereus
отсутствие в 1,0 г
Плесени, КОЕ / г не более
не более 1*102
Тыквенное пюре
КМАФАнМ, КОЕ / г не более
5 * 104
БГКП (колиформы)
отсутствие в 0,01 г
Патогенные,
отсутствие в 25 г
в т.ч. сальмонеллы
S. aureus
отсутствие в 1,0 г
B. cereus
отсутствие в 1,0 г
Плесени, КОЕ / г не более
не более 1 * 102
не обнаружено в 1,0 г
не обнаружено в 1,0 г
не обнаружено в 1,0 г
1 * 104
не обнаружено в 0,01 г
не обнаружено в 25 г
не обнаружено в 1,0 г
не обнаружено в 1,0 г
не обнаружено в 1,0 г
Как видно из таблицы 18, количество мезофильных аэробных и факультативно–анаэробных микроорганизмов в продуктах переработки тыквы находится
ниже установленной нормы в 5 * 104.
Полученные результаты дают основание считать, что по микробиологическим показателям и показателям безопасности продукты переработки тыквы пригодны для производства продуктов питания.
Нами проведены комплексные исследования по созданию технологий молокосодержащих продуктов - творожных полуфабрикатов для сырников с использованием продуктов переработки тыквы в качестве дополнительного источника пи-
109
щевых волокон, макро- и микроэлементов, витаминов, при снижении калорийности
готовых изделий.
3.3 Конструирование основ молокосодержащих продуктов диетического
профилактического питания
3.3.1 Конструирование белково-углеводных основ кислородсодержащих
продуктов и киселей. Пищевая и биологическая ценность основ
С целью повышения пищевой ценности, улучшения органолептических характеристик и функционально-технологических свойств при разработке основ кислородсодержащих продуктов и киселей предложено использование молочной
сыворотки в сочетании с различными натуральными осветленными плодовоягодными соками.
На данном этапе исследования при разработке основ для производства продуктов конструировали вкусо-ароматические профили основ, соответствующие
потребительским предпочтениям.
При создании вкусо-ароматических профилей использовали различные соотношения в рецептурах основ молочной сыворотки и полученных плодовоягодных соков, обеспечивающих высокие сенсорные показатели готового продукта (вкус, цвет, аромат, консистенция).
Для создания приятного, кисло-сладкого вкуса соотношение ягодных соков
и молочной сыворотки в составе основы было подобрано таким образом, чтобы
сок черной смородины и яблочный сок не придавали чрезмерного кислого вкуса
продукту. Тыквенный сок хорошо дополнялся кисловатым привкусом молочной
сыворотки, так как он имел слабо выраженный нейтральный вкус. Сок вишни, как
наиболее сладкий, хорошо сочетался с кисловатым привкусом молочной сыворотки.
На основании органолептической оценки было определено соотношение
композиций молочной сыворотки и плодово-ягодных соков (таблица 19).
110
Таблица 19 - Композиции молочной сыворотки и плодово-ягодных соков
Вид основы для производства
продуктов
Вишневый сок и
молочная сыворотка
Черносмородиновый сок и
молочная сыворотка
Тыквенный сок и
молочная сыворотка
Яблочный сок и
молочная сыворотка
Оптимальное количественное соотношение
плодово-ягодных соков и молочной сыворотки
(соответственно)
1:1
1:2
1:3
1:2
Анализ органолептических показателей основ, с различным соотношением
ягодных соков и молочной сыворотки, профильно-ранговым методом позволил
осуществить конструирование 4 вариантов вкусо-ароматических профилей белково-углеводных основ для производства молокосодержащих продуктов: «Вишня»,
«Черная смородина», «Яблоко», «Тыква» (рисунок 20).
Вкус
5
4
3
2
Вишня
1
Послевкусие
0
Цвет
Черная смородина
Яблоко
Тыква
Запах
Рисунок 20 – Вкусо-ароматические профили основ для производства
молокосодержащих продуктов
111
Для придания основам сладкого вкуса в качестве подслащивающего вещества при создании рецептур киселей использовали низкокалорийный растительный подсластитель стевиозид, при производстве кислородсодержащих и аэрированных продуктов - фруктозу.
Стевиозид представляет собой белый кристаллический гигроскопический
порошок с температурой плавления 196 - 198 °С, легко растворимый в воде, устойчив к высокой температуре, поэтому может быть использован для приготовления диетических и консервированных продуктов. Он в 300 раз слаще, чем 0,4 %
раствор сахарозы, в 150 - чем 4 % раствор и в 100 раз превышает сладость 10 %
раствора сахарозы. Послевкусие сладкого у стевиозида понижается в присутствии
сахарозы, фруктозы и глюкозы.
Комплекс сладких веществ стевии (Stevia rebaudiana Bertoni) состоит из
восьми компонентов, различающихся между собой как по степени сладости, так и
по количественному содержанию в листьях. По химическому строению сладкие
вещества стевии являются тетрациклическими дитерпеновыми гликозидами, агликоном которых является стевиол, не имеющий вкуса.
Кроме стевиозида, листья стевии содержат и другие сладкие гликозиды ребаудиозиды (А, В, С, Д и Е), дулиобиозид и стевиолбиозид с различной степенью сладости (от 50 до 450) по отношению к сахарозе. Наиболее сладким из них
является ребаудиозид А (степень сладости 350 - 450). В сухих листьях стевии содержится около 3 % ребаудиозида. В отличие от стевиозида он более растворим в
воде, а неприятное послевкусие его менее интенсивно, чем у стевиозида [283,
377]. Химическая структура гликозидов стевии представлена на рисунке 21.
112
Рисунок 21 - Химическая структура гликозидов стевии
Очень важным является тот факт, что в многочисленных исследованиях была продемонстрирована низкая токсичность и безопасность стевиозида. В организме стевиозид и ребаудиозид А метаболизируются в стевиол, который выводится из организма.
Комплексные медико-биологические научные исследования, проведенные
сотрудниками ВНИИ химии и технологии лекарственных средств, НИИ гигиены
питания МЗ Украины, подтвердили данные мировой научной литературы о том,
что гликозиды стевии не обладают токсическими, мутагенными, канцерогенными
свойствами, не оказывают влияния на репродуктивную функцию (гонадотропное,
эмбриотоксическое и тератогенное действие отсутствует) [201].
Большое количество исследований было проведено при использовании стевии с терапевтической целью. В нескольких предварительных исследованиях в
Парагвае и Бразилии установлено гипогликемическое действие травы. Ученые установили, что стевия не оказывает сахароснижающего действия у людей, не боль-
113
ных диабетом [282, 290]. Это адаптогенное действие обусловливает безопасность
применения растения. При изучении гипогликемизирующего эффекта водного
экстракта из листьев стевии (100 г листьев и 1500 мл воды), вводимого перорально животным с аллоксановым диабетом, был обнаружен дозозависимый эффект.
Добавление в рацион крыс, содержащий большое количество углеводов,
0,1% раствора стевиозида приводило к снижению уровня гликогена в печени, но
не оказывало влияния на уровень глюкозы в крови. Когда экспериментальным
животным давали пищу с высоким содержанием жиров с добавлением 0,1 % раствора стевиозида, у них не выявили изменений тех показателей, которые наблюдались у животных, не получавших стевиозид. Добавление в рацион с высоким
содержанием углеводов 10 % порошка из листьев стевии (что соответствует 0,5 %
стевиозида в рационе) вызывало значительное снижение уровня глюкозы в крови
и гликогена в печени в течение 4 недель введения. При изучении влияния стевиозида и стевиола на выделение инсулина изолированными клетками островков
поджелудочной железы мышей установлено, что оба соединения стимулируют
секрецию гормона. Внутривенное введение стевиозида (2 г на 1 кг массы животного) крысам с инсулиннезависимым диабетом приводило к повышению секреции инсулина (но не глюкозы) в крови. Следует отметить, что гипогликемическое
действие стевии наблюдается не всегда, часто носит кратковременный характер и
требует дальнейшего изучения. Однако уже сейчас ясно, что продукт полезен для
больных сахарным диабетом. Сохраняя привычные вкусовые свойства пищевого
рациона, стевия не приводит к повышению уровня сахара в крови даже в концентрации, в 10 - 15 раз превышающей ее среднесуточное потребление [321].
В некоторых странах мира употребление стевии стало привычным. Сладкую
медовую траву можно употреблять без ограничений, ориентируясь только лишь
на потребность организма в сладких продуктах; 1 кг сухого листа заменяет 30 кг
сахара (при полном отсутствии калорий).
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о том, что дитерпеновые
гликозиды стевии удовлетворяют требованиям, предъявляемым к заменителям
сахара: имеют высокий коэффициент сладости, низкую энергетическую ценность,
114
устойчивы при нагревании, легко растворяются и дозируются, утилизируются без
включения инсулина, не оказывают вредного воздействия на организм.
Фруктоза низкокалорийной углевод, не провоцирует кариес, производит тонизирующий эффект, снижает калорийность пищи, препятствует накоплению углеводов в организме, способствует скорейшему восстановлению после физических и умственных нагрузок. Благодаря тонизирующим свойствам, фруктозу рекомендуют употреблять спортсменам и людям, ведущим активный образ жизни.
Исследована пищевая ценность сконструированных белково-углеводных
основ, данные исследования представлены в таблице 20.
Таблица 20 - Пищевая ценность сконструированных белково-углеводных основ
Массовая доля, %
сухие вещества
белок
жир
углеводы,
в том числе лактоза
«Вишня»
12,1 ± 0,2
0,4 ± 0,1
0,2 ± 0,1
10,5 ± 0,3
2,7 ± 0,3
Белково-углеводные основы
«Черная смородина» «Яблоко»
11,6 ± 0,2
10,8 ± 0,2
0,2 ± 0,1
0,2 ± 0,1
0,1 ± 0,1
0,1 ± 0,1
10,3 ± 0,3
9,5 ± 0,3
1,5 ± 0,3
1,5 ± 0,3
«Тыква»
16,4 ± 0,1
0,6 ± 0,1
0,3 ± 0,1
14,5 ± 0,3
4,0 ± 0,3
Как видно из представленных данных, белково-углеводные основы содержат в своем составе эссенциальные компоненты молочной сыворотки: лактозу,
молочный жир и белок. С целью повышения пищевой ценности сконструированных белково-углеводных основ по белковому компоненту для создания кислородсодержащих продуктов с повышенным содержанием белка животного происхождения использовали гидролизат сывороточного белка (ГСБ) отечественного производства в количестве 1 – 3 %.
Исследования на данном этапе проводились автором совместно с учеными
Вологодской ГМХА им. Н.В. Верещагина (к.т.н., доцентом А.Л. Новокшановой,
А.А. Абабковой) в рамках научно-исследовательской темы «Разработка многофункциональных продуктов для спортивного питания на молочной основе».
Гидролизат сывороточных белков – натуральный продукт, отличающийся
высоким содержанием свободных незаменимых аминокислот, биологически ак-
115
тивных низкомолекулярных пептидов и пониженной аллергенностью на молочные белки. Использование данного ГСБ актуально для решения такой проблемы,
как дефицит биологически полноценных белков животного происхождения в рационе населения большинства стран, включая Россию. По данным ВОЗ состав
молочных белков и, особенно, сывороточных белков, максимально приближен по
аминокислотному набору к идеальному белку. Это служит основанием для использования ГСБ в производстве функциональных продуктов питания [154].
Белки молочной сыворотки обладают наиболее высокой биологической
ценностью в плане аминокислотного состава, но могут стать причиной аллергических реакций у некоторых лиц. Доказано, что при расщеплении молекул белков
до пептидов с размерами 2,5 - 3,0 кДа, аллергенность утрачивается. В данном
гидролизате методом ферментативного гидролиза расщеплено более 60 % всех
пептидных связей, что существенно улучшает функциональные свойства сывороточных белков. Методом гель-фильтрации высокого разрешения в данном ГСБ
выявлено три области белковых веществ с молекулярными массами более 4,5
(31,1 ± 7,8 %), от 1,7 до 4,5 (21,48 ± 5,46 %) и менее 1,7 (50,4 ± 6,4 %) кДа. Следовательно, около 70 % всех белков данного гидролизата становятся гипоаллергенными. По данным НИИ питания остаточная антигенность гидролизата в 17000 раз
ниже нативных сывороточных белков [174]. Содержание свободных аминокислот,
в том числе незаменимых, в данном гидролизате сывороточных белков достигает
33 %. Свободные аминокислоты легко всасываются через кишечную стенку и активно используются организмом на свои нужды. Следовательно, данный компонент является не только хорошим источником незаменимых аминокислот, но и
отличается их повышенной биодоступностью в пищеварительном канале. Это
имеет принципиальное значение не только для спортсменов, организм которых
требует усиленного белкового питания, но и при различных нарушениях пищеварения, которые могут вызываться как заболеваниями желудочно-кишечного канала, так и возрастными особенностями организма человека. В составе ГСБ преобладают разветвленные незаменимые аминокислоты – валин, лейцин и изолейцин.
116
Они являются источниками энергии для мышечных клеток в период восстановления и напрямую воздействуют на синтез белка в мышцах.
ГСБ прошел клинические испытания в медицинских учреждениях для лечения и реабилитации больных с различной степенью белково-энергетической недостаточности. Установлено его положительное влияние при комплексном лечении хронического гепатита, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета, дисбактериоза и синдрома раздраженного кишечника
[174]. Несмотря на такие достоинства ГСБ, они находят ограниченное применение в молочной промышленности из-за неприятного вкуса и альбуминного запаха,
которые проявляются при внесении гидролизата в продукты. Органолептические
пороки возникают в результате образования пептидов разной длины цепи, некоторые из которых обладают горьким вкусом [96, 132].
В связи с этим нами предварительно проведены исследования влияния ГСБ
на органолептические показатели основ кислородных коктейлей. Для органолептической оценки была создана комиссия в количестве пяти человек. На первом
этапе исследовали влияние ГСБ на органолептические показатели молочной сыворотки. Для этой цели нами подготовлено несколько серий образцов из разных
партий молочной сыворотки. В опытные образцы молочной сыворотки вносили
ГСБ в количестве от 1 до 5 % с шагом 1 %. В качестве контроля использовали
молочную сыворотку без ГСБ.
Поскольку действующий стандарт органолептической оценки [50] не предусматривает показатели вкуса и аромата для продуктов из молочной сыворотки, и
для разрабатываемого продукта еще не установлены требования по органолептическим показателям, экспертами детально описаны особенности вкуса, запаха,
внешнего вида и консистенции и предложены органолептические отклонения,
при наличии которых оценка за качество может снижаться (таблица 21).
117
Таблица 21 - Органолептические отклонения, предложенные экспертамидегустаторами снижающие качество продукта
Анализируемый критерий
Внешний вид
Вкус
Запах
Консистенция
Органолептические отклонения
Появление серого или желто-коричневого оттенков
Привкус белка
Неприятный вкус белка (альбуминный)
Горький
Горько-соленый
Добавленного ГСБ
Неприятный запах белка (альбуминный)
Нет
Результаты первого этапа показали, что даже 1 % ГСБ может ощущаться на
вкус, а внесение ГСБ более 3 % вообще не приемлемо. Данные органолептической оценки молочной сыворотки, содержащей разные количества ГСБ, представлены в таблице 22.
Таблица 22 - Органолептические показатели смесей молочной сыворотки с
гидролизатом сывороточных белков
Доза ГСБ, %
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
Характеристика вкуса
Вкус сыворотки;
наличия ГСБ не ощущается или ощущается на уровне оттенка в 50%
случаев.
Преобладает вкус сыворотки;
наличие ГСБ ощущается горьковатым привкусом белка
(альбуминным).
Преобладает вкус сыворотки, но в 100% случаев наличие ГСБ ощущается слабо-горьким вкусом и альбуминным запахом.
Вкус сыворотки в 80% случаев сопровождается горьким, в 20% случаев горько-соленым вкусом и альбуминным запахом.
В 100% случаев вкус сыворотки сопровождается неприятным вкусом
белка (альбуминный), горьким и горько-соленым вкусами.
Следовательно, без внесения вкусо-ароматических наполнителей использование ГСБ может быть минимальным – не выше 1 %. Такая дозировка ГСБ не
значительно улучшит белковый состав основы кислородных коктейлей.
118
В связи с этим на втором этапе исследования для улучшения органолептических показателей основ кислородных коктейлей, обогащенных ГСБ, решено
сочетать молочную сыворотку с фруктово-ягодными соками. Создан ряд модельных образцов, содержащих молочную сыворотку, сок и ГСБ. Объемные соотношения молочная сыворотка / сок варьировали: 90 / 10, 70 / 30 и 50 / 50. Дозы ГСБ
в каждом варианте составляли 1, 2 и 3 %. Опытные пробы сравнивали с контрольными вариантами, содержащими соответствующие количества молочной сыворотки и сока, но без ГСБ.
Все образцы были зашифрованы, в соответствии с действующим стандартом, случайным трехцифровым номером, чтобы скрыть происхождение пробы
[50].
При этом выяснено, что вносимые дозы ГСБ при 20 оС хорошо растворимы
в молочно-фруктовой основе, не образуют осадка и не влияют на консистенцию
смеси, поэтому в испытуемых образцах оценивали только вкус, запах и цвет.
Как выяснилось, ГСБ придает молочной сыворотке определенный оттенок
от серого до выраженного желто-коричневого цвета. Причем интенсивность цвета
пропорциональна количеству внесенного ГСБ. Видимо, это результат его значительной оптической активности.
По значимости экспертами этих показателей рассчитаны весовые коэффициенты методом Ранга [183]. Наименее важный, на взгляд дегустаторов, показатель получал 1 балл, следующий по значимости показатель – 2 балла и наиболее
весомый – 3 балла. Распределение коэффициентов по итогам анкетирования приведено в таблице 23.
119
Таблица 23 - Матрица рангов органолептических показателей основы
кислородного коктейля «Вишня», обогащенной ГСБ
Показатель
качества
Цвет
Запах
Вкус
Дегустатор
1
2
3
4
5
1
3
2
2
1
3
1
2
3
1
2
3
1
3
2
Суммы
рангов j-го
показателя
(ΣGij)
6
11
13
30
Весовой коэффициент
(gj)
0,20
0,37
0,43
1
Из таблицы 23 видно, что наиболее значимым оказался вкус, так как его весовой коэффициент наибольший – 0,43, наименее значимый показатель – цвет.
Органолептическую оценку фиксировали по каждому критерию и суммировали в виде итоговой оценки в баллах в дегустационной карте. Каждый эксперт
проводил анализ проб независимо от других экспертов и использовал для оценки
дискретную пятибалльную шкалу. При этом качество показателя считалось отличным, если оценивалось на 5 баллов, хорошим, если – на 4 балла, удовлетворительным и неудовлетворительным, соответственно, на 3 и 2 балла. Если каждый
эксперт ставил балл 3,0 или ниже, то оценку дополняли общими терминами, которые описывают характер органолептического отклонения. Таким образом, результат метода представляет собой средние значения по группе, дополненные
общепринятыми терминами, в случае, если эти средние значения ниже 3,6 [183].
При сочетании молочной сыворотки и сока, соответственно, в количествах
90 / 10 и 70 / 30, наряду с невыраженным вкусом сока и недостаточной сладостью,
излишне кислым вкусом, отмечается появление ряда органолептических отклонений, вызываемых наличием ГСБ, которые становятся более выраженными по мере увеличения дозы ГСБ.
Приемлемым по органолептическим показателям для создания основы кислородного коктейля является соотношение молочной сыворотки и сока 50:50. В
этом случае даже при дозе ГСБ 3 % вкусо-ароматические характеристики основы
оцениваются достаточно высоко. Лишь при использовании смородинового сока
120
общая органолептическая оценка снижается из-за низких показателей за цвет. Однако и в этом случае показатели вкуса и запаха имеют высокие баллы. В целом
основа имеет выраженный фруктово-ягодный вкус при внесении апельсинового,
мультифруктового и смородинового соков. При использовании виноградного сока
фруктово-ягодный вкус менее выражен, но устраняется вкус и запах молочной
сыворотки, которые часто являются ограничивающими в производстве напитков
из данного вида молочного сырья.
Сводные данные пяти экспертов по оценке образцов смесей, содержащих
молочную сыворотку и сок в равном соотношении, представлены в таблице 24.
Таблица 24 - Дегустационная карта результатов органолептической оценки основ
кислородного коктейля, обогащенных ГСБ
Наименование сока
Вишневый
Тыквенный
Яблочный
Черносмородиновый
Наименование
показателей
Итоговая оценка, балл
Массовая доля
ГСБ, %
Цвет
Запах
Вкус
Суммарная
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
3
4,8
5,0
5,0
5,0
4,8
4,8
5,0
5,0
4,8
4,8
5,0
5,0
2,4
2,4
2,2
2,2
4,8
4,8
4,8
4,6
4,8
4,6
4,6
4,4
4,8
4,4
4,4
4,0
4,8
4,6
4,4
4,2
5,0
4,8
4,8
4,8
4,8
4,8
4,6
4,4
4,8
4,6
4,4
4,2
4,8
4,6
4,4
4,4
14,6
14,6
14,6
14,4
14,4
14,2
14,2
13,3
14,4
13,8
13,8
13,2
14,4
13,6
11,0
10,4
С учетом коэффициентов значимости
4,87
4,87
4,87
4,766
4,8
4,726
4,68
4,52
4,8
4,56
4,52
4,286
4,32
4,234
3,96
3,886
Характеристика вкуса и запаха контрольных и опытных образцов, содержащих разные фруктово-ягодные соки, представлена в таблице 25.
121
Таблица 25 - Органолептическая характеристика образцов основы для
кислородного коктейля, содержащих молочную сыворотку в соотношении 50:50
Доля
ГСБ,
%
Характеристика вкуса и запаха
1
2
Итоговая оценка всех
показателей с учетом
коэффициентов
значимости, балл
3
Молочная сыворотка / тыквенный сок
0
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет оранжевый
кисло-сладкий,
4,87
1
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет оранжевый
кисло-сладкий,
4,87
2
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет оранжевый
кисло-сладкий,
4,87
3
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет оранжевый
кисло-сладкий,
4,766
Молочная сыворотка / вишневый сок
0
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий, вкус сока
Цвет красный
4,8
1
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий, вкус сока
Цвет красный
4,726
2
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий, вкус сока
Цвет красный
4,68
3
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий, вкус сока
Цвет красный
4,52
Молочная сыворотка / яблочный сок
0
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий
Цвет молочной сыворотки
4,8
1
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий
Цвет молочной сыворотки
4,56
2
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий
Цвет молочной сыворотки
4,52
3
Вкус приятный, кисломолочный, кисло-сладкий
Цвет молочной сыворотки
4,286
122
Продолжение таблицы 25
1
2
3
Молочная сыворотка / черносмородиновый сок
0
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет от серого до светло-фиолетового
кисло-сладкий,
4,8
1
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет от серого до светло-фиолетового
кисло-сладкий,
4,53
2
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока;
Цвет от серого до светло-фиолетового
кисло-сладкий,
3,96
3
Вкус
приятный,
кисломолочный,
выраженный вкус сока
Цвет от серого до светло-фиолетового
кисло-сладкий,
3,886
В результате исследования установлено, что доза гидролизата сывороточных белков не должна превышать 1 - 3 % общего объема жидкой смеси (молочной
сыворотки и плодово-ягодного сока) для приготовления основы кислородного
коктейля. Также установлено, что наивысшую оценку получили образцы кислородного коктейля смесь, которых получена соединением молочной сыворотки и
фруктово-ягодного сока в соотношении 1:1.
Проведено исследование аминокислотного состава сконструированных белково-углеводных основ с ГСБ (Приложение 10).
В таблице 26, в качестве примера, представлен расчет аминокислотного состава белково-углеводных основ, полученных с использованием молочной сыворотки, вишневого сока и гидролизата сывороточных белков. В таблице 27 приведен расчет биологической ценности сконструированных белково-углеводных основ.
123
Таблица 26 - Расчет аминокислотного состава белково-углеводных основ с гидролизатом сывороточных белков
Содержание аминокислоты в продукте, мг / 100 г
Аминокислота
в 1г
ГСБ
молочная сыворотка
+ вишневый
сок
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 1 %
ГСБ
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 2 %
ГСБ
молочная
сыворотка
+ вишневый сок + 3
% ГСБ
молочная сыворотка
+ вишневый
сок
молочная сыворотка
+ вишневый
сок + 1
% ГСБ
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 2 %
ГСБ
молочная
сыворотка
+ вишневый сок + 3
% ГСБ
133.1
105.1
12,9
31
112,67
69,33
125,57
100,33
138,47
131,33
151,37
162,33
563
346
627
501
692
656
756
811
147.1
75.07
155.2
119.1
174.2
89.06
115.1
120.15
181.2
117.1
149.2
146.2
131.2
131.2
165.2
28
5,3
10,6
11,8
17,1
22,1
2,1
25,7
5,7
22,5
10,5
27,4
15,2
48,2
19,4
315,5
218,67
23,33
90
42,67
24
42,67
52
83,33
43,33
80
20
129,33
160
118
54
1363,34
246,67
28,63
100,6
54,47
41,1
64,77
54,1
109,03
49,03
102,5
30,5
156,73
175,2
166,2
73,4
1678,84
274,67
33,93
111,2
66,27
58,2
86,87
56,2
134,73
54,73
125
41
184,13
190,4
214,4
92,8
1994,34
302,67
39,23
121,8
78,07
75,3
108,97
58,3
160,43
60,43
147,5
51,5
211,53
205,6
262,6
112,2
2309,84
1093
116
450
213
120
213
260
416
216
400
100
646
800
590
270
6816
1233
143
502
272
205
323
270
545
245
512
152
783
875
830
367
8394
1373
169
556
331
291
434
281
673
273
625
205
920
952
1072
463
9971
1513
196
609
390
376
544
291
802
302
737
257
1057
1028
1313
560
11549
МАК,
г/моль
123
Аспарагиновая
кислота
Серин
Глутаминовая кислота
Глицин
Гистидин
Треонин
Аргинин
Аланин
Триптофан
Цистин
Тирозин
Валин
Метионин
Лизин
Изолейцин
Лейцин
Фенилаланин
Всего
Содержание аминокислоты, мг / 100 г белка продукта
124
Таблица 27 - Расчет аминокислотного скора белково-углеводных основ
Аминокислота
ФАО / ВОЗ
молочная
сыворотка
+ вишневый сок
9
13
17
16
13
19
19
15
2,13
4
1
6,46
8
5,9
2,7
2,6
молочная
молочная
сыворотка + сыворотка
вишневый
+ вишнесок + 1 % вый сок +
ГСБ
2 % ГСБ
2,72
5,12
1,52
7,83
8,75
8,3
3,67
2,7
3,31
6,25
2,05
9,2
9,52
10,72
4,63
2,81
Аминокислотный скор белково-углеводных основ, %
молочная
сыворотка
+ вишневый сок +
3 % ГСБ
молочная
сыворотка
+ вишневый сок
3,9
7,37
2,57
10,57
10,28
13,13
5,6
2,91
23,67
30,77
5,88
40,38
61,54
31,05
14,21
17,33
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 1 %
ГСБ
30,22
39,38
8,94
48,94
67,31
43,68
19,32
18
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 2 %
ГСБ
36,78
48,08
12,06
57,50
73,23
56,42
24,37
18,7
молочная
сыворотка + вишневый сок
+ 3 %
ГСБ
43,33
56,69
15,12
66,06
79,08
69,11
29,47
19,4
124
Треонин
Валин
Метионин
Лизин
Изолейцин
Лейцин
Фенилаланин
Триптофан
Содержание аминокислоты, мг / 1 г белка
белково-углеводных основ
125
Как видно из представленных данных, сконструированные белковоуглеводные основы с ГСБ содержат в своем составе все незаменимые аминокислоты,
что является важным для получения молокосодержащих продуктов диетического
профилактического питания и диетологических составляющих улучшенной пищевой и биологической ценности.
3.3.2 Конструирование творожной основы для сырников, обогащенных
пищевыми биокорректорами
Творог – белковый кисломолочный продукт, обладающий высокой пищевой
и биологической ценностью. В последнее время, в связи с дефицитом ПВ в
рационе
питания
населения
актуально
создание
творожных
изделий,
обогащенных ПВ.
Так как на сегодняшний день не существуют продукты питания,
содержащие в себе все компоненты, необходимые для обеспечения организма
белками, жирами, углеводами и микронутриентами, существует необходимость
создавать комбинированные пищевые продукты, обогащенные биокорректорами.
Выбор творога в качестве основы творожных полуфабрикатов неслучаен.
Это обусловлено его популярностью в традиционном рационе питания, высокими
функциональными и технологическими свойствами.
Современные тенденции совершенствования ассортимента творожных изделий ориентированы на создание сбалансированной по пищевой и биологической ценности продукции функциональной направленности с увеличенными сроками годности. Технологические схемы таких продуктов предусматривают полное и комплексное использование сырья, увеличение выхода готового продукта,
снижение энергозатрат и обеспечение экологической чистоты, как продукта, так и
окружающей среды. Реализация этих принципов достигается в результате синтеза
оптимальной структурной схемы, включающей научное обоснование последовательности основных технологических процессов, и оптимальных условий их проведения.
126
Задачей разработки явилось создание новых видов творожных полуфабрикатов для сырников пониженной калорийности, повышенной пищевой и биологической ценности, диетического профилактического питания. С целью повышения
пищевой плотности творожных изделий использовали обогащение творожной основы продуктами переработки тыквы, являющимися богатыми источниками витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, в том числе пектиновых
веществ.
В состав творожных полуфабрикатов для сырников по известным рецептурам входят следующие компоненты: творог, мука пшеничная, яйца куриные,
сахар-песок, соль поваренная. В таблице 28 приведены данные пищевой и энергетической ценности традиционной творожной основы полуфабрикатов для сырников.
Таблица 28 – Пищевая и энергетическая ценность традиционной творожной
основы полуфабрикатов для сырников
Показатели
Массовая доля белка, %
Состав традиционной творожной основы
полуфабрикаты из
полуфабрикаты из творога
обезжиренного творога 5 % жирности
15,0 ± 0,01
13,0 ± 0,01
Массовая доля жира, %
1,8 ± 0,2
4,0 ± 0,2
Массовая доля усваиваемых
углеводов, %
Энергетическая ценность,
ккал / 100 г
17,5 ± 0,1
20,5 ± 0,1
130
168
Анализируя полученные данные, следует отметить, что в традиционной рецептуре творожных полуфабрикатах содержатся легкоусваиваемые углеводы и
отсутствуют нерастворимые пищевые волокна, а также другие биологически активные вещества, содержащиеся в растительных продуктах (например, продуктах
переработки тыквы).
При введении в творожную основу продукты переработки тыквы не должны
ухудшать структурно-механические показатели готового изделия. Применение их
127
не должно существенно изменять технологию производства творожных полуфабрикатов. ВПД, используемая в производстве творожных полуфабрикатов, должна
хорошо набухать (увеличиваться в объеме), а, следовательно, обладать хорошей
водосвязывающей способностью. Тыквенное пюре, вводимое в рецептуру творожных полуфабрикатов, не должно ухудшать процесс формования изделий.
Следовательно, установление оптимальных режимов, при которых наибольшее количество влаги удерживается растительным наполнителем, имеет существенное значение при проведении технологического процесса и получении готового продукта высокого качества.
Проведены исследования по определению способности ВПД поглощать и
удерживать влагу, и установлены оптимальные режимы набухания ВПД.
Результаты исследования представлены на рисунке 22.
Коэффициент набухания
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Время набухания, мин
Рисунок 22 – Влияние времени набухания ВПД на коэффициент набухания
(температура набухания 20 - 25 С)
Анализ результатов исследования показывает, что полнота набухания в значительной степени зависит от времени контакта ВПД с водой. Наиболее интен-
128
сивно набухание происходит в первые 25 мин, при этом коэффициент набухания
достигает значения 2,6. При увеличении времени контакта ВПД с водой с 25 до 35
мин темп набухания замедляется, коэффициент набухания увеличивается, но незначительно. Увеличение времени контакта ВПД с водой до 35 мин приводит к
тому, что коэффициент набухания ВПД достигает максимального значения 3,0 и
при дальнейшем увеличении времени контакта с водой не изменяется.
В связи с этим при проведении последующих исследований время набухания ВПД составляло 25 - 35 мин при температуре 20 - 25 С.
Изучали зависимость реологических свойств системы «вода - ВПД» от величины гидромодуля. Исследовали три значения гидромодуля ГМ = 1, 2, 3. На рисунке 23 представлены реологические кривые (зависимость вязкости от скорости
сдвига в логарифмической шкале) для образцов системы «вода - ВПД».
3
2
Ln η, Па*с
1
0
ГМ = 1
0
1
2
3
4
5
6
ГМ = 2
ГМ = 3
-1
-2
-3
Ln Dr, С-1
Рисунок 23 - Зависимость вязкости от скорости сдвига в логарифмической шкале
для образцов системы «вода - ВПД»
129
Как видно из рисунка 23, чем больше концентрация ВПД в системе «вода ВПД», тем выше её вязкость. Подобран режим гидратации ВПД, который заключается в набухании ее с водой в соотношении 1:2 (соотвественно) с температурой 20 25 С, продолжительностью 25 - 35 мин. Температура 20 - 25 С позволяет сохранить нативные свойства ВПД.
Основными критериями оценки качества творожной основы являются ее
структурно-механические показатели, которые зависят от рецептурного состава, а
также от параметров технологического процесса. Особенности реологических
свойств творожной основы являются фактором непосредственного формирования
потребительских свойств готового изделия.
Исследовали реологические свойства творожных полуфабрикатов с использованием продуктов переработки тыквы (ВПД в количестве от 1, 3, 5, 7, 10 % и тыквенного пюре в количестве от 1, 3, 5 %). На рисунках (здесь и далее) представлены эксперментальные данные с использованием в рецептуре творожных полуфабрикатов творога 5 % жирности.
На рисунке 24 представлены реологические кривые (зависимость вязкости
от скорости сдвига в логарифмической шкале) для образцов творожных полуфабрикатов с ВПД (рисунок 24 а) и с тыквенным пюре (рисунок 24 б). Измерения
проводили на приборе «Реотест-2» при температуре 18 - 20 ºС.
130
5
4
3
Ln (η / Па*с)
2
1
4
0
0
1
2
3
4
5
6
Ln (Dr / c-1)
-1
-2
-3
Контрольный образец
Образец с добавкой ВПД 3 %
Образец с добавкой ВПД 7 %
Образец с добавкой ВПД 1%
Образец с добавкой ВПД 5 %
Образец с добавкой ВПД 10 %
а
3
2
Ln (η / Па*с)
1
0
0
1
2
3
4
5
6
Ln (Dr / c-1)
4
-1
-2
-3
Контрольный образец
Образец с добавкой пюре тыквы 1 %
Образец с добавкой пюре тыквы 3 %
Образец с добавкой пюре тыквы 5 %
б
Рисунок 24 - Зависимость вязкости творожных полуфабрикатов от скорости
сдвига (а – с ВПД, б – с добавкой пюре тыквы)
131
Как видно из рисунка 24 а, во всем диапазоне скоростей деформации вязкость систем с ВПД увеличивается по мере увеличения количества вносимой добавки в творожную основу. Образцы творожных полуфабрикатов с ВПД становятся более пластичными. Процесс формования творожных полуфабрикатов с
ВПД во всем диапазоне концентраций улучшался, по сравнению с контрольным
образцом, что объясняется высокой влагосвязывающей способностью ВПД, содержащей в своем составе комплекс пищевых волокон.
Анализируя данные рисунка 24 б, можно видеть, что внесение в творожную
основу тыквенного пюре в дозах 1, 3, 5 % при замене части творога приводит к
уменьшению вязкости творожных полуфабрикатов, с увеличением количества добавки. При этом процесс формования полуфабрикатов ухудшался, в результате
повышения влажности изделий. С целью улучшения формования и повышения
пищевой плотности творожных полуфабрикатов с тыквенным пюре исследовали
влияние пищевых волокон «Citri-Fi» на структурно-механические свойства творожной основы.
Действие ПВ «Citri-Fi» со свойствами гидроколлоидов оценивали с учетом
их потенциального взаимодействия с ингредиентами творожной основы и влияния на свойства готовых полуфабрикатов. Лимитирующим фактором, ограничивающим введение в творожное тесто физиологически значимого количества ПВ,
является уплотнение текстуры и ухудшение пластичности теста за счет чрезмерного связывание влаги, приводящего к процессам комкования.
С целью прогнозирования влияния на реологические свойства творожного
теста с тыквенным пюре были изучены дозы внесения ПВ «Citri-Fi» от 1 - 5 % с
шагом 2 %.
Проведенные исследования по влиянию ПВ «Citri-Fi» на реологические
свойства теста для творожных полуфабрикатов с добавками тыквенного пюре в
дозах 1, 3, 5 % показали, что введение в творожную основу ПВ «Citri-Fi» в дозах
1, 3, 5 %, повышает степень структурообразования во всех образцах, по сравнению с контрольным и положительно влияет на реологические свойства творожной
основы.
132
При увеличении пластических свойств и уменьшении упругих творожная
основа становится более пластичной и эластичной, что ведет к уменьшению нагрузок и энергии, затрачиваемой на формование изделий, и получению полуфабрикатов с улучшенными структурными характеристиками (рисунок 25).
Рисунок 25 –Зависимость вязкости творожной основы с тыквенным пюре в дозах
1, 3, 5 % от дозы внесения пищевых волокон «Citri-Fi»
Как видно из рисунка 25, ПВ «Citri-Fi» благодаря высокой влагосвязывающей способности увеличивают вязкость творожных полуфабрикатов, что положительно влияет на процесс формования изделий.
Введение
пищевых
волокон
в
творожную
основу
более
5
%
нецелесообразно, так как начинает появляться своеобразный привкус ПВ и
происходит чрезмерное уплотнение структуры готового продукта из-за хорошей
влагосвязывающей и влагоудерживающей способности ПВ «Citri-Fi». Во всех
механических и термомеханических процессах пищевых производств происходит
контактное взаимодействие обрабатываемого продукта с поверхностью рабочих
органов технологического оборудования. Поэтому учёт поверхностных свойств
пищевых материалов необходим при изучении и совершенствовании многих
технологических процессов.
133
Адгезия пищевых масс зависит от многих факторов, основными из которых
можно считать энергию образующихся на границе раздела связей и количество
этих связей; величину остаточных напряжений, действующих в соединении на
границе раздела; состояние границы раздела и структуру межфазных слоёв.
Так, при формовании творожных полуфабрикатов с добавками тыквенного
пюре адгезионные явления отрицательно сказываются на конечной стадии процесса – отделении творожной основы от поверхности стола, поэтому адгезионное
напряжение должно быть минимальным [80]. Поэтому нами были также проведены исследования влияния пищевых волокон «Citri-Fi» на адгезионные свойства
творожной основы с тыквенным пюре (рисунок 26).
2,8
Адгезия, кПа
2,6
2,4
2,2
2
1,8
0
1
3
5
Доза внесения пищевых волокон "Citri-Fi"
Творожные полуфабрикаты с 1 % ТП
Творожные полуфабрикаты с 5 % ТП
Творожные полуфабрикаты с 3 % ТП
Рисунок 26 – Зависимость адгезионных свойств творожной основы
с тыквенным пюре от дозы внесения пищевых волокон «Citri-Fi»
Как видно из рисунка 26, при внесении в творожную основу ПВ «Citri-Fi»
наблюдается тенденция к уменьшению адгезионных свойств творожной основы с
134
добавками тыквенного пюре во всем диапазоне внесения, что связано с высокой
водосвязывающей способностью ПВ в результате чего творожная основа
получается менее липкой и влажной, процесс формования улучшается,
уменьшается взаимодействие творожных полуфабрикатов с поверхностью, на
которую они отсаживаются.
Таким образом, на основании проведенных исследований, доказывающих
комплекс имеющихся функционально-технологических свойств полученных продуктов переработки тыквы, показана возможность их использования при разработке творожных полуфабрикатов. При разработке творожных полуфабрикатов из
творога 5 % жирности доза внесения ВПД должна составлять 5 – 7 %, доза внесения тыквенного пюре – 3 -5 % при использовании ПВ «Citri-Fi» 3 %.
С увеличение массовой доли жира в твороге следует снижать дозу внесения
ВПД в рецептуре полуфабрикатов до 1 - 3 %, и, напротив, при использовании
обезжиренного и нежирного творога в рецептуре изделий, доза внесения ВПД
может достигать 7 – 10 %.
3.4 Заключение по третьей главе
Анализ результатов маркетинговых исследований, представленный в данной главе, выявил, что население г. Саратова и Саратовской области информировано о продуктах на основе молочной сыворотки и продуктах, содержащих пищевые волокна, об их пользе для здоровья. Значительная часть населения (43 %)
предпочитают продукты на основе молочной сыворотки в виде напитков, но только малый процент опрошенных (31 %) употребляют указанные продукты. Большинство респондентов (54 %) следят за рационом своего питания и связывают его
с физиологическим состоянием здоровья. Половина опрошенных респондентов
(54 %) готова употреблять продукты на основе молочной сыворотки с пищевыми
волокнами.
Проведенные исследования послужили основанием для выбора пищевой
продукции (кислородсодержащие продукты, кисели, творожные полуфабрикаты),
135
широко используемой в настоящее время в питании населения, и рецептурных
ингредиентов с целью совершенствования технологии и разработки молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического
питания.
Согласно проведенному анализу научной литературы и патентной информации установлено, что в настоящее время кислородные коктейли находят широкое применение, как для лечения пациентов с различными заболеваниями, так и у
здоровых людей для нормализации и повышения иммунитета, улучшения работоспособности и т.д. Однако, из-за несбалансированной основы и содержания спирта в готовом продукте потребление кислородных коктейлей противопоказано для
больных с ХСН, а также детей.
Кисели пользуются в нашей стране большой популярностью. Основной недостаток этого продукта заключается в том, что физиологическая ценность его
невелика, что объясняется высоким содержанием одних компонентов (углеводы)
и достаточно низким, а в ряде случаев и полным отсутствием других, например,
пищевых белков, молочного сахара, ПВ, витаминов и минеральных веществ.
Для создания молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания осуществлен выбор основных рецептурных ингредиентов (молочная сыворотка, гидролизат сывороточного белка, плодово-ягодные соки, натуральные сахарозаменители фруктоза и «Стевиозид»).
Использование в качестве основы новых видов продуктов молочной сыворотки объясняется ее богатым химическим составом, пищевой и биологической
ценностью, функционально-технологическими свойствами и относительной дешевизной и доступностью.
Подобрано плодово-ягодное сырье, широко произрастающее в Саратовской
области (черная смородина, вишня, яблоки, тыква) для производства соков.
Представлена технология получения соков. Полученные плодово-ягодные соки
исследованы по химическому составу, показателям безопасности и рекомендованы в качестве основы кислородсодержащих продуктов и киселей. Для придания
основам сладкого вкуса в качестве подслащивающего вещества при создании ре-
136
цептур киселей обосновано использование низкокалорийного растительного подсластителя – стевиозида, при производстве кислородсодержащих замороженных
десертов - фруктозы.
Проведено конструирование вкусо-ароматических профилей основ молокосодержащих продуктов, содержащих в своем составе молочную сыворотку, как источника белка, лактозы, витаминов, макро- и микроэлементов в сочетании с различными плодово-ягодными соками. Используемое в рецептуре плодово-ягодное
сырье, с одной стороны, является источником природных биологически активных веществ, с другой - обеспечивает высокие потребительские качества готовых
продуктов. Для создания биологически полноценных основ кислородсодержащих
продуктов по белковому компоненту предложено использовать в рецептуре основ гидролизат сывороточного белка отечественного производства (г. Углич).
Установлено, что сконструированные белково-углеводные основы являются
источником молочного сахара, жира, белка, и содержат в своем составе все незаменимые аминокислоты, что является важным для получения молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания и диетологических составляющих
повышенной пищевой и биологической ценности.
Для выбора рецептурных ингредиентов при производстве творожных полуфабрикатов для сырников разработаны технологии получения продуктов переработки тыквы (витаминно-полисахаридная добавка, полученная из жома тыквы и
тыквенное пюре).
Исследован состав и свойства продуктов переработки тыквы - витаминнополисахаридной добавки, полученной из жома тыквы «Волжская Серая» и тыквенного пюре. Установлено, что витаминно-полисахаридная добавка характеризуется высокими массовыми долями: витаминов (аскорбиновая кислота 30,0 ± 0,2 мг
/ 100 г, β-каротин 80,0 ± 0,2 мг / 100 г), макро- и микроэлементов (калий 4,3 ± 0,2 г
/ 100 г, кальций 338,0 ± 3,0 мг / 100 г, магний 216,0 ± 2,0 мг / 100 г, железо 3,2 ±
0,2 мг / 100 г, натрий 72,0 ± 2,0 мг / 100 г), пищевых волокон 60,0 ± 0,2 %, в том
числе пектиновых веществ 15,0 ± 0,2 %. Тыквенное пюре содержит в своем соста-
137
ве витамин С 6,5 ± 0,1 мг %, β-каротин 11,3 ± 0,2 мг %, массовую долю пектиновых веществ 1,8 ± 0,1 г / 100 г.
Полученные продукты переработки тыквы исследованы по органолептическим, микробиологическим показателям, показателям безопасности и рекомендованы в технологии творожных изделий диетического профилактического питания:
ВПД для замены части муки, высококалорийного продукта питания (по первой
рецептуре), и тыквенного пюре для замены части творога, в целях экономии сырья, и комплексную пищевую добавку «Citri-Fi» в качестве стабилизатора текстуры изделия (по второй рецептуре).
Показана целесообразность использования и установлены оптимальные дозы внесения продуктов переработки тыквы в рецептуры творожных полуфабрикатов для сырников – ВПД и тыквенного пюре в комбинации с комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi» в качестве стабилизатора текстуры изделий. В зависимости от содержания жира в твороге доза ВПД варьируется от 5 до 10 %, тыквенного пюре – от 3 до 5 %, комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» - от 1 до 3 %.
138
Глава 4. Экспериментальное обоснование выбора пищевых волокон
для создания ассортимента молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания
Научное обоснование применения пищевых волокон в технологии молокосодержащих продуктов базируется на проведении комплексной оценки их эффективности, предусматривающей анализ химической структуры и свойств пищевых
волокон, на основании которых прогнозируется их возможное влияние на реологические и структурно-механические показатели реальных пищевых систем.
Более того, при использовании ПВ в пищевых системах на молочной основе
ведущая роль будет отводиться изучению структурообразующей функции высокомолекулярных компонентов – сывороточных белков (СБ) и некрахмальных полисахаридов (НПС), определяя возможность получения и обеспечения требуемого
комплекса свойств готового продукта.
В данном случае большое значение имеет сложный набор физикохимических характеристик СБ и НПС, включающий растворимость в средах при
различных значениях рН, способность совмещаться с другими компонентами пищи и выполнять функциональные свойства - стабилизировать пены, формировать
гели и студни.
Следует отметить, что понимание механизма взаимодействия ПВ и молочных белков в пищевых продуктах является актуальным и требует проработки алгоритма их внесения в молочную основу и возможного поведения.
С физико-химической точки зрения существенно то обстоятельство, что два
важнейших компонента пищи - СБ и НПС являются веществами макромолекулярной, а в большинстве случаев и полиэлектролитной природы. Белки, как известно, являются полиамфолитами, кислые полисахариды - поликислотами.
В то же время известно, что макромолекулярные вещества разной химической природы, как правило, несовместимы в растворах. С другой стороны, противоположно заряженные полиэлектролиты могут взаимодействовать в растворах,
образуя комплексные коацерваты. Отсюда вытекает необходимость изучения со-
139
вместимости и взаимодействия макромолекулярных компонентов пищи в реальных пищевых системах [219-221].
Не все гидроколлоиды, обладая схожими технологическими свойствами,
будут функционировать одинаково в пищевых системах на молочной основе, поэтому важен выбор пищевых волокон для применения в технологии конкретного
продукта [204, 219-221, 235].
Классификация по происхождению используемых в работе полисахаридов и
их функциональные свойства представлены в таблице 29.
Таблица 29 - Классификация полисахаридов по происхождению и их
функциональные свойства
Полисахариды
Растительного происхождения
Крахмал
Высокоэтерифицированный пектин
Гуаровая камедь
Камедь рожкового дерева
Камедь конжака
Водорослевого происхождения
Альгинат натрия
Микробного происхождения
Ксантановая камедь
Функция
Загуститель, стабилизатор
Загуститель, гелеобразователь,
стабилизатор
Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Загуститель, гелеообразователь
Гелеобразователь, загуститель,
эмульгатор, стабилизатор
Загуститель, стабилизатор
Загуститель, гелеобразователь,
стабилизатор, эмульгатор
Принимая во внимания полифункциональную природу используемых гидроколлоидов, возможно прогнозировать их взаимодействие с образованием различных типов связей. В водных растворах возможно электростатическое и гидрофобное взаимодействие, а также образование водородных связей.
Вследствие полиамфолитной природы белков существует область рН, в которой макромолекулы белка и кислого полисахарида заряжены разноименно. В
этой области может иметь место электростатическое взаимодействие между мак-
140
рокатионом белка и макроанионом кислого полисахарида, которое приводит к образованию растворимых или нерастворимых комплексов.
Опираясь на богатый опыт физической химии полимеров [81-83, 170, 173,
205, 219-221, 235], можно выделить в этой связи, следующие характерные особенности систем с макромолекулярными веществами. Такие системы часто бывают гетерофазными (в простейшем случае двухфазными), причем макромолекулярные компоненты могут концентрироваться в одной или разных фазах.
Первый случай известен как комплексная коацервация, второй - как несовместимость. Комплексная коацервация обычно наблюдается в системах разноименно заряженных макроионов. Несовместимость присуща системам, в которых
взаимодействие однотипных макромолекул с энергетической точки зрения предпочтительнее взаимодействия разнотипных [81-83, 170, 173, 205, 219-221, 235].
Термодинамическая несовместимость является одним из наиболее характерных свойств систем полимеров. При достаточно высоких молекулярных весах
полимеры дают однофазные системы только в том случае, если смешение сопровождается выделением тепла. Подобные системы встречаются крайне редко. Найдено лишь несколько пар полимеров, образующих во всем интервале концентраций термодинамически устойчивые однофазные системы. Как правило, многокомпонентные системы полимеров гетерофазны. Однако, в отличие от растворов
полимеров технического назначения, дающих двухфазные системы при любых
комбинациях компонентов, за исключением сильных разбавлений, белки и полисахариды образуют двухфазные водные системы лишь в определенных условиях.
Последние определяются природой биологических макромолекул и отражают
специфику их взаимодействия в водных средах. Эти условия, поэтому, характерным образом различаются для систем разного состава в зависимости от типа белка и полисахарида.
Рассмотрим условия термодинамической несовместимости белков и ПС в
водных средах, приводящих к расслоению системы на две жидкие фазы, сопровождающиеся разделением макромолекулярных компонентов.
141
1. Системы типа альбумин - нейтральный полисахарид - вода при достаточно высокой концентрации расслаиваются в изоэлектрических условиях в средах с
низкой ионной силой.
2. Системы типа альбумин - кислый полисахарид - вода при достаточно высокой концентрации расслаиваются в изоэлектрических условиях в средах с высокой ионной силой.
3. Системы типа глобулин - нейтральный полисахарид - вода при достаточно высокой концентрации расслаиваются при рН системы более близкой к изоэлектрическим условиям в средах с высокой ионной силой.
4. Системы типа глобулин - нейтральный полисахарид - вода при достаточно высокой концентрации расслаиваются при рН системы выше изоэлектрической
точки белка в средах с высокой ионной силой.
Однако, термодинамическая совместимость может быть вызвана и электростатическим взаимодействием макромолекул белка за счет флуктуации заряда и, с
другой стороны, в образовании растворимых комплексов белок - полисахарид.
Таким образом, для систем глобулин - кислый полисахарид - вода несовместимость будет наблюдаться при одноименности суммарных зарядов белка и полисахарида и высокой ионной силе, т.е. при условии подавления электростатического взаимодействия белка и полисахарида, а также самоассоциации макромолекулярных компонентов [81-83, 170, 173, 205, 219-221, 235].
Изучен процесс набухания и растворения используемых в работе ПС в различных технологических средах. Исследования проводили с учетом массы навески ПС (0,5 г), в качестве основы были выбраны следующие технологические среды – молочная сыворотка (рН 5,6), молочная сыворотка (рН 4,0), белковоуглеводная основа (рН 4,6 - 4,8).
В таблице 30 приведены результаты исследований процесса набухания и
растворения ПС в различных пищевых технологических средах.
142
Таблица 30 – Интенсивность процесса набухания и растворения полисахаридов
в различных пищевых технологических средах
Наименование
ПС
Режимы набухания
Температура,
°С
Время,
мин
Режимы растворения
ТемпеВремя,
ратура,
мин
°С
ТехноДополнительлогиченые условия
ская
среда, в
которой
не растворим
ПС
содержание
сахара в основе должно
быть менее
20 %
содержание
галактозы в
молекуле гуаровой камеди
должно быть
не менее 17 %
содержание
галактозы в
молекуле КРД
должно быть
не менее 17 %
-
Крахмал
Высокоэтерифицированный
пектин
4 - 10
20 - 25
5-7
20 - 30
95 - 100
85 - 90
5 - 10
20 - 30
Гуаровая
камедь
(гуаран)
25 - 27
20 - 30
86 - 89
10 - 15
Камедь рожкового дерева
(КРД)
20 - 25
20 - 30
86 - 89
10 - 15
Камедь
конжака
Альгинат
натрия
20 - 25
20 - 30
85 - 90
15 - 20
20 - 25
20 - 30
85 - 90
15 - 20
молочная сыворотка
рН 4,0
Ксантановая
камедь
25 - 27
20 - 30
85 - 90
15 - 20
-
иногда содержание ионов Са2+
должно быть
выше 3 ММ
-
На основании данных таблицы 30 можно сделать вывод, что условия набухания и растворения ПС различны в зависимости от используемых сред и зависят
от индивидуальных особенностей строения полимеров.
В заключение следует отметить, что выбор ПС выдвигает на первый план
задачу изучения совместимости, фазового состояния и специфики взаимодействия
белков и полисахаридов с целью изыскания путей регулирования состава, струк-
143
туры и свойств исследуемых систем. При этом важным является тщательный выбор типа и концентрации пищевых волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов, что приведет к образованию требуемой текстуры готового продукта.
4.1 Изучение стабилизирующих свойств некрахмальных полисахаридов
в системах с сывороточным белком
Известно, что полисахариды находят широкое применение в технологии
взбитых десертов (муссы, кремы, мороженое и т.д.). Однако, при этом важны характеристики индивидуальных веществ и взаимодействия между ними.
В данной главе представлены экспериментальные исследования по выбору
пищевых волокон, в том числе НПС в качестве стабилизаторов белковых кислородных пен.
Проведенные исследования по изучению кратности и стабильности кислородных пен в зависимости от типа пенообразователя (корень солодки, яичный белок, желатин и белково-углеводная основа, содержащая в своем составе 0,4 % сывороточных белков) показали, что традиционные пенообразователи дают кислородную пену с достаточно высокими значениями кратности, по сравнению с пеной, образованной сывороточными белками.
Результаты исследования по изучению кратности кислородных пен в зависимости от типа пенообразователя приведены в таблице 31.
Таблица 31 - Кратность кислородных пен
Пенообразователь
Концентрация традицион- Кратность кино используемого пенообслородных
разователя, %
пен, %
Белки молочной сыво0,4
260 - 280
ротки
Сироп корня солодки
3,0
400 - 420
Яичный белок
2,0
350 - 380
Желатин
2,0
350 - 400
144
Однако, стабильность всех образцов пен была низкая, пены теряли свою
структуру и разрушались. Процесс осушения кислородных пен во времени в зависимости от используемого пенообразователя представлен на рисунке 27.
450
400
Кратность пен, %
350
300
Белки молочной
сыворотки
250
Яичный белок
200
Корень солодки
150
Желатин
100
50
0
0
5
10
15
Стабильность пен, мин
Рисунок 27 – Процесс осушения кислородных пен во времени
Невысокая устойчивость белковых кислородных пен объясняется перераспределением жидкости между компонентами кислородной пены, максимальным
избытком поверхностной энергии на границе раздела фаз, в результате чего происходит коалесценция частиц дисперсной фазы, нарушается гидростатическая устойчивость и начинается процесс разрушения межфазных пленок. Белки очень
чувствительны к изменению активности водородных ионов, в связи с множеством
способных к ионизации групп в молекуле.
Кроме того, малые концентрации сывороточного белка 0,4 % не приводят к
образованию устойчивых кислородных пен.
На следующем этапе исследования было изучено влияние рН приготовленных белково-углеводных основ с различными осветленными соками, в сравнении
145
с контрольным образцом (творожной сывороткой), на пенообразующую способность белковых кислородных пен (рисунок 28).
Рисунок 28 – Влияние активной кислотности приготовленных основ
на пенообразующую способность белковых кислородных пен
Как видно из рисунка 28, творожная сыворотка имеет невысокую пенообразующую способность при рН 4,0. По-видимому, это связано с тем, что по мере
удаления от изоэлектрической точки двухмерное давление оказывается, не столько велико, чтобы преодолеть электростатические силы отталкивания, которые, в
свою очередь, начинают преобладать над силами притяжения. Существование
электростатического барьера приводит к существенному уменьшению, как адсорбции, так и возможности образования прочных межмолекулярных связей в
системе.
Напротив, установлено, что для получения белковых кислородных пен высокой кратности активная кислотность белково-углеводных основ должна быть в
диапазоне рН 4,2 – 4,8. В указанном диапазоне рН сывороточные белки проявляют максимальные пенообразующие свойства [65, 172].
146
Проведены исследования по влиянию рН белково-углеводных основ на устойчивость белковых кислородных пен (рисунок 29).
100
Устойчивость, %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
4
4,2
4,4
4,6
4,8
рН
Рисунок 29 - Влияние рН белково-углеводных основ на устойчивость
белковых кислородных пен
Как видно из рисунка 29, белковые кислородные пены наиболее устойчивы
в диапазоне рН 4,2 – 4,8. Стабилизирующие свойства белковых кислородных пен,
полученных на основе молочной сыворотки и осветленных соков, можно объяснить тем, что при формировании пены на основе молочного белково-углеводного
сырья и фруктового сока происходит активация процесса получения устойчивой
кислородной пены за счет образования, так называемых, интербиополимерных
комплексов на основе сывороточных белков и пищевых волокон, в том числе полисахаридов, присутствующих в используемых натуральных соках.
Однако, стабильность (время жизни) кислородных пен все же была недостаточно высокая, процесс осушения пен происходил через 5 - 7 минут после их приготовления.
Для получения устойчивых белковых кислородных пен нами было изучено
влияние некрахмальных полисахаридов (ВЭП, камедь рожкового дерева, ксанта-
147
новая камедь, гуаровая камедь) на пенообразующие свойства белково-углеводной
основы (скорость образования адсорбционного слоя, величину прочности и время
жизни белковых кислородных пен).
Исследование механизма структурообразования и упрочнения адсорбционных слоев глобулярных белков при образовании пенообразных систем сводится к
изучению механизма адсорбции ПС на границах раздела фаз молочная сывороткавоздух, конформационных изменений макромолекул белка и ПС на этих границах
и установлению типов связей, которые ответственны за двухмерное структурообразование, приводящее к возникновению прочности белковых кислородных пен и
зависящих от заряда молекул глобулярных белков [11, 219-221].
Важным типом связи, обуславливающим прочность межфазных адсорбционных слоев сывороточных белков и ПС, являются электростатические или гидрофобные взаимодействия между отдельными гидрофобными участками цепей
молекул белков.
Так, при образовании комплексов сывороточного белка с анионными полисахаридами (ВЭП, ксантановая камедь) большая роль отводится взаимодействию
положительно заряженных групп белка с отрицательно заряженными группами
НПС [173, 219-221, 235]. В этом случае реакционные группы белков взаимодействуют с отрицательно заряженными группами НПС с образованием комплексов СБ
- НПС. Последние усиливают процессы стабилизации и структурирования белковой кислородной пены.
При образовании комплексов сывороточного белка с нейтральными полисахаридами (гуаровая камедь, камедь рожкового дерева) большая роль отводится
гидрофобным взаимодействиям и водородным связям между биополимерами.
При формировании таких комплексов изменяется вторичная структура белка:
гидрофобные углеводородные цепи развернутых молекул белка, находившиеся
ранее внутри глобул в нативном состоянии, ориентируются по направлению к
воздушной фазе, а гидрофильные группы направлены к жидкой фазе [155, 173,
219-221, 235].
148
Оценены пенообразующие свойства белково-углеводной основы, стабилизированной анионными (ВЭП, ксантановая камедь) и нейтральными (камедь рожкового дерева) полисахаридами в концентрациях 0,1 - 0,5 % (рисунок 30).
П е н о о б раз ую ща я с п о с обн ост ь , %
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
Концентрация полисахарида, %
Ксантановая камедь
Камедь рожкового дерева
Высокоэтерифицированный пектин
Рисунок 30 - Зависимость пенообразующей способности белково-углеводной
основы от концентрации и природы полисахаридов
Как видно из рисунка 30, используемые полисахариды способствуют получению белковых кислородных пен с высокой кратностью при малых концентрациях 0,1 - 0,2 % (область квадрата). Полученные кислородные пены с НПС, в отличие от контроля (белково-углеводная основа без НПС, кратность пены 280 %),
характеризовались более высокой пенообразующей способностью. Использование
ксантановой камеди приводило к образованию белковых кислородных пен кратностью 420 – 350 %, камеди рожкового дерева - 350 – 320 %, ВЭП - 450 – 400 %,
при концентрациях указанных НПС 0,1 – 0,2 %. С увеличением концентрации
НПС происходило уменьшение пенообразующей способности и, как следствие,
кратности пен, в результате увеличения вязкости белково-углеводной основы.
Полученные пены имели крупноячеистую структуру и быстро разрушались.
149
Установлена зависимость стабильности пен от природы НПС при концентрациях 0,1 - 0,2 %, способствующих образованию кислородных пен высокой
кратности (рисунок 31).
500
Кр а тн о сть п ен , %
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1
2
3
Исследуемые кислородные пены
Кислородные пены после приготовления
Кислородные пены через 10 мин после приготовления
Рисунок 31 - Зависимость стабильности кислородных пен от природы НПС
(1 – ксантановая камедь, 2 – камедь рожкового дерева, 3 – ВЭП)
Как видно из рисунка 31, использование ВЭП в качестве стабилизатора способствовало образованию пен с высокой кратностью (450 %), но не длительной
стабильности, по истечении 10 мин кратность кислородной пены с добавкой ВЭП
становилась равной 100 %. Использование в качестве стабилизаторов кислородных пен ксантановой камеди приводило к образованию пен высокой кратности
(420 %) и достаточно длительной стабильности, по истечении 10 мин кратность
кислородных пен составляла не менее 250 %. Использование камеди рожкового
дерева, по сравнению с вышеназванными анионными полисахаридами, приводило
к образованию пен меньшей кратности (350 %), но высокой стабильности, по истечении указанного времени кратность пен составляла не менее 300 %.
На следующем этапе исследования изучали влияние нейтрального ПС гуаровой камеди (гуарана) с различной молекулярной массой (ММ) – 30, 100 и 400
кДа на процесс формирования белковых кислородных пен. Установлено, что пе-
150
нообразующая способность кислородных пен зависела от двух факторов: от молекулярной массы и концентрации гуарана. Так, использование гуарана с молекулярной массой 100 кДа (в отличие от гуарана с молекулярной массой 30 и 400
кДа) на стадии растворения полимера в белково-углеводной основе приводило к
получению нерастворимых электростатических комплексов, по-видимому, это
связано с близким значением молекулярных масс гуарана и белков молочной сыворотки. При этом наблюдалось фазовое расслоение системы, по этой причине
гуаран с молекулярной массой 100 кДа далее в работе не использовался. Изучено
влияние концентрации гуарана с молекулярной массой 30 и 400 кДа на пенообразующую способность белково-углеводной основы (рисунок 32).
П е н о о б раз ую ща я с п о с обн ост ь , %
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Концентрация нейтрального полисахарида, %
Гуаран с молекулярной массой 30 кДа
Гуаран с молекулярной массой 400 кДа
Рисунок 32 - Зависимость пенообразующей способности белково-углеводной
основы от концентрации гуарана с молекулярной массой 30 и 400 кДа
Как видно из рисунка 32, нейтральные полисахариды способствуют получению белковых кислородных пен с высокой кратностью при малых концентрациях
0,1 - 0,3 % (область квадрата). Использование гуарана с молекулярной массой 400
кДа, по сравнению с гуараном с молекулярной массой 30 кДа (при одинаковых
151
концентрациях), приводило к снижению пенообразующей способности белковоуглеводной основы, что связано с увеличением вязкости системы белок - ПС. Установлено, что для получения пен с высокими технологическими характеристиками, следует снижать концентрацию данного стабилизатора в системе при увеличении его молекулярной массы.
Экспериментальные данные по кратности и стабильности кислородных пен
в зависимости от природы и концентрации используемых полимеров представлены в таблице 32.
Таблица 32 - Кратность и стабильность кислородных пен в зависимости от
природы и концентрации используемых полимеров
Полисахаридная добавка
Контроль (без добавки)
Ксантановая камедь
Камедь рожкового дерева
ВЭП
Гуаран с ММ 30 кДа
Гуаран с ММ 400 кДа
Концентрация,
%
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
Кратность
пены, %
260 - 280
400 - 420
300 - 350
180 - 200
320 - 350
280 - 310
260 - 280
420 - 450
400 - 420
320 - 350
400 - 450
380 - 400
300 - 320
400 - 420
300 - 350
200 - 220
Стабильность,
мин
1,0-2,0
30,0
20,0
15,0
30,0
20,0
15,0
10,0
15,0
20,0
30,0
20,0
15,0
30,0
20,0
15,0
На основании экспериментальных данных были выбраны НПС и концентрационные интервалы (ксантановая камедь 0,1 – 0,2 %; камедь рожкового дерева
0,1 – 0,2 %; ВЭП 0,1 - 0,2 %; гуаровая камедь с ММ 30 кДа 0,1 - 0,3 %; гуаровая
камедь с ММ 400 кДа 0,1 – 0,2 %) в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены, позволяющие увеличить стабильность кислородных пен в 10 - 20 раз,
152
по сравнению с пеной, полученной с использованием традиционных пенообразователей.
Как было установлено, сильные влагосвязывающие свойства гидроколлоидов, приводящие к увеличению вязкости дисперсионной среды, способствуют повышению устойчивости и стабильности пены. Однако слишком высокое содержание стабилизаторов в системе ухудшает структурно-механические показатели кислородных
пен,
поскольку
способствует
повышению
вязкости
белково-
углеводной основы.
Следует отметить, что использование стабилизаторов в концентрациях 0,3 –
1 % целесообразно при разработке замороженных кислородсодержащих продуктов с повышенным содержанием сухих веществ, а также напитков «с телом» (кислородных смузи).
В дальнейшем представляло интерес использование комплексной пищевой
добавки «Citri-Fi», содержащей в своем составе НПС (ВЭП, ксантановую и гуаровую камеди) в качестве стабилизатора структуры продуктов, связывания влаги,
предотвращения синерезиса в процессе хранения продуктов (отделение влаги), а
также в качестве обогатителя продуктов питания многофункциональным диетическим волокном с целью создания молокосодержащих продуктов диетического
профилактического питания.
4.2 Исследование эффекта загущения некрахмальными
полисахаридами
Полисахариды, широко используемые в качестве загустителей, способствуют увеличению вязкости пищевых систем при некоторой критической концентрации полимера, при которой происходит переход от так называемой «разбавленной
области» к «полуразбавленной области».
Вязкость растворов полимера во многом определяется его молекулярной
массой. Помимо молекулярной массы, на гидродинамический размер полимерных
молекул оказывает влияние молекулярная структура полимеров. Линейные жест-
153
кие молекулы обладают большим гидродинамическим размером, чем имеющие ту
же молекулярную массу сильноразветвленные, высокоэластичные полимеры, что
приводит к образованию значительно более вязких растворов. Кроме того, заряженные полимерные молекулы обладают большей вязкостью, чем неионные полимеры с той же молекулярной массой. Это является следствием того, что их молекулярные клубки расширяются из-за внутримолекулярных электростатических
отталкиваний. Изменение рН среды с целью уменьшения степени диссоциации
заряженных групп обычно приводит к уплотнению клубков и значительному падению вязкости [173, 219-221, 235].
Традиционный загуститель пищевых систем – крахмал тоже является полимером, поэтому к нему применимы принципы науки о полимерах. С другой стороны, многие его свойства обусловлены сложной архитектурой зерен. В результате тепловой обработки крахмала в присутствии жидкости образуются системы,
которые по своей природе являются коллоидными, проявляют разнообразные
реологические свойства – от простых вязких жидкостей до очень упругих гелей.
Процессу клейстеризации посвящены многочисленные публикации, поскольку он
является основой загущающего действия крахмала [204, 356, 403].
В то же время некоторые некрахмальные полисахариды, такие как альгинат
натрия, конжаковый маннан, ксантановая камедь и другие обладают хорошей загущающей способностью. Когда говорят о ПС как о загущающих агентах, имеют
в виду их способность многократно увеличивать вязкость водных систем [173,
338]. Так, 1 %-й раствор альгината натрия имеет вязкость, превышающую в 10000
раз вязкость воды при одной и той же температуре [173, 204, 235, 364]. Высокой
вязкостью обладают растворы галактоманнанов [204, 235, 365] и ксантановой камеди [336-338].
Ксантановая камедь демонстрирует нетипичное поведение, которое проявляется в повышении вязкости растворов при добавлении электролитов, в другом
случае ксантановая камедь в растворе проявляет тенденцию к слабым ассоциациям межмолекулярных цепей, что приводит к образованию трехмерной сетчатой
структуры и образованию «слабых гелей» [206, 236].
154
Галактоманннаны (гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, камедь конжака) обладают высокой вязкостью при малом сдвиге, присутствие электролитов
влияния не оказывает, но при низких или высоких значениях рН вязкость может
понизиться [204, 235].
Некоторые гидроколлоиды способны формировать гели. Термообратимые
гели, образующиеся посредством охлаждения или нагревания, дают ксантановая
камедь, камедь рожкового дерева и камедь конжака (гель образуется при охлаждении). ВЭП образует гель при наличии легко растворимых твердых веществ (например, сахара) и при низких значениях рН (менее 3,5). Альгинат натрия образует
термически необратимый гель при добавлении многовалентных катионов при
низком значении рН (менее 4,0) [204, 235].
Проведена
серия
экспериментов
по
изучению
функционально-
технологических свойств используемых в работе НПС с целью создания киселей с
разнообразными структурно-механическими свойствами при полной и частичной
замене крахмала в традиционной рецептуре на НПС, обладающих функцией загущения.
На первом этапе работы исследована динамическая вязкость белковоуглеводной основы (рН 4,2) в зависимости от природы и концентрации полисахаридов при температуре 70 °С.
На рисунке 33 представлена зависимость динамической вязкости белковоуглеводной основы от концентрации картофельного крахмала.
155
Динамическая вязкость (η, спз)
35
30
25
20
15
10
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Концентрация крахмала, %
Рисунок 33 – Зависимость динамической вязкости белково-углеводной основы
от концентрации картофельного крахмала
Из рисунка 33 видно, что динамическая вязкость белково-углеводной основы существенно изменяется в зависимости от концентрации картофельного крахмала. Так, вязкость белково-углеводной основы при концентрации картофельного
крахмала 2,5– 3 % составляет 27,5 – 30,5 спз, при указанной концентрации картофельного крахмала белково-углеводная основа имеет вязкую однородную консистенцию, присущую традиционному киселю с крахмалом.
Исследована зависимость динамической вязкости белково-углеводной основы от природы и концентрации некрахмальных полисахаридов. Экспериментальные данные представлены на рисунке 34.
156
Динамическая вязкость (η, спз)
140
Полуразбавленная
область
120
100
80
60
40
20
Разбавленная область
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
Концентрация НПС, %
Альгинат натрия
Ксантановая камедь
Камедь конжака
Рисунок 34 – Зависимость динамической вязкости белково-углеводной основы
от природы и концентрации некрахмальных полисахаридов
Как видно из рисунка 34, некрахмальные полисахариды, по сравнению с
картофельным крахмалом, обладают высокими значениями абсолютной вязкости
уже при малых концентрациях, что зависит от конформации цепей, которые они
принимают в растворе. С увеличением концентрации НПС в белково-углеводной
основе вязкость увеличивается при некоторой критической концентрации НПС,
при которой происходит переход от называемой «разбавленной области», где молекулы НПС способны независимо передвигаться в растворе без взаимопроникновения, к «полуразбавленной области», где концентрация молекул приводит к
образованию полимерных клубков за счет взаимного проникновения полимерных
молекул [317, 325, 341, 349].
Установлено, что используемые НПС при малых концентрациях (0,2 – 0,5
%) обладают большим гидродинамическим размером, чем сильноразветвленные
макромолекулы амилопектина в крахмале, что приводит к образованию
значительно более вязких систем при указанных концентрациях НПС.
157
На
рисунке
35
представлена
диаграмма
сравнения
зависимости
динамической вязкости белково-углеводной основы от природы используемых
НПС при концентрации 0,3 %, в сравнении с картофельным крахмалом 3 %.
Динамическую
вязкость
систем
исследовали
при
температуре
белково-
углеводных основ 60 – 70 °С.
Рисунок 35 – Зависимость динамической вязкости белково-углеводной основы от
природы и концентрации полимеров (1 – картофельный крахмал, 2 – альгинат
натрия, 3 – камедь конжака, 4 – ксантановая камедь)
Как видно из рисунка 35, вязкость белково-углеводной основы с
использованием некрахмальных полисахаридов уже при концентрации 0,3 %
практически у всех образцов достигает значений вязкости белково-углеводной
основы с использованием крахмала с концентрацией 3 %.
Изучена зависимость динамической вязкости систем с исследуемыми
некрахмальными полисахаридами при концентрации 0,3 % от рН белковоуглеводной основы. Данные представлены на рисунке 36.
158
Рисунок 36 – Зависимость динамической вязкости систем с исследуемыми
некрахмальными полисахаридами при концентрации 0,3 %
от рН белково-углеводной основы
Установлено, что ксантановая камедь сохраняет высокую вязкость в широком диапазоне рН белково-углеводной основы.
Фракции альгината с большим количеством «неупорядоченных» МG – блоков растворимы и сохраняют высокую вязкость при всех значениях рН, в отличие
от фракций альгинатов с гомополимерными блоками (ММ и GG). Однако, следует
отметить, что в кислых средах характер поведения альгинатов может зависеть от
молекулярной массы альгината, химического состава и последовательности
структуры МG – блоков (β-D маннуроновой и α-L гулуроновой кислот).
Выявлено, что низкие значения рН белково-углеводной основы способствуют снижению вязкости молокосодержащих систем с использованием камеди
конжака.
На основании проведенных исследований выбраны НПС и их концентрационные интервалы – альгинат натрия 0,3 – 0,5 %, камедь конжака 0,5 – 0,7 %,
ксантановая камедь 0,3 – 0,5 %, способные формировать однородные вязкие сис-
159
темы, аналогичные системам с использованием картофельного крахмала с концентрацией 3 %.
Использование НПС в концентрациях 0,1 – 0,3 % не приводит к получению
положительного результата по формированию требуемой структуры, при этом
системы имеют жидкую консистенцию, не присущую традиционному сладкому
блюду.
При
увеличении
концентрации
гидроколлоидов
вязкость
белково-
углеводной основы заметно увеличивается. Как показано, альгинат натрия 0,7 –
1%, камедь конжака 0,7 – 1 % и ксантановая камедь 0,7 – 1% при указанных
концентрациях образуют высоковязкие системы. Полученные системы имеют
густую, плотную консистенцию. Связано это с тем, что полисахариды в водной
среде за счёт достаточно устойчивых связей нефлуктуационной природы могут
образовывать пространственную сетку, которая пронизывает весь объём системы
и удерживает растворитель с образованием гелеобразной структуры.
Некоторые авторы определяют гель, как сложную взаимосвязанную сеть из
поперечно сшитых полимерных молекул, погруженную в жидкую среду [300].
Гелеобразование на молекулярном уровне представляет собой формирование
непрерывной сети полимерных молекул, обладающей признаками твердого тела,
которые возникают за счет каркаса из полимерных цепей, заполняющего всю
гелеобразную фазу [23, 25, 205].
Природа студнеобразователя, состав исходной жидкой системы и условия
структурообразования определяют комплекс физико-химических свойств готового продукта, в том числе его механические и поверхностные свойства (консистенцию), скорость и степень набухания (например, в условиях варки при сохранении формы, целостности и макроструктуры продукта), степень анизотропии,
сорбционные свойства, область температур размягчения и плавления. Исследования по второму направлению, т.е. изучение процессов студнеобразования и
свойств студней, содержащих белки, имеют основной целью разработку методов
регулирования состава, структуры и свойств студней.
160
Оба направления исследований весьма тесно связаны. Действительно, условия получения, состав, структура и свойства студней в значительной мере определяются характером взаимодействия и совместимостью белков и полисахаридов в
водных средах. Фазовое состояние и структура жидких многокомпонентных систем имеют также большое значение при решении ряда практических вопросов.
Так, благоприятные условия формования и структурирования пищевого продукта
обычно обеспечиваются стабильным состоянием исходных жидких систем.
Известно, что альгинат натрия является полиэлектролитом, и в системе с
другими заряженными полимерами образует гели. В нашем случае, альгинат натрия электростатически взаимодействует с сывороточными белками, что приводит к фазовому переходу, повышению вязкости и образованию эластичного геля.
С увеличением концентрации полимера – альгината натрия 1 % и более наблюдался переход золя в гель.
Процесс образования геля с ксантановой камедью и камедью конжака протекает следующим образом. Сначала осуществляется переход клубок-спираль
(ER-типа), (рис. 37 а), а затем – параллельная укладка этих плоских лент в узел
связи сетки геля (рис. 37 б) [204, 235, 346].
Рисунок 37 – Схема двухстадийного процесса образования сетки слабого геля
ксантановой камеди и камеди конжака
161
Экспериментально установлено, что использование ксантановой камеди и
камеди конжака в концентрациях 1 – 1,5 % (при соотношении 50 : 50) приводило
к образованию эластичного геля.
Следует отметить, что на прочность полученных гелей влияет присутствие
сывороточного белка в системе. Комбинированием гидроколлоидов, а также добавлением сахара в систему можно улучшить прочность полученных гелей.
Проведенные исследования определяют возможность использования в качестве загустителей и студнеобразователей используемые НПС для создания нового
ассортимента киселей улучшенной пищевой и пониженной энергетической ценности. Путем использования биополимеров в качестве загустителей и гелеобразователей белково-углеводной основы можно варьировать структуру и текстуру готового продукта в широком диапазоне (в нашем случае получать как жидкие, полужидкие, так и густые кисели), а также повышать устойчивость при хранении
готовых продуктов. Комбинированием гидроколлоидов, а также добавлением сахара в систему можно повысить прочность полученных гелей [204, 235].
4.3 Изучение ассоциативных взаимодействий в системах гидроколлоидов. Выявление синергизма
Ассоциативные взаимодействия в системах гидроколлоидов были изучены в
работах
многих
исследователей
с
целью
расширения
функционально-
технологических свойств гидроколлоидов и получения структурно-сложных систем с улучшенными технологическими свойствами [204, 235, 350].
Природа синергизма может быть связана или не связана с ассоциацией различных молекул гидроколлоидов [235]. Возможные результаты процессов отражены на рисунке 38.
162
Гидроколлоид 1 - гидроколлоид 2
Ассоциация
Выпадение
осадка
Образование
геля
Отсутствие ассоциации
Одна фаза
Две фазы
Рисунок 38 – Схематическое изображение взаимодействий, происходящих
в растворах смесей различных гидроколлоидов
Если два гидроколлоида ассоциируют, может произойти гелеобразование
или выпадение осадка. Гидроколлоиды с противоположными зарядами (например, белок при рН ниже его изоэлектрической точки и анионный полисахарид) с
большей долей вероятности будут ассоциировать с образованием осадка, в то
время как существуют данные, свидетельствующие о том, что ассоциирование
некоторых жестких молекул полисахаридов (например, в упомянутых выше примерах) приведет к гелеобразованию. Если два гидроколлоида не ассоциируют, то
при низких концентрациях они будут существовать как единая гомогенная фаза, а
в случае более высоких концентраций они со временем разделятся на две жидкие
фазы, каждая из которых будет обогащена одним из гидроколлоидов.
Следует отметить, что тщательный выбор типа и концентрации гидроколлоида может привести к образованию большого количества структур, что является интересной технологической задачей.
Для получения высокоустойчивых белковых кислородных пен при производстве кислородсодержащих продуктов было изучено ассоциативное взаимодействие тройной системы гидроколлоидов: ВЭП – камедь рожкового дерева (КРД) –
СБ (таблица 33).
163
Таблица 33 – Ассоциативное взаимодействие тройной системы гидроколлоидов:
высокоэтерифицированный пектин – камедь рожкового дерева (КРД) – сывороточный белок (на примере белково-углеводной основы «Вишня»)
Тройная система
ВЭП – КРД – СБ
ВЭП – КРД – СБ
ВЭП – КРД – СБ
ВЭП – КРД – СБ
ВЭП – КРД – СБ
Концентрация, %
0,1+0,1+0,4
0,2+0,1+0,4
0,3+0,1+0,4
0,2+0,2+0,4
0,3+0,2+0,4
Кратность, %
300 – 350
350 – 370
270 – 300
250 – 270
230 – 250
Стабильность, мин
10 – 20
40 – 50
20 – 30
20 – 30
15 – 20
Установлено, что полученная тройная система ВЭП (0,2 %) – КРД (0,1 %) –
СБ (0,4 %) характеризуется улучшенными функциональными свойствами, которые существенно отличаются от свойств исходных комплексов биополимеров, как
по отдельности, так и совместно, при этом кратность белково-углеводных пен составляла 350 %, пены были устойчивыми в течение 40 мин. По-видимому, в полученной тройной системе ассоциативные взаимодействия осуществляются через
связывание третичных и вторичных структур макромолекул полисахаридов и СБ.
Это связывание осуществляется посредством вторичных сил (водородная связь,
Ван-дер-Ваальсово взаимодействие) и существенно отличается от комплексообразования, имеющего электростатическую природу [235, 246, 263, 264, 277, 279].
Полученная система ВЭП (0,2 %) – КРД (0,1 %) – СБ (0,4 %) отличается от исходных систем с отдельным использованием указанных биополимеров, что расширяет возможности их практического использования.
Другим направлением исследования ассоциативных взаимодействий в системах гидроколлоидов является изучение совместного присутствия крахмала,
НПС и СБ, содержащегося в белково-углеводной основе для производства киселей. Поскольку крахмал является смесью двух полимеров, при добавлении еще
одного полимера образуется система из четырех биополимеров – СБ, амилопектина, амилозы и НПС [204, 350, 392, 393, 402].
Комбинирование крахмала с другими гидроколлоидами, которые при растворении в воде оказывают загущающее действие, дает некоторые преимущества
164
с точки зрения текстуры готового продукта. Внесение небольшого количества
НПС при комбинировании с крахмалом и СБ способствует увеличению вязкоупругих свойств пищевой системы [204, 235].
Теоретически и экспериментально изучена возможность комбинирования
крахмала и НПС в сочетании с СБ. Экспериментальные данные по динамической
вязкости (η, спз) белково-углеводной основы при частичной замене крахмала на
некрахмальные полисахариды представлены в таблице 34.
Таблица 34 – Динамическая вязкость белково-углеводной основы при частичной
замене крахмала на некрахмальные полисахариды
Наименование
НПС
Альгинат
натрия
Камедь конжака
Ксантановая
камедь
Комбинация гидроколлоидов (крахмал : НПС : СБ), %
1 : 0,1 : 0,4 1 : 0,2 : 0,4 1 : 0,3 : 0,4
1,5 : 0,1 :
1,5 : 0,2 : 0,4
0,4
25,0 ± 0,2
30,5 ± 0,2
48,8 ± 0,2
45,5 ± 0,2
60,5 ± 0,2
26,5 ± 0,2
28,5 ± 0,2
40,2 ± 0,2
44,2 ± 0,2
55,6 ± 0,2
60,2 ± 0,2
80,0 ± 0,2
85,1 ± 0,2
88,8 ± 0,2
90,5 ± 0,2
Полученные данные свидетельствуют о том, что частичная замена крахмала
на НПС в сочетании с СБ увеличивает вязкоупругие свойства пищевых систем,
что будет способствовать повышению устойчивости готовых изделий при хранении, а также позволяет частично снизить концентрацию крахмала в рецептуре
продукта.
Другим направлением исследования явилось изучение ассоциативного
взаимодействия в системе полисахарид 1 – полисахарид 2 – СБ. Синергизм в системе полисахарид 1 – полисахарид 2 изучался многими исследователями, которые
предложили некоторые модели взаимодействия двух гидроколлоидов.
В случае образования геля в системе полигалактанов и галактоманнанов исследователи предполагают, что свободные от боковых цепей блоки галактоманнана могут принимать в растворе упорядоченную конформацию. Образуются зо-
165
ны связывания, содержащие не только отдельные двойные спирали, но и их агрегаты [173, 219-221, 235, 237, 338, 341, 352].
Известно, что ксантановая камедь вступает в синергетическое взаимодействие с галактоманнанами, результатом такого взаимодействия является повышение
вязкости или гелеобразование.
Взаимодействие ксантан-галактоманн включает упорядоченную конформацию ксантана (рисунок 39). В отсутствии электролита ксантан может самоассоциировать, но в присутствии галактоманнана имеет место конкуренция самоассоциации ксантана и ассоциации ксантан-галактоманнан, причём последняя предпочтительнее, так как галактоманнан не несёт электрического заряда.
При наличии электролита макромолекулы ксантана могут находиться в
упорядоченной конформации при относительно высоких температурах, но самоассоциация или ассоциация с галактоманнаном с повышением температуры ингибируется. При низких температурах, вследствие экранирования заряда, самоассоциация предпочтительнее ассоциации с галактоманнаном, в результате чего возникает более слабая структура геля [204, 235].
Рисунок 39 – Молекулярная природа взаимодействия ксантана
С галактоманнанами (х – ксантан, G – галактоманнан): (а) модель Ди,
(b) модель МкКлири
166
Предложенная модель (рисунок 39 а) включает переход клубок-спираль типа ER для ксантана и её кооперативную ассоциацию с ‘гладкой’ областью цепи
галактоманнана. МкКлири несколько модифицировал эту модель, отметив, что
ксантан может взаимодействовать и с ‘ворсистой’ областью макромолекулы галактоманнана при условии, что боковые цепи направлены в сторону, противоположную ксантану, рисунок 39 б [204, 235]. Синергетический эффект в смесях
ВЭП и альгината натрия, как показано в работах многих исследователей, формируется с получением систем типа «egg-box model». Теоретически и экспериментально изучена возможность комбинирования НПС в системах с сывороточным
белком. Экспериментальные данные представлены в таблице 35.
Таблица 35 – Ассоциативное взаимодействие тройных систем гидроколлоидов
(на примере белково-углеводной основы «Вишня»)
Тройная система гидроколлоидов
ВЭП – альгинат натрия – СБ
ВЭП – альгинат натрия – СБ
ВЭП – альгинат натрия – СБ
Ксантановая камедь – камедь конжака – СБ
Ксантановая камедь – камедь конжака – СБ
Ксантановая камедь – камедь конжака – СБ
Ксантановая камедь – КРД – СБ
Ксантановая камедь – КРД – СБ
Ксантановая камедь – КРД – СБ
Ксантановая камедь – гуаровая камедь – СБ
Ксантановая камедь – гуаровая камедь – СБ
Ксантановая камедь – гуаровая камедь – СБ
Концентрация, Текстурные свойства
%
системы
Система вязкая,
0,1+0,1+0,4
однородная
Система вязкая,
0,2+0,1+0,4
однородная
0,2+0,3+0,4
Эластичный гель
Система вязкая,
0,1+0,1+0,4
однородная
Система вязкая,
0,2+0,2+0,4
однородная
0,5+0,2+0,4
Эластичный гель
Система вязкая,
0,1+0,1+0,4
однородная
0,2+0,2+0,4
Эластичный гель
0,5+0,3+0,4
Эластичный гель
Система вязкая,
0,1+0,1+0,4
однородная
Система вязкая,
0,1+0,2+0,4
однородная
0,5+0,3+0,4
Эластичный гель
Экспериментально установлены концентрации ВЭП – альгинат натрия – СБ
(0,2+0,3+0,4 %), способствующие получению эластичного геля в условях, при ко-
167
торых ни один из полисахаридов не желирует, т.е. в отсутствии сахара, который
необходим для застудневания растворов пектина, и в отсутствии ионов кальция,
необходимых для желирования альгината. В данном случае, следует отметить, что
формирование мягкого геля происходит еще и благодаря наличию в системе сывороточного белка. Связано это с тем, что альгинат натрия является полиэлектролитом и в смешанной системе электростатически взаимодействует с другими гидроколлоидами (в конкретном случае с сывороточными белками и ВЭП).
Камедь конжака (0,2 %) проявляет синергетическое взаимодействие с ксантановой камедью (0,5 %) и СБ (0,4 %) с образованием эластичного геля. Хотя
природа этого взаимодействия, по-прежнему вызывает много споров. Общепринято считать, что ксантановая камедь взаимодействует с незамещенными («гладкими») участками молекул камеди конжака. Данный процесс усиливается за счет
сшивания полимерных цепей молекулами сывороточного белка.
Синергизм гелеобразования с получением эластичных и термообратимых
гелей наблюдается также в системах СБ (0,4 %) с ксантановой камедью (0,2 – 0,5
%) и камедью рожкового дерева (0,2 – 0,3 %) и/или гуаровой камедью (0,3 %)
(таблица 35). Этот синергизм можно объяснить межмолекулярным взаимодействием упорядоченных спиралей ксантановой камеди и открытых областей маннана
вдоль молекул полимеров галактоманнанов и сывороточных белков.
Таким образом, используя смеси различных полисахаридов в комбинации с
сывороточными белками, можно регулировать текстуру пищевых систем с получением новых улучшенных реологических и структурно-механических свойств
готового продукта.
4.4 Заключение по четвертой главе
Показано, что проблема изучения взаимодействия пищевых волокон, в том
числе некрахмальных полисахаридов с молочными белками имеет научный и социально значимый подход и не может быть достигнута без экспериментального
подхода к применению ПВ, которые могут взаимодействовать с молочными бел-
168
ками с образованием различных типов связей и, как следствие, различных текстур
пищевых продуктов.
При этом на первый план выдвигается задача изучения совместимости, фазового состояния и специфики взаимодействия белков и полисахаридов в реальных пищевых системах, с целью изыскания путей регулирования состава, структуры и свойств этих систем.
Выбор изучаемых систем, условий и методов их получения должен проводиться с учетом функций белков и полисахаридов в пищевых продуктах. В плане
рассматриваемой проблемы основной функцией являются два рода функций белков и полисахаридов: пищевая и структурная. Пищевая функция будет рассмотрена в последующих главах диссертационной работы по формированию качества
новых продуктов питания. Однако, сразу следует обратить внимание на то, что
новые молокосодержащие продукты питания с пищевыми волокнами, по сравнению с традиционными, будут обладать сбалансированным составом, улучшенной
пищевой и пониженной энергетической ценностью.
Вторая, структурообразующая функция макромолекулярных компонентов
пищи, играет ведущую роль, определяя возможность получения и обеспечения
требуемого комплекса свойств новых продуктов питания. При этом для взаимодействия белков и полисахаридов большое значение имеет сложный набор физико-химических характеристик, включающий растворимость в водных средах при
различных значения рН среды и ионной силе, способность совмещаться с другими компонентами пищи, стабилизировать пены, образовывать эластичные гели.
Этот комплекс характеристик, объединяемых понятием о так называемых
функциональных свойствах белков и полисахаридов, определяет возможность и
условия сочетания белкового и полисахаридного сырья в продуктах питания. При
этом функциональные свойства в целом связаны со структурообразующей функцией белков и полисахаридов.
Установлено, что белки и полисахариды в определенных условиях образуют
комплексы, растворимые в водных средах. На образование растворимых комплексов, так и на фазовое расслоение системы оказывает существенное влияние кон-
169
формация белка и полисахарида. В свою очередь, взаимодействие белков и полисахаридов не только зависит от конформации макроионов, но, в свою очередь,
способно вызывать их конформационные изменения.
Таким образом, несмотря на большое число работ, посвященных взаимодействию белков и полисахаридов в пищевых системах, ряд аспектов, имеющих
важное практическое значение в плане проблемы получения новых молокосодержащих продуктов питания, требовал дополнительного экспериментального изучения.
Впервые в качестве пенообразующего рецептурного компонента для производства кислородсодержащих продуктов выбрана молочная сыворотка и пищевые
волокна (некрахмальные полисахариды и комплексная пищевая добавка «Citri-Fi»)
в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены, обеспечивающие возможность получения высокодисперсных пенообразных систем.
Выбраны некрахмальные полисахариды (ВЭП, ксантановая камедь, камедь
рожкового дерева, гуаровая камедь), их бинарная композиция (ВЭП 0,2 % - камедь рожкового дерева 0,1 %) и их оптимальные концентрации в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены – ксантановая камедь 0,1 – 0,2 %; камедь
рожкового дерева 0,1 – 0,2 %; ВЭП 0,1 – 0,2 %; гуаровая камедь с ММ 30 кДа 0,1 –
0,3 %; гуаровая камедь с ММ 400 кДа 0,1 – 0,2 % в сочетании с сывороточным
белком 0,8 – 3 %, позволяющие увеличить стабильность кислородных пен в 10 –
20 раз, по сравнению с контрольным образцом.
Использование комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» в качестве стабилизаторов структуры кислородсодержащих продуктов целесообразно в концентрациях 0,3 – 0,7 %.
При создании нового ассортимента киселей улучшенной пищевой ценности
и пониженной энергетической ценности предложено использовать некрахмальные
полисахариды и их концентрационные интервалы (альгинат натрия 0,3 – 0,5 %,
ксантановая камедь 0,3 – 0,5 %, камедь конжака 0,5 – 0,7 %) в сочетании с сывороточным белком 0,4 – 0,8 %, обладающие функцией загущения при полной и
частичной замене крахмала в рецептуре киселей.
170
Изучены ассоциативные взаимодействия в смесях гидроколлоидов с целью
расширения функционально-технологических свойств гидроколлоидов и получения молокосодержащих киселей с улучшенными технологическими свойствами.
Экспериментально установлены концентрации ВЭП и альгината натрия
(0,2– 0,3 %) в системах с сывороточным белком 0,4 – 0,8 %, способствующие получению геля в условиях, при которых ни один из полисахаридов не желирует,
т.е. в отсутствии сахара, который необходим для застудневания растворов пектина, и в отсутствии ионов кальция, необходимых для желирования альгината.
Установлено, что камедь конжака (0,2 – 0,3 %) проявляет синергетическое
взаимодействие с ксантановой камедью (0,5 %) и СБ (0,4 – 0,8 %) с образованием
эластичного геля.
Синергизм гелеобразования с получением эластичных и термообратимых
гелей наблюдается также в системах сывороточного белка (0,4 – 0,8 %) с ксантановой камедью (0,2 – 0,5 %), камедью рожкового дерева (0,2 – 0,3 %) и гуаровой
камедью (0,2 - 0,3 %).
На основании теоретических знаний и изучения химической структуры, физико-химических, структурно-механических и реологических свойств пищевых
волокон, в том числе некрахмальных полисахаридов в реальных пищевых системах на молочной основе в дальнейшей работе были проведены серии экспериментов по изучению технологических факторов производства с целью разработки инновационных технологий молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания.
171
Глава 5. Разработка технологий кислородсодержащих и аэрированных
продуктов диетического профилактического питания
5.1 Исследование влияния технологических факторов на формирование
потребительских свойств кислородных коктейлей
При разработке кислородных коктейлей исследовано влияние технологических факторов производства: условий взбивания (температуры взбивания, скорости подачи кислорода) и температуры пастеризации и режимов хранения белковоуглеводной основы на процесс формирования устойчивых белковых кислородных
пен. Устойчивость пенообразных систем является актуальным вопросом пищевой
промышленности. Современные представления коллоидной и физической химии,
сформулированные в теориях устойчивости, не до конца объясняют поведение
пены во времени [11, 15, 25, 26, 54, 61, 106, 107, 168, 212].
Терминология, описывающая проблему устойчивости пенообразных систем, довольно неоднозначна. В традиционной коллоидной химии исходят из сравнения энергии Гиббса, полученной диспергированием одной фазы в другой, и
системы, состоящей из этих контактирующих фаз, но не в диспергированном виде. При таком сравнении у лиофобных дисперсных систем меньшей оказывается
энергия Гиббса недиспергированных фаз, и такие дисперсные системы считают
неустойчивыми, а под кинетической устойчивостью понимают приближенное постоянство различных свойств дисперсной системы во времени [11, 72, 168, 178180, 212, 227].
Различают два вида устойчивости пены:
- кинетическую устойчивость (седиментационную), т.е. способность системы сохранять распределение частиц дисперсной фазы в объеме системы неизменным во времени. Другими словами, способность системы противостоять силе тяжести;
- агрегативную устойчивость, т.е. способность сохранять неизменными размеры частиц дисперсной фазы и их индивидуальность во времени. Приближен-
172
ным показателем дисперсности пенообразных систем является средний диаметр
газовых пузырьков в пене. Считается, что чем больше дисперсность пены, т.е.,
чем меньше размер пузырьков, тем выше ее устойчивость. Напротив, чем больше
диаметр пузырька, тем сильнее его форма отличается от сферической, тем выше
амплитуда колебаний и, как следствие, скорость всплывания. Все эти факторы
снижают устойчивость единичного пузырька, и, как следствие, ухудшают условия
пенообразования.
Лиофильные дисперсные системы, частицы которых имеют радиус менее 1
мкм, в соотвествии с критерием самопроизвольного диспергирования, термодинамически устойчивы, т.к. из-за участия частиц в броуновском движении, они не
могут способствовать образованию устойчивой структуры. Критерий самопроизвольного диспергирования определяет нижнюю границу области значений радиусов частиц, способных к процессу структурообразования.
Верхней границей области значений радиусов частиц, способных к структурообразованию, является размер более 100 мкм. При этом возникающая структура
под воздействием силы тяжести будет разрушаться. Однако, если концентрация
дисперсной фазы большая, то вследствие агрегативной неустойчивости в системе
образуется непрерывная структура, фиксирующая частицы и обеспечивающая седиментационную устойчивость дисперсной системы в статических условиях [179,
212, 227].
Главный фактор устойчивости пены во времени – стабилизирующие свойства поверхностно-активных веществ, в нашем случае пищевых волокон, в том
числе некрахмальных полисахаридов. Критериями оценки эффективности поверхностно-активных веществ являются величина адсорбции на границе раздела
раствор-газ (в нашем случае белково-углеводная – кислород), понижение поверхностного натяжения и предельная адсорбция. Условия формирования устойчивых
белковых кислородных пен с НПС были рассмотрены в предыдущей главе.
В данной главе будут рассмотрены принципы регулирования технологических параметров получения устойчивых белковых кислородных пен. В этой связи
173
необходимо опираться на научные принципы формирования качества пенообразных масс с заданным составом и свойствами.
Изучено влияние температуры взбивания основы на пенообразующую способность белковых кислородных пен с пищевыми волокнами, в сравнении с контрольным образцом. В качестве примера на рисунке 40 представлены результаты
исследования, характеризующие влияние ВЭП на пенообразующую способность
белково-углеводной основы в зависимости от температуры взбивания. Для остальных НПС (ксантановая камедь, камедь рожкового дерева, гуаровая камедь)
были получены аналогичные зависимости.
Пенообразующая способность, %
400
350
2
300
250
200
1
150
100
0
5
10
15
20
Температура взбивания основы,
25
0С
Рисунок 40 – Влияние температуры взбивания основы на пенообразующую
способность (1 – белковая кислородная пена без стабилизатора (контрольный
образец), 2 – белковая кислородная пена с НПС (ВЭП))
Согласно экспериментальным данным, оптимальная температура взбивания
белково-углеводной основы с пищевыми волокнами для процесса пенообразования и получения пены мелкоячеистой структуры, высокой кратности и длительной стабильности, должна составлять 18 – 20 °С. Можно сделать вывод о том, что
при данной температуре НПС, благодаря адсорбции на межфазных пенных плен-
174
ках, способствуют улучшению газоудерживающей способности и усиливают процесс образования устойчивых кислородных пен, при этом снижается скорость истечения жидкости и давление внутри кислородных пузырьков, приводящие к
уменьшению капиллярных явлений (уменьшается диффузия и всасывание межпленочной жидкости).
С повышением температуры основы выше 20 °С отмечено снижение
пенообразующей
способности,
что
объясняется
тепловым
движением
гидроколлоидов, неспособных в таких условиях к прочной адсорбции на
межфазных пленках. Взбивание основы в диапазоне температур от 1 – 10 °С
приводило к образованию пен с низкой кратностью, пены быстро разрушались
вследствие оттока жидкости с пленок и диффузного переноса газа от более
мелких кислородных пузырьков к более крупным. Исследовано влияние подачи
кислорода в белково-углеводную основу на время формирования устойчивых
белковых кислородных пен с пищевыми волокнами. Результаты представлены на
рисунке 41.
Время формирования, с
60
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
Подача кислорода, см3
60
65
70
80
кислорода/с
Рисунок 41 – Влияние подачи кислорода в белково-углеводную основу на время
формирования устойчивых белковых кислородных пен
с пищевыми волокнами
175
Экспериментально
установлено,
что
для
получения
устойчивой
кислородной пены композицию следует насыщать кислородом в течение 20 ± 10 с
при подаче кислорода 52,5 – 60,5 см3 кислорода / с.
При меньших значениях подачи кислорода время достижения требуемого
уровня насыщения белково-углеводной основы кислородом, и получения
устойчивой мелкоячеистой кислородной пены значительно возрастает. С
увеличением подачи кислорода происходит интенсивное разрушение образуемых
кислородных пузырьков вследствие излишней скорости потока, при этом часть
потока кислорода барботирует сквозь белково-углеводную основу и не участвует
в процессе пенообразования [184].
На следующем этапе исследовано влияние различных режимов пастеризации белково-углеводной основы на пенообразующую способность и устойчивость
белковых кислородных пен (температура взбивания 18 – 20 °С). Результаты исследования представлены в таблице 36.
Таблица 36 – Влияние различных режимов пастеризации белково-углеводной
основы «Вишня» на пенообразующую способность и устойчивость белковых
кислородных пен
Режим пастеризации
60 – 63 °С 15 – 20 мин
72 – 74 °С 15 – 20 сек
85 – 87 °С без выдержки
Пенообразующая
способность, %
300 – 320
350 – 400
250 – 280
Устойчивость белковых
кислородных пен, мин
15 – 20
30 – 40
10 – 15
Установлено, что наиболее оптимальным режимом тепловой обработки
белково-углеводной основы, приводящим к образованию белковых кислородных
пен высокой кратности и длительной стабильности, является режим кратковременной пастеризации основы при температуре 72 – 74 °С с выдержкой 15 – 20 с.
Пастеризация белково-углеводной основы при температуре 60 – 63 °С с выдержкой 15 – 20 мин приводит к образованию белковых кислородных пен достаточно высокой кратности, но пониженной устойчивости, что можно объяснить не
176
полным распределением фаз биополимеров в растворе и созданием слабой пространственной сетки биополимеров при указанном режиме тепловой обработки.
При пастеризации белково-углеводной основы при температуре 85 – 87 °С
без выдержки происходит снижение, как пенообразующей способности, так и устойчивости белковых кислородных пен, что можно объяснить частичной денатурацией сывороточных белков.
Исследовано влияние режимов хранения белково-углеводной основы в
течение 72 часов при температурных режимах: 4 ± 2 °С и 18 ± 2 °С. На рисунке 42
представлена зависимость пенообразующей способности белково-углеводной основы от различных температурных режимов хранения.
Пенообразующая способность, %
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
24
48
72
96
Время хранения, ч
температура хранения 4 ± 2 °С
температура хранения 18 ± 2 °С
Рисунок 42 – Зависимость пенообразующей способности белково-углеводной
основы от различных температурных режимов хранения
Как видно из рисунка 42, при хранении белково-углеводной основы при
температуре 18 ± 2 °С пенообразующая способность ухудшается уже через 24 часа, что связано с повышением титруемой кислотности основы. Температура хранения белково-углеводной основы 4 ± 2 °С не оказывает существенного влияния
177
на изменение пенообразующих свойств основы в течение 72 часов хранения. Установлено, что оптимальная температура хранения белково-углеводной основы
для сохранения требуемых пенообразующих свойств должна составлять не выше
6 °С. При указанных температурных режимах основа может храниться в течение
72 часов без ухудшения свойств.
Исследовано влияние продолжительности хранения при температуре 4 ± 2
°С белково-углеводной основы, в сравнении с контрольным образцом (осветленный сок с сиропом корня солодки), на пенообразующие свойства основы. Данные
исследования представлены в таблице 37.
Таблица 37 – Кратность и стабильность кислородных пен при температуре
хранения 4 ± 2 °С
Наименование основы
ПродолжиКратность
тельность хра- пены, %
нения, час
Контрольный образец
24
250 – 280
(сок с сиропом корня солод48
180 – 200
ки)
72
Белково-углеводная основа
24
350 – 420
с НПС
48
350 – 420
72
350 – 420
Стабильность,
мин
1,0 – 2,0
0,5 – 1,0
40,0 – 30,0
40,0 – 30,0
40,0 – 30,0
Как видно из таблицы 37, пенообразующие свойства белково-углеводных
основ при температуре хранения 4 ± 2 °С остаются неизменными в течение 72
часов, по сравнению с контрольным образцом (осветленный сок с сиропом корня
солодки). Пенообразующие свойства контрольного образца ухудшались по
истечении 24 часов с момента хранения при указанной температуре.
Микрофотографированием пен установлено, что использование НПС позволило получить более высокодисперсные кислородные пены (рисунок 43).
178
а)
б)
в)
г)
179
д)
е)
Рисунок 43 – Микроструктура образцов кислородных пен, полученных на основе
белково-углеводного сырья (а – контрольный образец, без НПС, б – образец с
ВЭП 0,1 %, в – образец с камедью рожкового дерева 0,2 %, г – образец с бинарной
системой ВЭП 0,2 % - каробан 0,1 %, д – образец с гуаровой камедью ММ 400
кДа 0,1 %, е – образец с гуаровой камедью ММ 30 кДа 0,3%).
Как видно из рисунка 43, плотность пузырьков в кислородной пене, полученной с использованием полисахаридных добавок выше, чем в контрольном образце (рисунок 43 а).
При этом содержание пузырьков кислорода меньшего диаметра составило
более 90 %, по сравнению с контрольным образцом (рисунок 44). Диаграмма дисперсности воздушной фазы отражает количественное и качественное распределение кислорода в белковой кислородной пене.
Полученные результаты свидетельствуют о правильном подборе пищевых
волокон и технологических параметров производства для формирования устойчивых белковых кислородных пен.
180
45
40
y = -0,0021x6 + 0,0657x5 - 0,7784x4 + 4,3863x3 - 12,843x2 +
16,591x + 32,733
R² = 0,9945
Распределение по диаметру, %
35
30
контрольный образец, без
полисахаридной добавки
25
образец с полисахаридной
добавкой ВЭП 0,1 %
20
образец с полисахаридной
добавкой каробан 0,2 %
15
образец с бинарной системой ВЭП
0,2 %-каробан 0,1 %
10
образец с полисахаридной
добавкой гуаран ММ 400 кДа 0,1 %
5
образец с полисахаридной
добавкой гуаран ММ 30 кДа 0,3 %
0
30
50
70
90
100
110
150
170
190
210
Диаметр воздушного пузырька, мкм
Рисунок 44 – Диаграмма дисперсности воздушной фазы в белковой
кислородной пене
На основании экспериментальных данных можно предположить, что выбранные полисахариды обладают способностью необратимой адсорбции на межфазной поверхности кислородных пен и, как следствие, большей длительностью
установления равновесия при формировании структуры слоя в пограничной поверхности «жидкость-газ».
Однако, общепризнанной точки зрения, указывающей на формирование устойчивости пен, до сих пор не существует. Считается, что устойчивость пены
формируется за счет трех факторов – термодинамического, структурномеханического и кинетического. Исследователи считают, что кинетический фактор устойчивости пены связан с образованием стабилизирующих слоев ПАВ, которые уменьшают скорость течения по каналам и пленкам, что, в свою очередь,
будет способствовать увеличению времени жизни пенных пленок при внешних
воздействиях.
181
В условиях, когда между поверхностью и объемом пленки не успевает установиться равновесие (динамическая пена), исследователи отмечают появление
особых упругих свойств пленки – эффект Марангони [168, 179, 212, 227]. В данном случае упругость пленки будет зависить от толщины и концентрации ПАВ.
Таким образом, пены, получаемые из индивидуальных жидкостей (в нашем
случае белковая кислородная пена без НПС), обладают постоянным поверхностным натяжением, не изменяющимся при их осушении, лишены упругости. Поэтому получить из таких жидкостей устойчивые пены невозможно. На основании
изложенного можно сделать вывод, что получить устойчивые белковые кислородные пены возможно с применением НПС и соблюдением оптимальных технологических условий производства.
Проведенное комплексное исследование явилось предпосылкой для создания инновационных технологий биологически полноценных молокосодержащих
основ для производства кислородных коктейлей с повышенным содержанием
белка животного происхождения и различных технологий кислородсодержащих и
аэрированных продуктов.
Исследования по созданию новых биологически полноценных основ кислородных коктейлей с пониженной аллергенностью и с повышенной массовой долей белка животного происхождения за счет внесения гидролизата сывороточных
белков с глубокой степенью гидролиза (около 60 %) проводятся нами совместно с
учеными ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная
академия им. Н.В. Верещагина».
Поскольку ГСБ представляет собой концентрат поверхностно-активных веществ – высокомолекулярных и низкомолекулярных пептидов и свободных аминокислот, а также имеет богатый минеральный состав, что может существенно
влиять на механизмы пенообразования, нами изучены особенности формирования
пены белково-углеводной основы, обогащенной ГСБ. Экспериментальным путем
были подобраны температурные и временные режимы способа получения кислородного коктейля, а также соотношения между белково-углеводной основой коктейля и НПС в присутствии ГСБ.
182
В таблице 38 представлены органолептические показатели пен кислородного
коктейля на основе молочной сыворотки и вишневого сока в соотношении 1:1.
Таблица 38 – Органолептические показатели пен кислородного коктейля
Пенообразующая
основа
ВЭП + (белковоуглеводная основа + ГСБ)
Количественное
соотношение ПС
и молочной сыворотки, обогащенной ГСБ соответственно
1:500
Цвет
Светлорозовый
ВЭП+ (белковоуглеводная основа + ГСБ)
1:167
Светлорозовый
ВЭП+ (белковоуглеводная основа + ГСБ)
КРД + (белковоуглеводная основа + ГСБ)
1:100
Светлорозовый
1:500
Светлорозовый
КРД + (белковоуглеводная основа + ГСБ)
1:167
Светлорозовый
(КРД + ВЭП в
соотношении
1:1) + (белковоуглеводная основа + ГСБ)
(КРД + ВЭП в
соотношении
1:2) + (белковоуглеводная основа + ГСБ)
1:250
Светлорозовый
1:167
Светлорозовый
Запах
Сока
Вкус
Структура
пены
Кислосладкий, с
привкусом сока
Однородная,
пена мелкодисперсная,
наблюдается
небольшое
расслоение
Сока, на- КислоОднородная,
сыщенсладкий, с пена мелконый
привкудисперсная
сом сока
Сока, на- Кислый, с Однородная,
сыщенпривкупена мелконый
сом сока
дисперсная
Сока, вы- КислоОднородная,
раженный сладкий, с пена крупнопривкудисперсная
сом сока
Сока, на- Сладкий, Однородная,
сыщенс привку- мелкодисный
сом сока
персная
система
Сока,
Слабовы- Однородная,
кислый
раженпена мелконый, с
дисперсная
привкусом сока
Сока,
Сока
Однородная,
кислопена мелкосладкий
дисперсная
Данные таблицы 38 показывают, что кислородный коктейль, приготовленный предложенным способом, обладает высокими органолептическими характеристиками.
183
В таблице 39 представлены результаты исследований по влиянию способа
приготовления кислородного коктейля на стабильность и кратность белковой кислородной пены.
Таблица 39 – Стабильность и кратность белковой кислородной пены
Пенообразующая основа
ВЭП + (белково-углеводная
основа + ГСБ)
КРД+ (белково-углеводная
основа + ГСБ)
(КРД + ВЭП в соотношении
1:2) + (белково-углеводная основа + ГСБ)
Количественное соотношение НПС и основы
соответственно
1:167
Стабильность
пены, мин
Кратность
пены, %
30 – 40
350 – 400
1:167
30 – 40
320 – 350
1:167
30 – 40
380 – 400
Как видно из таблицы 39, кратность пен кислородных коктейлей, образованных молочной сывороткой, обогащенной ГСБ с глубокой степенью гидролиза
(около 60 %) и НПС, высокая. Кроме того, стабильность пен кислородных коктейлей также высокая, пены остаются неизменными по структуре в течение длительного времени (30 – 40 мин).
Этот процесс объясняется тем, что предложенный способ приготовления кислородного коктейля позволяет формировать пены на основе молочной сыворотки
с соком, обогащенной гидролизатом сывороточных белков с глубокой степенью
гидролиза (около 60 %) и НПС, активирует процессы образования устойчивой кислородной пены за счет образования прочных интербиополимерных комплексов
сывороточных белков и НПС.
В таблице 40 представлены данные пищевой и энергетической ценности кислородных коктейлей с повышенной массовой долей белка животного происхождения, в сравнении с кислородным коктейлем без гидролизата сывороточных белков.
184
Таблица 40 – Пищевая и энергетическая ценность кислородных коктейлей
с повышенной массовой долей белка животного происхождения
Доза внесения
гидролизата
сывороточных
белков, %
0
1
2
3
Пищевая ценность, %
белка
жира
углеводов
0,25
0,50
0,75
1,00
0,25
0,25
0,25
0,25
6,0 – 8,0
6,0 – 8,0
6,0 – 8,0
6,0 – 8,0
Энергетическая ценность,
ккал/кДж
27,25 – 35,25 / 115,5 – 149,5
28,25 – 36,25 / 118,75 – 153,75
29,25 – 37,25 / 124,0 – 158,0
30,25 – 38,25 / 128,25 – 162,25
Как видно из таблицы 40, энергетическая ценность кислородных коктейлей,
обогащенных ГСБ, меняется незначительно, а содержание белка увеличивается от
двух до четырех раз, по сравнению с кислородным коктейлем без ГСБ. Это объясняется, во-первых, невысокой калорийностью белков. Во-вторых, тем, что содержание наиболее емкой энергетической составляющей пищевой ценности –
жира не меняется в аналоге (прототипе) и новом продукте.
По данному материалу подана заявка на патент РФ «Способ получения кислородного коктейля с пониженной аллергенностью и с повышенной массовой
долей белка животного происхождения».
5.2 Исследование технологических факторов производства при разработке кислородсодержащих продуктов с повышенным содержанием сухих
веществ
Интерес к новым технологиям кислородсодержащих продуктов с повышенным содержанием сухих веществ (замороженные десерты и смузи) и аэрированных десертов (муссы) с пищевыми волокнами вызван необходимостью создания
биологически полноценной основы продукта. Нами разработана технология низкокалорийных кислородсодержащих замороженных фруктовых десертов с частичной заменой в традиционной рецептуре продукта сахара на фруктозу и метилцеллюлозы на комплексную пищевую добавку «Citri-Fi».
185
Замороженные кислородсодержащие фруктовые десерты (ранее мороженое
«Бодрость» с кислородом) относятся к продуктам специального назначения. В
процессе фризерования смесь вместо воздуха насыщают кислородом. Необходимая при этом взбитость мороженого «Бодрость» в традиционной технологии достигается использованием в качестве стабилизатора метилцеллюлозы (Е461) количестве 0,25 % (2,5 г на 1 кг смеси) [203].
В настоящее время, метилцеллюлоза в пищевой промышленности должна
использоваться ограниченно в связи с возможностью расстройств желудочнокишечного тракта. Людям, имеющим заболевания желудка и кишечного тракта
употребление продуктов с содержанием добавки Е461 противопоказано. Добавка
Е461 не имеет разрешения на применение при производстве продуктов детского
питания.
Использование в рецептуре продукта фруктозы с целью частичной замены
сахара позволит снизить калорийность готового продукта.
При разработке новых видов смузи за основу был выбран контрольный образец смузи на основе молока и фруктово-ягодного сока с желатином 0,3 %.
Смузи (от англ. Smooth – гладкий, мягкий, однородный) – холодный десерт
в виде смешанных в блендере или миксере ягод или фруктов с добавлением кусочков льда, сока или молока.
Концепция смузи построена на содержании ягод и фруктов, без добавления
сахара, подсластителей, консервантов, искусственных ароматизаторов и красителей. В качестве второго компонента может быть добавлено небольшое количество
молока или йогурта.
Имея в своем составе высокое содержание фруктов или ягод, а, следовательно, макро- и микроэлементов, витаминов, комплекса нерастворимых пищевых
волокон смузи способствуют очищению организма от шлаков и токсинов, улучшают обмен веществ, нормализуют кислотно-щелочной баланс в организме, укрепляют иммунитет, повышают умственную и физическую работоспособность,
придают тонус [102].
186
В настоящем исследовании представлены результаты по созданию кислородных смузи и замороженных десертов на основе молочной сыворотки, натуральных фруктово-ягодных соков и пюре с включением в состав готовых продуктов натуральных цитрусовых пищевых волокон «Citri-Fi», содержащих в своем
составе некрахмальные полисахариды (ВЭП, ксантановую и гуаровую камеди).
Следует отметить, что отдельное использование НПС в концентрациях 0,2 –
0,5 % в качестве стабилизаторов целесообразно при разработке взбитых кислородсодержащих и аэрированных дисперсных систем с повышенным содержанием
сухих веществ, а также напитков «с телом». Но в то же время использование комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» значительно расширяет технологические и
функциональные свойства продуктов.
При создании новых видов кислородсодержащих продуктов исследования
проводили в следующих направлениях: конструирование вкусо-ароматического
профиля основы; определение рациональных параметров подготовки и внесения
пищевых волокон; подбор оптимальной концентрации пищевых волокон для
формирования необходимой консистенции (текстуры) и структуры продукта; разработка технологии и рецептуры продукта; исследование показателей качества и
безопасности новых видов продуктов и обоснование сроков годности.
При изготовлении белково-углеводной основы разрабатывали вкусоароматический профиль продуктов, соответствующий высоким органолептическим показателям, для этого изучали в рецептурах основы различное сочетание
творожной сыворотки, ягодных пюре (клубники, смородины и малины) и натуральных соков (яблочно-вишневый и клубничный). По результатам органолептической оценки было установлено, что соотношение творожная сыворотка : ягодное пюре : натуральный фруктово-ягодный сок для смузи должно составлять
3:1:1; при производстве замороженных десертов соотношение творожная сыворотка : ягодное пюре составляло 1:1.
Перед внесением в основу продуктов проводили гидратацию цитрусовых
пищевых волокон «Citri-Fi» в белково-углеводной основе. Режимы гидратации:
температура 20 – 25 °С, время набухания 20 – 30 мин.
187
При разработке кислородных смузи, содержащих в своем составе фруктовоягодный сок, необходимым условием для получения требуемой взбитой консистенции напитка является охлаждение основы продукта до температуры 18 – 20
°С. При взбивании основы при температуре ниже 18 °С взбитость готового продукта была недостаточно высокая, что подтверждается соотвествующими экспериментальными данными по разработке кислородных коктейлей.
Напротив, для получения взбитых кислородсодержащих десертов, несодержащих в своем составе плодово-ягодный сок, неотъемлимой операцией является
охлаждение основы продукта до температуры 4 ± 2 °С и выдержка при указанной
температуре в течение 60 ± 30 мин (созревание смеси).
Экспериментальные данные по взбитости кислородсодержащих дисперсных
систем в зависимости от концентрации пищевых волокон «Citri-Fi» представлены
в таблице 41.
Таблица 41 – Взбитость кислородсодержащих дисперсных систем в зависимости
от природы и концентрации пищевых волокон «Citri-Fi»
Исследуемая дисперсная система
Концентрация, %
Смузи на основе молока и фруктово-ягодного
сока с желатином 0,3 %
(контрольный образец)
Смузи с комплексной пищевой добавкой
0,3
«Citri-Fi»
0,5
0,7
1,0
Мороженое «Бодрость» с метилцеллюлозой
0,25 % (контрольный образец)
Замороженный десерт с комплексной пище0,30
вой добавкой «Citri-Fi»
0,50
0,70
1,0
Взбитость, %
70 – 75
55 – 60
120 – 130
80 – 85
30 – 40
55 – 60
55 – 60
95 – 100
75 – 80
45 – 50
На основании проведенных исследований для повышения взбитости при
разработке кислородсодержащих дисперсных систем с повышенным содержанием
сухих веществ обосновано использование комплексной пищевой добавки «Citri-
188
Fi» в концентрациях 0,5 – 0,7 %. С повышением концентрации ПВ в основах взбитость кислородсодержащих продуктов снижается вследствие повышения вязкости
основ.
На следующем этапе были проведены исследования по определению оптимальной взбистости кислородсодержащих продуктов. Для мороженого и замороженных десертов взбитость – важнейший показатель, характеризующий его
структуру и консистенцию.
Взбитость смеси обусловлена степенью насыщения ее воздухом во время
фризерования (в нашем случае кислородом во время взбивания). Так, для различных видов мороженого взбитость должна быть не ниже 40 – 60 %. При низкой
взбитости (15 – 20 %) в замороженном десерте появляются крупные кристаллы
льда.
Увеличение взбитости способствует образованию более нежной и однородной структуры продукта [147, 148, 236, 249]. Однако чрезмерно высокая взбитость способствует появлению порока – снежистой структуры. Поэтому были
проведены исследования по определению условий взбивания на взбитость кислородсодержащих продуктов.
На рисунке 45 показано влияние температуры взбивания на взбитость кислородсодержащих продуктов.
189
140
y = -5,8036x2 + 53,054x + 6,5
R² = 0,9384
В з б и то сть , %
120
100
80
60
y = -2,5x2 + 3,2143x + 100
R² = 0,9318
40
20
0
0
5
10
Температура
15
20
25
взбивания, 0С
Замороженный десерт с комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi»
Смузи с комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi»
Рисунок 45 – Влияние температуры взбивания на взбитость
кислородсодержащих продуктов
Как видно из рисунка 45, для получения высокой взбитости кислородсодержащих замороженных десертов необходимо взбивать основу при температуре
4 ± 2 °С, с повышением температуры взбивания взбитость десертов снижается. Из
представленных данных следует, что для обеспечения высокой взбитости кислородсодержащих замороженных десертов приготовленную основу необходимо охлаждать до температуры 4 ± 2 °С и оставлять для созревания при указанной температуре в течение 60 ± 30 мин, для набухания стабилизатора (созревание смеси).
В этом случае, прочность и стабильность перегородок между воздушными пузырьками зависят от сил сцепления в частично замершей смеси, которые обеспечивают используемые пищевые волокна – комплексная пищевая добавка «CitriFi» и НПС.
Напротив, взбивание кислородных смузи необходимо проводить при температуре 18 – 20 °С, при данном температурном режиме взбитость смузи высокая
(120 – 135 %). Для производства кислородных смузи необходимо руководствоваться технологическими параметрами производства основ кислородных коктей-
190
лей. В данном случае удержание воздуха в смеси зависит от прочности перегородок между воздушными пузырьками, что оказывает влияние на скорость взбивания и максимальную взбитость кислородных смузи.
На рисунке 46 представлена зависимость взбитости кислородсодержащих
3
дисперсных систем от времени взбивания при подаче кислорода 52,5 – 60,5 см
кислорода / с.
160
R² = 0,9165
140
Взбитость, %
120
R² = 0,9617
R² = 0,9225
100
80
R² = 0,973
60
40
20
0
Время взбивания, с
20
60
90
120
150
180
Контрольный образец смузи
90
100
120
130
130
125
Смузи с комплексной
пищевой добавкой «Citri-Fi»
110
130
135
135
133
130
Контрольный образец
мороженого «Бодрость»
50
65
75
90
90
85
Замороженный десерт с
комплексной пищевой
добавкой «Citri-Fi»
70
80
100
100
95
90
Рисунок 46 – Зависимость взбитости кислородсодержащих дисперсных систем от
3
времени взбивания при подаче кислорода 52,5 – 60,5 см кислорода / с
Данные рисунка 46 свидетельствуют о том, что оптимальное время взбивания кислородсодержащих дисперсных систем с ПВ для достижения требуемой
3
взбитости при подаче кислорода 52,5 – 60,5 см кислорода / с составляет 90 ± 10 с.
Таким образом, на основании проведенных исследований подтверждена целесообразность использования комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» в рецептуре кислородсодержащих продуктов (смузи и замороженных десертов).
191
5.3 Качественные характеристики кислородсодержащих замороженных
десертов
Важными показателями потребительских свойств и качества кислородсодержащих замороженных десертов являются взбитость и устойчивость образцов к
таянию [7, 207, 208, 265, 266, 280, 281, 299, 302, 305-308, 330-333, 357, 401].
Устойчивость к таянию 100 г кислородсодержащего замороженного десерта
с добавкой «Citri-Fi» 0,7 %, в сравнении с контрольным образцом (мороженое
«Бодрость) при температуре 18 – 20 °С, представлена на рисунке 47.
100
Массовая доля плава, %
90
80
y = 0,0101x2 + 1,4821x + 7,381
R² = 0,9966
70
60
50
y = 0,0206x2 + 0,5321x + 5,2619
R² = 0,9984
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
Продолжительность выдерживания, мин
Мороженое "Бодрость" с кислородом
Десерт с ПВ "Citri-Fi"
Рисунок 47 – Устойчивость к таянию кислородсодержащего замороженного десерта с добавкой «Citri-Fi» 0,7 %, в сравнении с контрольным образцом
(мороженое «Бодрость)
Как видно из рисунка 47, устойчивость к таянию кислородсодержащего замороженного десерта с добавкой «Citri-Fi» 0,7 %, определяемая по массовой доле
плава за один и тот же промежуток времени, на 15 – 20 % выше, чем у контрольного образца мороженого «Бодрость».
192
Содержание сухих веществ в разработанном десерте 36 – 38 % положительно сказалось на состоянии воздушной фазы и структуры готового продукта.
Результаты исследования структуры свежевыработанных кислородсодержащих замороженных образцов и кислородсодержащих замороженных образцов в
процессе хранения при температуре минус 18 °С представлены на рисунке 48.
а)
б)
Рисунок 48 – Микроструктура кислородсодержащих замороженных образцов
а) свежевыработанный замороженный образец с добавкой Citri-Fi 0,7 %
б) замороженный образец с добавкой Citri-Fi 0,7 % после хранения
при температуре минус 18 °С
Использование
в
качестве
стабилизаторов
кислородсодержащих
замороженных образцов пищевых волокон «Citri-Fi» в концентрациях 0,5 – 0,7 %
способствует образованию равномерной и однородной структуры продукта. В
данных системах стабилизирующая функция используемых пищевых волокон
определяется
взаимодействием
термодинамическая
совместимость
с
белком,
при
используемых
этом
пищевых
наблюдается
волокон
и
сывороточных белков [5, 6, 206, 219].
Полученные данные по скорости таяния согласуется с результатами оценки
взбитости и микроструктуры замороженных десертов.
193
Проведены исследования по установлению способности смесей к насыщению кислородом с различной титруемой кислотностью, создаваемой за счёт введения лимонной кислоты. Результаты представлены на рисунке 49.
80
70
y = 0,7812x4 - 10,924x3 + 50,073x2 - 78,508x + 83,25
R² = 0,9538
70
68
67
67,5
Взбитость, %
60
50
50
45
40
30
20
10
0
50
60
70
80
90
100
Титруемая кислотность, 0Т
Рисунок 49 – Зависимость взбитости кислородсодержащего десерта
от титруемой кислотности основы
Установлено, что по мере нарастания кислотности от 50 °Т до 70 °Т, способность смеси к насыщению кислородом повышается: при кислотности 70 °Т
взбитость становится равной 70 %, а в интервале титруемой кислотности 70 °Т –
100 °Т – практически не изменяется.
194
5.4 Исследование реологических и пенообразующих свойств
кислородных смузи с пищевыми волокнами
Измерение реологических свойств пищевых продуктов очень важно для
проектирования и оптимизации технологических процессов, а также для контроля
качества пищевых продуктов. При формировании качества кислородных смузи на
основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами реологические характеристики будут являться определяющими их консистенцию.
Изучены реологические свойства разработанных смузи с комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi» при дозах внесения 0,3 – 1 %. Исследования проводились с использованием ротационного вискозиметра «Реотест – 2.1». На рисунке
50 представлена зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига разработанных напитков в зависимости от дозы внесения комплексной пищевой добавки
«Citri-Fi».
400
Н а п р я ж ен ие с д в и г а , τ , П а
350
R² = 0,9848
R² = 0,9963
300
R² = 0,9993
250
R² = 0,9994
200
150
100
50
0
0
50
100
150
Скорость сдвига, γ, с-1
1%
0.7 %
0.5 %
0.3 %
Рисунок 50 – Влияние скорости сдвига на напряжение сдвига в исследуемых напитках при 20 °С в зависимости от дозы внесения комплексной пищевой
добавки
195
Из анализа рисунка 50 следует, что все образцы напитков практически подчиняются линейной зависимости и ведут себя как «ньютоновские» системы [226].
Использование в качестве стабилизаторов структуры кислородных смузи
пищевых волокон «Citri-Fi» в концентрациях 0,5 – 0,7 % способствует получению
вязких, однородных основ напитка и обеспечению равномерного распределения
частиц ягодного пюре в структуре продукта.
Увеличение дозы внесения пищевых волокон в смузи до 1 % приводило к
значительному повышению вязкости и утяжелению системы, происходило расслоение продукта на фазы, система становилась термодинамически неустойчивой.
Зависимость вязкости от скорости сдвига для исследуемых образцов напитков представлена на рисунке 51.
Э ф ф е к т и в на я в я з к о ст ь, П а * с
10
9
8
7
R² = 0,9898
6
R² = 0,9985
5
4
3
R² = 0,9958
2
R² = 0,9708
1
0
0
50
100
150
200
Скорость сдвига, γ, с-1
1%
0.7 %
0.5 %
0.3 %
Рисунок 51 – Влияние скорости сдвига на эффективную вязкость в исследуемых
напитках с комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi»
196
По результатам исследований установлено, что благодаря свойствам загущения, комплексная пищевая добавка «Citri-Fi» способствовала увеличению вязкости разработанных смузи, в результате чего снижалась скорость истечения
жидкости и давление внутри пузырьков пены, что приводило к уменьшению капиллярных явлений и, как следствие, увеличению стабильности пен смузи. Кроме
этого, использование пищевой добавки для придания однородной вязкой структуры продукта предотвращало седиментацию кусочков ягод в напитке.
Проведенные исследования по изучению пенообразующих свойств опытных
образцов кислородных смузи на основе молочной сыворотки с ПВ «Citri-Fi», в
сравнении с контрольным образцом на основе молока с желатином, показали следующие результаты (таблица 42).
Таблица 42 – Пенообразующие свойства кислородных смузи
Наименование образцов
Концентрация
вносимой добавки, %
Стабильность
пены, мин
Взбитость,
%
Смузи на основе молока и фруктово-ягодного сока с желатином
(контрольный образец)
0,3
10 – 15
70 – 75
Смузи на основе молочной сыворотки, ягодного сока и пюре с ПВ
«Citri-Fi»
0,3
0,5
0,7
1
5–7
30 – 40
30 – 40
-
55 – 60
120 – 130
80 – 85
30 – 40
Как видно из таблицы 42, взбитость и стабильность пен разработанных кислородных смузи с ПВ «Citri-Fi» при концентрации 0,5 – 0,7 % достаточно высокие, по сравнению с контрольным образцом.
197
5.5 Исследование физико-химических и органолептических свойств
кислородсодержащих продуктов
В последнее время в пищевой промышленности отмечен интерес
производителей к технологиям, предусматривающим длительные сроки хранения
продуктов. Потребительские и технологические свойства пищевых продуктов с
длительным сроком годности в значительной мере предопределяются составом и
содержанием влаги, ее формами и энергиями связи [118].
Одним из важнейших параметров качества и безопасности пищевых продуктов, является показатель активности воды (аw). Показатель активности воды,
впервые введенный в отношении пищевых продуктов ещё в пятидесятых годах
прошлого века Скоттом (Scott W.J.), характеризует энергию связи влаги в продукте. При его понижении уменьшается возможность использования влаги для метаболизма микроорганизмов.
Свободная
вода
вступает
во
взаимодействие
с
компонентами
дисперсионной среды, поскольку является сильным полярным растворителем и
ослабляет силы взаимного притяжения между противоположно заряженными
ионами. Степень участия воды в физико-химических реакциях зависит от
показателя ее активности.
При снижении активности воды увеличивается энергия связи влаги с
материалом и, микроорганизмам, как правило, становится сложнее использовать
присутствующую влагу для процессов жизнедеятельности.
Показатели активности воды наряду с рН заложены в основу известной
классификации пищевых продуктов по срокам хранения [60], представленной в
таблице 43.
198
Таблица 43 – Классификация пищевых продуктов по стойкости при хранении
Группа стойкости при
хранении
А – скоропортящиеся
В – портящиеся
С – стойкие при длительном
хранении
Критерии
Температура хранения,
С
Ав
>0,95
рН
>5,2
0,95-0,91
-
0,95
5,2-5,0
5,2
0,91
-
5,0
<5
< 10
Охлаждение не
требуется
В качестве барьеров для развития микроорганизмов используются пониженная (холодильная обработка) и повышенная (термическая обработка) температура, пониженные значения рН, окислительно-восстановительного потенциала,
использование консервантов, наличие конкурирующей микрофлоры и другие
факторы.
Следует отметить, что при производстве сырья и продуктов животного и
растительного происхождения большое значение имеет использование криопротекторов – веществ обеспечивающих создание аморфной структуры по всему
объему продукта при замораживании, предохраняющих изменение ее и обеспечивающих понижение криоскопической температуры за счет понижения показателя
«активность воды» [60].
Особое значение это важно при производстве замороженных десертов. В
качестве криопротекторов в нашем исследовании использованы пищевые волокна, в том числе некрахмальные полисахариды.
В ходе исследования были изучены физико-химические показатели разработанных кислородсодержащих продуктов, результаты определения активности
воды, криоскопической температуры (tk, °С) и показателя pH представлены в таблице 44.
199
Таблица 44 – Физико-химические показатели кислородсодержащих продуктов
Наименование продукта
аw
tk, °C
рН
Кислородный коктейль с сиропом корня
солодки (контроль)
0,978 ± 0,002
-2,28 ± 0,17
3,657 ± 0,038
Кислородный коктейль с НПС 0,1 %
0,988 ± 0,001
-1,29 ± 0,08
4,212 ± 0,031
0,985 ± 0,002
-1,53 ± 0,13
4,130 ± 0,010
0,986 ± 0,001
-1,48 ± 0,11
4,487 ± 0,033
0,985 ± 0,001
-2,26 ± 0,11
4,026 ± 0,023
0,978 ± 0,001
-1,59 ± 0,14
3,989 ± 0,013
0,962 ± 0,003
-4,00 ± 0,33
4,188 ± 0,017
0,960 ± 0,001
-4,17 ± 0,10
3,622 ± 0,043
0,958 ± 0,002
-4,42 ± 0,16
3,982 ± 0,026
Кислородный коктейль с бинарной системой (каробан 0,1 % - ВЭП 0,2 %)
Кислородный смузи с желатином
0,3 % (контроль)
Кислородный смузи с ПВ
«Citri-Fi» 0,5 %
Кислородный смузи с ПВ
«Citri-Fi» 0,7 %
Кислородный замороженный десерт
(контроль)
Кислородный замороженный десерт
с ПВ «Citri-Fi» 0,5 %
Кислородный замороженный десерт
с ПВ «Citri-Fi» 0,7 %
Анализ полученных данных показывает, что значения показателя активности воды в опытных образцах кислородных коктейлей выше, чем в контрольном
образце. Это обусловлено большим количеством в рецептуре контрольного образца углеводов различной природы, которые имеют способность к снижению
показателя активности воды.
При сопоставимом углеводном составе контрольного и опытных образцов
кислородных смузи, некоторое снижение показателя активности воды в опытных
образцах можно объяснить меньшими значениями показателя рН, который имеет
влияние на изменение показателя активности воды [232].
Во всех образцах кислородных замороженных десертов активность воды
лежит в узком диапазоне – от 0,958 до 0,962, также как и криоскопическая температура (минус 4,00 – 4,42 °С), что связано с близким количественным составом
углеводов. При этом снижение в опытных образцах кислородных замороженных
десертов сахара в 2 раза компенсируется, прежде всего, использованием фрукто-
200
зы, которая является более эффективным веществом по снижению показателя активности воды, по сравнению с сахарозой [232].
Использование пищевых волокон для производства кислородсодержащих
продуктов не увеличивает значения показателя активности воды. В случае кислородных смузи и кислородных замороженных десертов данный показатель снижается ввиду пониженных значений рН и замены части сахара на фруктозу. Пищевые волокна являются хорошими влагосвязывающими агентами, что в свою очередь будет способствовать продлению сроков хранения готовых продуктов.
По органолептическим показателям кислородсодержащие продукты соотвествовали требованиям, приведенным в таблице 45.
Таблица 45 – Органолептические показатели кислородсодержащих продуктов
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Консистенция
Характеристика
Кислородный смузи
Кислородный
Кислородный замококтейль
роженный десерт
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными нотами используемых наполнителей
Нежный, свежий, с оттенками используемых наполнителей
С оттенками используемых наполнителей
Нежная упругая
Однородная, взбиОднородная, взбитая,
однородная пена,
тая, нежная, с равнежная, с равномербез отделения жид- номерным распреде- ным распределением
кости
лением частиц начастиц наполнителя, с
полнителя
мелкими кристаллами
льда
Органолептическая оценка кислородсодержащих продуктов показала их
высокие потребительские качества, при этом продукты имели хороший внешний
вид, устойчивую структуру, приятные органолептические показатели.
201
5.6 Микробиологические показатели и безопасность
кислородсодержащих продуктов
При исследовании микробиологических показателей образцы основ кислородсодержащих продуктов через два часа после приготовления исследовали на
содержание общего количества микроорганизмов (КМАФАнМ), наличие бактерий группы кишечной палочки (БГКП), Staphylococcus aureus, сальмонеллы,
дрожжи и плесени.
Остальные образцы помещали в холодильную камеру с температурой 4 ±
2°С на 72 часа, после чего проводили микробиологические исследования приготовленных основ кислородосодержащих продуктов.
При изучении микрофлоры свежеприготовленных основ кислородных коктейлей оказалось, что при замене сиропа корня солодки на НПС рост мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов наблюдался только
после 72 часов в образце основы кислородного коктейля с бинарной системой полисахаридов КРД – ВЭП.
В случае кислородных смузи использование пищевых волокон вместо желатина не вызывало рост микробного числа.
В образцах основ замороженных десертов рост микроорганизмов не превышал содержание микробного числа в контрольном образце.
При изучении микрофлоры основ после хранения показатели изменились незначительно. В образцах, которые выдерживали при температуре 4 ± 2 °С, не были обнаружены ни плесени, ни грибы.
В таблице 46 представлены микробиологические показатели основ кислородсодержащих продуктов.
202
Таблица 46 – Микробиологические показатели основ кислородсодержащих
продуктов
№
п/п
Образцы кислородсодержащих продуктов
КМАФАнМ, Масса продукта (см3, г), в коКОЕ / г
торой не допускаются
БГКП
S.
Патогенные,
(коли aureus в том числе
формы)
сальмонеллы
1
2
Дрожжи,
плесени
КОЕ / см3
(г)
1∙105
0,1
1,0
25
Дрожжи – не
более 1∙104
3
4
5
6
7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(2,9±0,02)∙104
-
-
-
-
(3,3±0,01)∙102
-
-
-
-
(1,4±0,01)∙102
-
-
-
-
(1,4±0,01)∙102
-
-
-
-
2 часа
1
2
3
4
5
6
7
8
Основа кислородного коктейля сок с сиропом корня (2,6±0,02)∙102
солодки (контроль)
Белково-углеводная основа
кислородного коктейля с
ВЭП 0,1 %
Белково-углеводная основа
кислородного коктейля с
бинарной системой (КРД
0,1% - ВЭП 0,2 %)
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с же- (5,2±0,03)∙102
латином 0,3 % (контроль)
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с ПВ
«Citri-Fi» 0,5 %
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с ПВ
«Citri-Fi» 0,7 %
Белково-углеводная основа
кислородного замороженного десерта с метилцеллюлозой 0,25 %
(контроль)
Белково-углеводная основа
кислородного замороженного десерта с ПВ «Citri-Fi»
0,5 %
203
Продолжение таблицы 46
1
9
10
2
3
4
5
6
7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(1,0±0,02)∙102
-
-
-
-
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с же(6,3±0,03)∙102
латином 0,3 %
(контроль)
-
-
-
-
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с ПВ
(4,3±0,02)∙102
«Citri-Fi» 0,5 %
-
-
-
-
-
-
-
(2,0±0,02)∙102
-
-
-
-
-
-
-
-
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен2
ного десерта с ПВ «Citri-Fi» (1,5±0,01)∙10
0,7 %
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен(1,4±0,01)∙102
ного десерта с ВЭП 1 %
72 часа
1
2
3
4
5
6
7
8
Основа кислородного коктейля сок с сиропом корня (3,1±0,01)∙102
солодки (контроль)
Белково-углеводная основа
кислородного коктейля с
ВЭП 0,1 %
Белково-углеводная основа
кислородного коктейля с
(1,2±0,02)∙102
бинарной системой (КРД
0,1% - ВЭП 0,2%)
Белково-углеводная основа
кислородного смузи с ПВ
(3,9±0,01)∙102
«Citri-Fi» 0,7 %
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен(1,7±0,01)∙102
ного десерта с метилцеллюлозой 0,25 %
(контроль)
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен2
ного десерта с «Citri-Fi» 0,5 (1,8±0,01)∙10
%
204
Продолжение таблицы 46
1
9
10
2
3
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен(1,6±0,01)∙102
ного десерта с «Citri-Fi» 0,7
%
Белково-углеводная основа
кислородного заморожен(1,6±0,01)∙102
ного десерта с ВЭП 1 %
4
5
6
7
-
-
-
-
-
-
-
-
Анализ данных таблицы 46 показывает, что микробиологические показатели основ для производства кислородсодержащих продуктов соответствуют требованиям Технического Регламента Таможенного Союза 033/2013 «О безопасности
молока и молочной продукции».
Показатели безопасности основ для производства кислородсодержащих
продуктов представлены в таблице 47.
Таблица 47 – Показатели безопасности основ для производства
кислородсодержащих продуктов
Критерии
безопасности
Допустимый
уровень
0,05
ГХЦГ (α, β, γизомеры), мг/кг
ДДТ и его ме0,1
таболиты, мг/кг
Токсичные элементы, мг/кг:
свинец
0,4
кадмий
0,03
ртуть
0,02
мышьяк
0,2
Радионуклиды, мг/кг:
цезий-137
800
стронций-90
300
Характеристика показателя
Основа
Основа смузи
коктейля
менее 0,050
не обнаружены
не обнаружены
менее 0,050
не обнаружены
не обнаружены
0,022
менее 0,020
менее 0,002
менее 0,002
0,023
менее 0,020
менее 0,002
менее 0,002
0,03
менее 0,020
менее 0,002
менее 0,002
менее 2,2
менее 1,5
менее 2,5
менее 1,5
менее 3,2
менее 1,5
Десерт
205
Как видно из таблицы 47, по показателям безопасности основы для производства кислородсодержащих продуктов полностью соответствовали требованиям Технического Регламента Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [211].
В ходе исследования установлено, что включение ПВ в рецептуру кислородсодержащих продуктов не влияет на микробиологические показатели и показатели безопасности.
Срок хранения основ кислородных коктейлей и кислородных смузи составляет при температуре 4 - 6 °С не более 72 часа, рекомендуемые сроки хранения
кислородсодержащих десертов, упакованных в потребительскую тару с герметичным укупориванием, при температуре минус 5 - 6 °С не более 20 суток, при температуре минус 18 °С не более 60 суток.
5.7 Технологии кислородсодержащих и аэрированных продуктов
5.7.1 Способ получения кислородного коктейля (патент РФ № 2539843)
Изобретение относится к пищевой промышленности и медицине, а именно к
способам получения кислородных коктейлей функционального назначения, которые могут быть использованы в качестве биологически активных веществ,
влияющих на обменные процессы в организме и способствующих профилактике и
устранению гипоксии (кислородного голодания). Изобретение направлено на решение задачи создания эффективного, действенного и экономичного способа приготовления кислородных коктейлей, обладающих функциональными, лечебнопрофилактическими и высокими органолептическими свойствами за счет сокращения времени приготовления и уменьшения затрат, в том числе и на используемое сырье для получения кислородного коктейля.
По органолептическим показателям основы для производства кислородных
коктейлей должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 48.
206
Таблица 48 – Органолептические показатели основ для производства
кислородных коктейлей
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Внешний вид, консистенция
Характеристика
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными
нотами используемого сока
Нежный, свежий, с оттенком используемого
сока
С оттенком используемого сока
Однородная жидкость, без хлопьев белка
По физико-химическим показателям основы для производства кислородных
коктейлей должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 49.
207
Таблица 49 - Физико-химические показатели основ для производства кислородных коктейлей
Наименование показателей
Вид основы кислородного
коктейля
рН
Массовая
Массовая
Массовая
Массовая доля Энергетидоля сухих доля белка, доля жира, золы, %
ческая ценвеществ, % %
%
(при 500 °С)
ность, ккал
в 100 г
0,36
3,53
23,8
0,10
-
0,15
95,7
0,32
4,08
19,8
0,43
0,2
0,39
74,5
0,34
3,99
18,7
0,42
0,2
0,36
74,1
0,29
4,05
18,7
0,42
0,2
0,36
74,0
0,25
4,01
18,7
0,42
0,2
0,36
74,0
0,34
3,99
18,7
0,42
0,2
0,36
74,1
0,34
3,99
18,7
0,42
0,2
0,36
74,1
207
Сок с сиропом корня солодки
(контрольный образец)
Белково-углеводная основа
с ксантановой камедью
0,1 %
Белково-углеводная основа
с бинарной системой КРД
0,1 % и ВЭП 0,2 %
Белково-углеводная основа
с гуараном ММ 400 кДа
0,1 %
Белково-углеводная основа
с гуараном ММ 30 кДа
0,2 %
Белково-углеводная основа
с КРД 0,2 %
Белково-углеводная основа
с ВЭП 0,2 %
Титруемая кислотность, в пересчете на
яблочную кислоту, %
208
По микробиологическим показателям основы для производства кислородных коктейлей должны соответствовать требованиями, указанным в таблице 50.
Таблица 50 – Микробиологические показатели основ для производства
кислородных коктейлей
Наименование показателя
КМАФАнМ (КОЕ / см3)
БГКП (колиформы)
Патогенные, в том числе
сальмонеллы и L.
monocytogenes
S. aureus
Результат анализа
2,9 * 104
не обнаружено в 0,1 см3
не обнаружены 25 см3
не обнаружены 1,0 см3
По показателям безопасности основы для производства кислородных коктейлей должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 51.
Таблица 51 – Показатели безопасности основ для производства кислородных
коктейлей
Наименование показателя
Результат анализа
Афлотоксин М1, мг / см3
менее 0,0005
Пестициды: гексахлорциклогексан
(альфа, бета, гамма- изомеры), мг / см3
ДДТ и его метаболиты, мг / см3
менее 0,050
Токсичные элементы, мг / см3
Радионуклиды,
Бк / см3
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
цезий – 137
стронций-90
менее 0,050
0,022
менее 0,002
менее 0,020
менее 0,002
менее 2,2
менее 175
Рецептуры белково-углеводных основ для производства кислородных коктейлей представлены в таблицах 52, 53.
209
Таблица 52 - Рецептуры белково-углеводных основ для производства
кислородных коктейлей (с использованием ВЭП в качестве стабилизатора)
Вид основы, кг
Сырье
«Вишня»
«Черная
смородина»
«Яблоко»
«Тыква»
518,0
685,0
685,0
768,0
500,0
333,0
333,0
250,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Итого
1020,0
1020,0
1020,0
1020,0
Выход продукта
1000,0
1000,0
1000,0
1000,0
Молочная сыворотка
Натуральный фруктовоягодный сок
ВЭП
Таблица 53 - Рецептуры белково-углеводных основ для производства
кислородных коктейлей с повышенным содержанием белка
животного происхождения
Вид основы, кг
Сырье
«Вишня»
«Черная
смородина»
«Яблоко»
«Тыква»
498,0
665,0
665,0
748,0
500,0
333,0
333,0
250,0
2,0
2,0
2,0
2,0
ГСБ
20,0
20,0
20,0
20,0
Итого
1020,0
1020,0
1020,0
1020,0
Выход продукта
1000,0
1000,0
1000,0
1000,0
Молочная сыворотка
Натуральный фруктовоягодный сок
ВЭП
Технологическая схема производства белково-углеводных основ кислородного коктейля представлена на рисунке 52.
210
Осветленный
фруктово-ягодный
сок
Молочная сыворотка
Пищевые гидроколлоиды
(НПС, ГСБ)
Внесение гидроколлоидов в молочную
сыворотку
Набухание гидроколлоидов
t = 20 - 25 °С, τ = 20 - 30 мин
Растворение гидроколлоидов
t = 50 - 90 °С, τ = 20 - 30 мин
Охлаждение
t = 18 - 20 °С
Соединение молочной сыворотки с осветленным соком в соотношении
не менее 2:1 и подготовленными гидроколлоидами
Тепловая обработка основ коктейля
t = 72 - 74 °С, τ = 15 - 20 с
Охлаждение основ коктейля
t = 4 ± 2 °С
Упаковка и хранение
t = 4 ± 2 °С не более 72 часов
Рисунок 52 – Технологическая схема производства белково-углеводных основ
кислородного коктейля
211
Технологический процесс заключается в следующем: приготовлении основы коктейля, введении стабилизатора пены, смешивании его с основой коктейля,
отличающийся тем, что в качестве стабилизатора пены используют смесь молочной сыворотки с, по крайней мере, одним полисахаридом растительного происхождения при соотношении полисахарида к сыворотке 1:100-500.
В качестве полисахаридов используют: высокоэтерифицированный пектин,
камедь рожкового дерева, гуаровая камедь с молекулярной массой 30 кДа, гуаровая камедь с молекулярной массой 400 кДа, смесь камеди рожкового дерева и высокоэтерифицированного пектина.
При этом предварительно перед смешением стабилизатора с основой коктейля осуществляют набухание гидроколлоидов в молочной сыворотке совместно
в виде смеси в течение 20 - 30 минут, нагрев полученной смеси до 50 - 90 °С и охлаждение до 18 - 20 °С.
Для приготовления белково-углеводной основы коктейля молочную сыворотку соединяют с осветленным фруктово-ягодным соком в соотношениях не менее 2:1 для получения рН основы в диапазоне 4,2 - 4,8. Подготовленную белковоуглеводную основу совместно со стабилизатором пастеризуют при температуре
72 – 74 °С в течение 15 - 20 с. Охлаждают до 4 ± 2 °С и направляют на расфасовку
в бумажные пакеты типа «Тетра-Рекс» по 0,5 кг.
Хранение белково-углеводной основы проводят при температуре 4 ± 2 °С не
более 72 часов, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 часов.
Кислородный коктейль готовят с использованием комплекта кислородного
оборудования (коктейлера и кислородного концентратора). При производстве кислородного коктейля белково-углеводную основу подогревают до температуры 18
- 20 °С, и насыщают кислородом в течение 20 ± 10 с при подаче кислорода 52,5 60,5 см3 кислорода / с (рисунок 53).
212
Рисунок 53 – Кислородный коктейль на основе молочной сыворотки
с пищевыми волокнами
По органолептическим показателям кислородный коктейль соответствует
требованиям, указанным в таблице 54.
Таблица 54 – Органолептические показатели кислородных коктейлей
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Внешний вид, консистенция
Характеристика
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными
нотами используемого сока
Нежный, свежий, с оттенком используемого
сока
С оттенком используемого сока
Нежная, упругая пена, без отделения жидкости
По показателям качества кислородные коктейли должны соответствовать
требованиям, приведенным в таблице 55.
213
Таблица 55 –Показатели качества кислородных коктейлей
Показатель
Кратность пены, %
Устойчивость пены, %
Содержание кислорода, %
Значение
380 - 420
90 - 95
85 - 90
5.7.2 Коктейли (смузи) на основе молочной сыворотки пастеризованные
(ТУ 9222-003-00493497-2014)
По органолептическим показателям основы для производства коктейлей
(смузи) на основе молочной сыворотки должны соответствовать требованиям,
приведенным в таблице 56.
Таблица 56 – Органолептические показатели основ для производства коктейлей
(смузи) на основе молочной сыворотки
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Консистенция
Характеристика
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными нотами
используемых наполнителей
Нежный, свежий, с оттенками используемых
наполнителей
С оттенками используемых наполнителей
Однородная, нежная, с равномерным распределением
частиц наполнителя
По физико-химическим показателям основы для производства коктейлей
(смузи) на основе молочной сыворотки должны соответствовать требованиям,
приведенным в таблице 57.
214
Таблица 57 - Физико-химические показатели основ для производства коктейлей (смузи) на основе молочной сыворотки
Наименование показателей
рН
Вид основы коктейлей (смузи)
4,16
18,20
1,0
1,51
0,44
72,40
3,83
10,70
0,2
0,48
0,47
40,10
3,82
11,50
0,1
0,42
0,50
43,60
3,76
12,00
0,2
0,44
0,43
43,50
214
Основа на молоке с желатином 0,3 %
(контрольный образец)
Белково-углеводная основа с гуараном ММ
400 кДа в концентрации 0,2 %
Белково-углеводная основа с ксантановой
камедью в концентрации 0,1 %
Белково-углеводная основа с пищевым волокном «Citri-Fi» в концентрации 0,5 %
Массовая
Массовая доля Массовая доля Массовая доля Энергедоля сухих жира, %
белка, %
золы, % (при тическая
веществ, %
500 °С)
ценность,
ккал
в
100 г
215
По микробиологическим показателям основы для производства коктейлей
(смузи) на основе молочной сыворотки должны соответствовать требованиями,
указанным в таблице 58.
Таблица 58 – Микробиологические показатели основ для производства коктейлей
(смузи) на основе молочной сыворотки
Наименование показателя
КМАФАнМ (КОЕ / см3)
БГКП (колиформы)
Патогенные, в том числе сальмонеллы и L. monocytogenes
S. aureus
Результат анализа
2,9 * 104
не обнаружены
в 0,1 см3
не обнаружены 25 см3
не обнаружены 1,0 см3
По показателям безопасности основы для производства коктейлей (смузи)
на основе молочной сыворотки должны соответствовать требованиям, указанным
в таблице 59.
Таблица 59 – Показатели безопасности основ для производства коктейлей (смузи)
на основе молочной сыворотки
Наименование показателя
Результат анализа
Афлотоксин М1, мг / см3
менее 0,0005
Пестициды: гексахлорциклогексан (альфа, бета,
гамма- изомеры), мг / см3
ДДТ и его метаболиты, мг / см3
менее 0,050
Токсичные элементы, мг / см3
Радионуклиды, Бк / см3
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
цезий – 137
стронций-90
менее 0,050
0,022
менее 0,002
менее 0,020
менее 0,002
менее 2,2
менее 175
Рецептуры основ для производства коктейлей (смузи) на основе молочной
сыворотки представлены в таблице 60.
216
Таблица 60 – Рецептуры основ для производства коктейлей (смузи) на основе
молочной сыворотки (с использованием ВЭП и ПВ «Citri-Fi» в качестве
стабилизаторов пены)
Сырье
Молочная сыворотка
Натуральный фруктовоягодный сок
Ягодное пюре
Состав основы «Вишня», кг
610,8
203,6
609,0
203,0
203,6
203,0
НПС
2,0
-
ПВ «Citri-Fi»
-
5,0
Итого
1020,0
1020,0
Выход продукта
1000,0
1000,0
Технологическая схема производства белково-углеводной основы коктейлей (смузи) с пищевыми волокнами представлена на рисунке 54.
217
Молочная
сыворотка
ПВ
«Citri-Fi»
Внесение ПВ в
молочную сыворотку и набухание
t = 20 - 25 °С
τ = 20 - 30 мин
НПС
Фруктовоягодный сок
Внесение НПС в молочную сыворотку
Ягодное
пюре
Составление фруктовоягодной основы
Набухание
t = 20 - 25 °С,
τ = 20 - 30 мин
Растворение ПС
t = 50 - 90 °С,
τ = 20 - 30 мин
Составление белково-углеводной основы
Тепловая обработка основы
t = 72 - 74 °С, τ = 15 - 20 с
Охлаждение
основы
Коктейль
готов к употреблению
t = 4 ± 2 °С
Упаковка и хранение
t = 4 ± 2 °С не более 72 часов
Рисунок 54 – Технологическая схема производства белково-углеводной основы
для производства коктейлей (смузи) с пищевыми волокнами
218
Технологический процесс заключается в следующем: приготовлении белково-углеводной основы смузи, введении стабилизатора пены, смешивании его с
основой, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора пены используют
смесь молочной сыворотки с, по крайней мере, одним полисахаридом растительного происхождения или комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi» при соотношении пищевого волокна к сыворотке 1:100 - 500.
В качестве пищевых волокон используют комплексную пищевую добавку
«Citri-Fi» или некрахмальные полисахариды: высокоэтерифицированный пектин,
камедь рожкового дерева, гуаровая камедь с молекулярной массой 30 кДа, гуаровая камедь с молекулярной массой 400 кДа, смесь камеди рожкового дерева и высокоэтерифицированного пектина.
При этом предварительно перед смешением стабилизатора с основой смузи
осуществляют набухание пищевых волокон в молочной сыворотке совместно в
виде смеси в течение 20 - 30 минут, нагрев полученной смеси до 50 - 90 °С и охлаждение до 18 - 20 °С.
Для приготовления белково-углеводной основы смузи молочную сыворотку
соединяют с осветленным фруктово-ягодным соком и ягодным пюре в соотношениях 1:1, 2:1, 3:1 для получения рН основы в диапазоне 4,2 - 4,8. Подготовленную
белково-углеводную основу совместно со стабилизатором пастеризуют при температуре 72 – 74 °С в течение 15 - 20 с. Охлаждают до 4 ± 2 °С и направляют на
расфасовку в бумажные пакеты типа «Тетра-Рекс» по 0,5 кг.
Хранение белково-углеводной основы смузи проводят при температуре 4 ±
2 °С не более 72 часов, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 часов.
Кислородный смузи готовят с использованием комплекта кислородного
оборудования (кислородного миксера и кислородного концентратора). При производстве кислородных смузи белково-углеводную основу при температуре 18 20 °С взбивают и насыщают кислородом в течение 20 ± 10 с при подаче кислорода 52,5 - 60,5 см3 кислорода / с (рисунок 55).
219
Рисунок 55 – Кислородный смузи на основе молочной сыворотки
с пищевыми волокнами
По органолептическим показателям кислородные коктейли (смузи) должны
соответствовать требованиям, указанным в таблице 61.
Таблица 61 – Органолептические показатели кислородных коктейлей (смузи)
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Внешний вид,
консистенция
Характеристика
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными
нотами используемого сока
Нежный, свежий, с оттенком используемого
сока
С оттенком используемого сока
Однородная, нежная, с равномерным распределением частиц наполнителя взбитая основа,
без отделения жидкости
По показателям качества кислородные коктейли (смузи) должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 62.
220
Таблица 62 – Показатели качества кислородных коктейлей (смузи)
Показатель
Взбитость, %
Устойчивость пены, %
Содержание кислорода, %
Значение
100 - 120
90 - 95
85 - 90
5.7.3 Десерты плодово-ягодные кислородные замороженные
(ТУ 9165-131-00493497-2014)
По органолептическим показателям десерты плодово-ягодные кислородные
замороженные должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 63.
Таблица 63 - Органолептические показатели десертов плодово-ягодных
кислородных замороженных
Наименование показателя
Консистенция
Вкус и запах
Цвет
Характеристика
Консистенция однородная слабо-снежистая, в меру
плотная, без комочков стабилизатора, с мелкими
кристаллами льда.
Выраженные, чистые со свойственным вкусом и
ароматом наполнителя. Вкус сладкий, с привкусом
наполнителя.
Белый с оттенком наполнителя, равномерный по
всей массе.
По физико-химическим показателям десерты плодово-ягодные кислородные
замороженные должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 64.
221
Таблица 64 - Физико-химические показатели десертов плодово-ягодных кислородных замороженных
Наименование показателей
Титруемая
кислотность,
°Т
Взбитость, %
Массовая
доля сухих
веществ, %
Массовая
доля жира,
%
Массовая доля
белка, %
Массовая
доля золы, %
(при
500 °С)
Энергетическая
ценность,
ккал в
100 г
3,84
71
55 - 60
24,84
0,1 - 0,2
0,76
0,36
122,8
3,84
70
60 - 65
19,87
0,1 - 0,2
0,81
0,32
3,82
70
65 - 70
23,69
0,1 - 0,2
0,96
0,36
88,9
3,83
70
65 - 70
24,72
0,1 - 0,2
0,82
0,33
88,9
Вид десерта
Десерт на основе молочной сыворотки с метилцеллюлозой в концентрации 0,25 %
(контрольный образец)
Десерт на основе молочной сыворотки с ксантановой камедью в концентрации 1 %
Десерт на основе молочной сыворотки с пищевым
волокном «Citri-Fi» 300 в
концентрации 0,7 %
Десерт на основе молочной сыворотки с пищевым
волокном «Citri-Fi» 200 в
концентрации 0,5 %
88,9
221
рН
222
По микробиологическим показателям кислородсодержащие замороженные
десерты должны соответствовать требованиями, указанным в таблице 65.
Таблица 65 – Микробиологические показатели кислородсодержащих замороженных десертов
Наименование показателя
КМАФАнМ (КОЕ / см3)
БГКП (колиформы)
Патогенные, в том числе сальмонеллы и L. monocytogenes
S. aureus
Значение
1 * 105
не обнаружены
в 0,01 см3
не обнаружены 25 см3
не обнаружены 1,0 см3
По показателям безопасности кислородсодержащие замороженные десерты
должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 66.
Таблица 66 – Показатели безопасности кислородсодержащих замороженных десертов
Наименование показателя
Значение
Афлотоксин М1, мг / см3
менее 0,00002
Пестициды: гексахлорциклогексан (альфа, бета,
гамма- изомеры), мг / см3
ДДТ и его метаболиты, мг / см3
менее 0,050
Токсичные элементы, мг / см3
Радионуклиды, Бк / см3
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
цезий – 137
стронций-90
менее 0,050
0,02
менее 0,05
менее 0,02
менее 0,005
менее 40
менее 25
Рецептуры десертов плодово-ягодных кислородных замороженных с пищевыми волокнами представлены в таблице 67.
223
Таблица 67 - Рецептуры десертов плодово-ягодных кислородных замороженных
(с использованием ксантановой камеди и ПВ «Citri-Fi» в качестве стабилизаторов
структуры)
Состав десерта «Вишня», кг
Сырье
с ксантановой камедью
с ПВ «Citri-Fi»
Молочная сыворотка
385,0
385,0
Ягодное пюре
370,0
370,0
Сахар-песок
125,0
125,0
Фруктоза
69,5
62,5
Вода
67,2
67,2
Лимонная кислота
0,3
0,3
НПС
3,0
-
ПВ «Citri-Fi»
-
10,0
Итого
1020,0
1020,0
Выход продукта
1000,0
1000,0
Как видно из таблицы 67, в разработанных образцах десертов содержание
сахарозы составляет 12,5 %, в отличие от традиционного мороженого «Бодрость»,
содержащего в своем составе 25 % сахарозы [203].
Технологическая схема производства десертов плодово-ягодных кислородных замороженных с пищевыми волокнами представлена на рисунке 56.
224
Осветленная молочная
сыворотка
ПВ
Внесение ПВ в осветленную
молочную сыворотку
Приготовление фруктозо-сахарного сиропа
Приготовление плодовоягодной массы
Пастеризация фруктозосахарного сиропа
t = 85 - 87 °С, τ = 10 ± 2 мин
Набухание ПВ
t = 20 - 25 °С, τ = 20 - 30 мин
Тепловая обработка основы
t = 85 - 87 °С, τ = 15 - 20 с
Охлаждение и созревание смеси
t = 2 - 4 °С, τ = 120 мин
Составление плодовоягодной основы
Пастеризация плодовоягодной основы
t = 80 - 85 °С, τ = 5 ± 2 мин
Охлаждение плодовоягодной основы
t = 2 - 6 °С
Составление основы десерта,
внесение лимонной кислоты
Фризерование t = 2 - 6 °С
с подачей медицинского кислорода 4 – 5 л / мин
Фасовка и закаливание
t = -5 - 7 °С (для десерта с НПС)
t = -18 °С (для десерта с ПВ «Citri-Fi»)
Хранение
t = -5 - 7 °С не более 20 суток
t = -18 °С не более 60 суток
Рисунок 56 – Технологическая схема производства десертов плодово-ягодных
кислородных замороженных с пищевыми волокнами
225
Для производства десертов плодово-ягодных кислородных замороженных
применяют осветленную молочную сыворотку с кислотностью не выше 70 °Т.
В качестве пищевых волокон используют комплексную пищевую добавку
«Citri-Fi» или некрахмальные полисахариды: камедь рожкового дерева, гуаровая
камедь с молекулярной массой 30 кДа, гуаровая камедь с молекулярной массой
400 кДа, ксантановая камедь.
Пищевые волокна вносят в осветленную молочную сыворотку и осуществляют набухание в течение 20 - 30 минут при температуре 20 - 25 °С, далее осуществляют тепловую обработку полученной смеси при температуре 85 - 87 °С в течение 15 - 20 с.
После пастеризации основу охлаждают до температуры 18 - 20 °С и смешивают с заранее подготовленной плодово-ягодной основой.
Заготовку плодово-ягодной основы производят следующим образом: свежие
плоды и ягоды сначала сортируют по качеству, отбраковывая и удаляя недозрелые, мятые и забродившие. Отобранную для производства партию плодов тщательно промывают в холодной проточной воде для удаления с поверхности сырья
загрязнений, механических примесей, ядохимикатов, микрофлоры. После мойки
плоды и ягоды обрабатывают. Черную смородину после промывки направляют на
протирочную машину. Землянику, клубнику, малину освобождают от чашелистиков и протирают. Косточковые плоды освобождают от плодоножек и косточек,
заливают водой из расчета две части воды на одну часть плодов, кипятят от 5 до
10 мин, затем протирают.
В случае, если для приготовления смеси плодово-ягодная масса расходуется
не сразу, протертые плоды следует охладить до температуры от 0 до 2°С и хранить при этой температуре не более 24 часов.
При подготовке плодово-ягодной массы применяют протирочные машины,
волчки, сита, прессы, варочные котлы и другое оборудование.
Фруктозо-сахарный сироп готовят из сахара, фруктозы и воды. Раствор пастеризуют при температуре 85 - 87 °С в течение 10 ± 2 мин. По окончании пастеризации раствор в горячем виде фильтруют.
226
Для приготовления смеси в смесительную ванну загружают плодовоягодную основу, профильтрованный сахарный раствор, все перемешивают и
фильтруют. Затем смесь пастеризуют при температуре 80 - 85 °С с выдержкой 5 ±
2 мин и охлаждают до температуры 2 - 6 °С. Гомогенизации не подвергают. Созревание смеси с целью гидратации стабилизаторов проводят при температуре 2 6 °С в течение 60 ± 30 мин.
После охлаждения или в процессе охлаждения в смесь вносят лимонную
кислоту. Масса лимонной кислоты зависит от кислотности плодово-ягодной основы и определяется исходя из разницы между заданной и фактической кислотностью смеси. В летнее время десерт вырабатывают с кислотностью не выше
70°Т, а в осенне-зимний период – с кислотностью от 55 до 60 °Т.
Необходимую массу лимонной кислоты на 1 тонну смеси можно рассчитать
в каждом отдельном случае, пользуясь следующей формулой:
К = (Т - СР) * 0,064 / 100
где К – масса лимонной кислоты, кг на 1 т смеси десерта; Т - задаваемая кислотность десерта, °Т; С – масса плодово-ягодного сырья, % к массе готовой продукции; Р – кислотность плодово-ягодного сырья, °Т; 0,064 - масса лимонной кислоты в кг, необходимой для повышения кислотности 1 тонны смеси на 1 °Т.
Смесь хранят в специально предназначенных резервуарах или ваннах при
температуре не выше 6 °С. Во избежание оседания частиц плодово-ягодного сырья смесь при хранении необходимо перемешивать.
Подготовленную основу десерта с температурой 2 - 6 °С направляют на
фризерование.
Во фризер кислород подают из баллонов через понижающий редуктор, газгольдер и воздушный клапан, находящийся между насосами первой и второй ступеней фризера, при избыточном давлении на выходе 2,45 – 2,94 кПа. Разрешается
использовать только медицинский кислород. Расход кислорода на 1 т готовой
смеси составляет 2,1 м3.
227
Подача кислорода должна осуществляться под контролем ответственного
лица, имеющего удостоверение на право эксплуатации сосудов под давлением, с
соблюдением инструкции по технике безопасности при работе с кислородными
баллонами.
После фризерования смесь расфасовывают в полимерные стаканчики по
0,25 кг. Кислородсодержащий десерт с НПС после фризерования с температурой
минус 5 – 7 °С направляют в камеру хранения и на реализацию. Хранение мягкого
кислородсодержащего десерта с НПС осуществляют при температуре минус 5 7°С не более 20 суток.
Кислородсодержащий десерт с ПВ «Citri-Fi» после фризерования немедленно направляют на закаливание, так как при задержке часть закристаллизованной
воды может оттаять, что в дальнейшем приведет к образованию крупных кристаллов льда. Десерт замораживают для придания ему достаточно плотной консистенции в морозильных аппаратах или закалочных камерах, стараясь приблизить
его температуру к температуре хранения минус 18 °С.
Во время закалки необходимо, как и при фризеровании, стремиться замораживание воды провести быстро. Нельзя допускать колебаний температур в закалочных камерах.
Обычно процесс фасования и закалки десерта полностью механизирован:
применяют поточные линии, имеющие, помимо фризера непрерывного действия,
дозатор-автомат и морозильный аппарат, соединенные системой транспортеров.
Хранение закаленного кислородсодержащего десерта с ПВ «Citri-Fi» осуществляют при температуре минус 18 °С не более 60 суток.
228
5.7.4 Взбитый десерт (мусс фруктово-ягодный) и способ его получения
(патент РФ № 2548458)
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве биологически активного средства, влияющего на обменные
процессы в организме и способствующего профилактике ряда заболеваний. Мусс
фруктово-ягодный содержит вторичное молочное сырье, наполнитель, структурообразователь, сахарозаменитель. При этом дополнительно мусс содержит экстракт бересты, в качестве вторичного молочного сырья - молочную сыворотку, в
качестве наполнителя - фрукты или ягоды - клюкву или апельсины, или клубнику,
или другой наполнитель, а в качестве структурообразователя содержит пищевые
апельсиновые волокна «Citri-Fi». Исходные компоненты используются при следующем соотношении, мас.%: пищевые апельсиновые волокна 0,5 - 2,0; экстракт
бересты 0,02 - 0,04; наполнитель 20,0 - 30,0; сахарозаменитель 0,02 - 10,0; сыворотка молочная - остальное. В качестве сахарозаменителя мусс содержит фруктозу, сукрозид. В качестве структурообразователя мусс содержит апельсиновое волокно «Citri-Fi 200» - волокно с гуаровой камедью (крупный помол, средний помол), апельсиновое волокно «Citri-Fi 300» - волокно с ксантановой камедью
(средний помол), смесь апельсиновых волокон «Citri-Fi 200» (средний помол) и
«Citri-Fi 300» (средний помол) в соотношении 1:0,5 или 1:1, смесь апельсиновых
волокон «Citri-Fi 200» (крупный помол) и «Citri-Fi 300» (средний помол) в соотношении 1:0,5 или 1:1.
Способ производства мусса фруктово-ягодного предусматривает подготовку наполнителя, варку, процеживание, протирание, соединение полученного пюре
с вторичным молочным сырьем, введение структурообразователя, внесение сахарозаменителя, нагревание, охлаждение и взбивание. При этом процесс подготовки
структурообразователя заключается в соединении пищевых апельсиновых волокон «Citri-Fi» с молочной сывороткой и набухании их в течение 10 - 15 минут, в
подготовке наполнителя - варке наполнителя непосредственно в молочной сыворотке в один этап, без предварительного отваривания в воде. При этом одновре-
229
менно с структурообразователем и сахарозаменителем в полученную смесь дополнительно вносят порошок экстракта бересты, а процесс взбивания происходит
при температуре 35 – 40 °C в течение 5 - 7 минут.
Изобретение позволяет получить мусс, обладающий одновременно диетическими и функциональными свойствами, а также увеличенным сроком хранения,
при этом снижается себестоимость готового продукта, упрощается технологический процесс и, как следствие, снижается энерго- и трудоемкость его производства.
По органолептическим показателям десерты должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 68.
Таблица 68 – Органолептические показатели десертов
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Внешний вид, консистенция
Характеристика
Приятный, умеренно сладкий, с выраженными
нотами используемых наполнителей
Нежный, свежий, с оттенком используемых
наполнителей
С оттенком используемых наполнителей
Однородная, взбитая масса
По физико-химическим показателям десерты должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 69.
230
Таблица 69 - Физико-химические показатели десертов
Наименование показателей
Вид десерта
рН
Массовая
Массовая
Массовая
Массовая до- Энергетидоля сухих доля белка, доля жира, ля золы, % ческая
веществ, % %
%
(при 500 °С)
ценность,
ккал в 100
г
0,63
3,54
25,21
2,74
0,10
103,0
0,83
3,68
20,50
0,73
0,65
82,4
менее 0,10
0,80
3,64
16,34
0,65
0,65
65,7
0,80
3,61
17,20
0,63
0,53
68,9
230
Мусс с желатином 2,7 %
(контрольный образец)
Мусс на основе молочной
сыворотки с ПВ «Citri-Fi
200» (средний помол), сахаром и фруктозой в концентрации 3,0 %, 10 % и
7 % (соответственно)
Мусс на основе молочной
сыворотки с ПВ «Citri-Fi
200» (средний помол) и
фруктозой в концентрации
3,0 %, и 10 % (соответственно)
Мусс на основе молочной
сыворотки с гуараном с
ММ 400 кДа, сахаром и
фруктозой в концентрации
0,4 %, 10 % и 7 % (соответственно)
Титруемая кислотность, в пересчете на яблочную кислоту, %
231
По микробиологическим показателям десерты должны соответствовать требованиями, указанным в таблице 70.
Таблица 70 – Микробиологические показатели десертов
Наименование показателя
КМАФАнМ (КОЕ / см3)
БГКП (колиформы)
Патогенные, в том числе сальмонеллы и L. monocytogenes
S. aureus
Значение
1,0 * 105
не обнаружены
в 0,1 см3
не обнаружены 25 см3
не обнаружены 1,0 см3
По показателям безопасности десерты должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 71.
Таблица 71 – Показатели безопасности десертов
Наименование показателя
Значение
Афлотоксин М1, мг / см3
менее 0,00002
Пестициды: гексахлорциклогексан (альфа, бета,
гамма- изомеры), мг / см3
менее 0,050
ДДТ и его метаболиты, мг / см3
менее 0,050
Токсичные элементы, мг / см3
Радионуклиды, Бк / см3
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
цезий – 137
стронций-90
0,02
менее 0,05
менее 0,02
менее 0,005
менее 40
менее 25
На основании проведенных исследований была разработана технология (рисунок 57) и рассчитаны рецептуры (таблица 72) производства десертов (рисунок
58).
232
Ягоды
Сыворотка
молочная
Пищевое
волокно
«Citri-Fi»
Фруктоза
Сортирование
Соединение
Мойка
Варка в течение
5 мин
Пастеризация
95 – 97 0С
Протирание
Мезга
Охлаждение
t = 18 - 20 0С
Взбивание
2 – 3 мин
Сок и пюре
Фасовка
Рисунок 57 – Технологическая схема производства десертов
с пищевым волокном «Citri-Fi»
Технологический процесс разрабатываемого десерта с волокнами «Citri-Fi»
усовершенствован за счет сокращения числа операций (подготовка стабилизатора
– пищевых волокон не требует дополнительной стадии растворения, как у мусса
на желатине, волокна не требуют предварительного гидратирования и вносятся
вместе с другими сухими составляющими в смесь), а также изменения временных
и температурных режимов (в традиционной рецептуре стабилизатор – желатин
сначала подвергают набуханию в дистиллированной воде при температуре 20 ºС в
течение 20 - 30 минут, а затем растворяют на водяной бане при температуре 80 ºС
233
в течение 20 мин). Кроме того, ягоды отвариваются непосредственно в молочной
сыворотке, а не в воде с предварительным отжимом сока из ягод, как в традиционной рецептуре. Процесс взбивания в разработанной технологии не отличается
от традиционного [149-151]. Таким образом, разработанная технология является
эффективной, сокращается не только продолжительность процесса приготовления
мусса, но энерго- и трудозатраты.
Рисунок 58 – Взбитый десерт (мусс фруктово-ягодный)
Таблица 72 – Рецептуры десертов
Сырье
Молочная сыворотка
Ягоды или фрукты
Сахар
Желатин
Фруктоза
Citri-Fi 200
(средний помол)
Гуаровая камедь
Вода
Итого
Выход продукта
Состав мусса, кг
Мусс на желатине
Мусс с ПВ
(контрольный образец)
«Citri-Fi»
590,0
279,0
300,0
200,0
20,7
100,0
-
30,0
700,3
1020,0
1000,0
1020,0
1000,0
Мусс с НПС
616,0
300,0
100,0
4,0
1020,0
1000,0
234
5.8 Заключение по пятой главе
Проведено комплексное исследование по созданию технологий кислородсодержащих и аэрированных продуктов на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами диетического профилактического назначения.
Практика научного исследования свойств кислородных пен, а также разработка эффективных методов получения и применения пен заданного состава и
свойств требует знания основных технологических факторов, формирующих их
качество. В пищевой промышленности при получении пен применяют различные
технологические приемы, которые в общем случае можно разделить на три группы. К первой относятся факторы, связанные с наличием пенообразователя, в качестве которого могут выступать коллоидные ПАВ или высокомолекулярные соединения. Вторая группа факторов связана со свойствами дисперсионной среды
(жидкости). Ее характеристики обусловлены вязкостью (чем больше вязкость
жидкости, тем устойчивее пена), водородным показателем (рН) среды и наличием
в жидкости низкомолекулярных электролитов. Активная кислотность и низкомолекулярные электролиты характеризуют свойства дисперсионной среды лишь
формально, но фактически определяют состояние и свойства пенообразователя.
Третья группа факторов связана с внешними воздействиями. К ним относят температура и механические воздействия (взбивание).
В представленной главе диссертационной работы исследованы технологические факторы производства: условия взбивания (температура взбивания, подача
кислорода), температура пастеризации и хранения белково-углеводной основы,
влияющие на процесс формирования устойчивых белковых кислородных пен.
При производстве кислородных коктейлей, смузи и аэрированных десертов
оптимальная температура взбивания белково-углеводной основы с пищевыми волокнами для процесса пенообразования и получения пены мелкоячеистой структуры и высокой кратности, должна составлять 18 – 20 °С, при производстве кислородсодержащих замороженных десертов – 8 – 10 °С. Экспериментально установлено, что для получения устойчивой кислородной пены композицию следует
235
насыщать кислородом в течение 20 ± 10 с при подаче кислорода 52,5 - 60,5 см3
кислорода / с. Оптимальное время взбивания кислородсодержащих дисперсных
систем с ПВ для достижения требуемой взбитости при подаче кислорода 52,5 60,5 см3 кислорода /с составляет 90 ± 10 секунд. Установлено, что по мере нарастания кислотности от 50 °Т до 70 °Т, способность замороженной смеси к насыщению кислородом повышается.
Установлено, что оптимальным режимом тепловой обработки белковоуглеводной основы, приводящим к образованию белковых кислородных пен высокой кратности и длительной стабильности, является режим кратковременной
пастеризации основы при температуре 72 - 74 °С с выдержкой 15 - 20 с.
Установлено, что при хранении белково-углеводной основы при температуре 18 ± 2°С пенообразующая способность ухудшается уже через 24 ч, что связано
с повышением титруемой кислотности основы. Температура хранения белковоуглеводной основы 4 ± 2 °С не оказывает существенного влияния на изменение
пенообразующих свойств основы в течение 72 часов хранения.
Микрофотографированием пен установлено, что использование НПС позволило получить более высокодисперсные кислородные пены. При этом содержание пузырьков кислорода меньшего диаметра составило более 90 %, по сравнению с контрольным образцом.
На основании проведенных исследований разработаны оригинальные технологии кислородсодержащих и аэрированных десертов на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами диетического профилактического назначения.
Проведенные микробиологические исследования и исследования по безопасности
продуктов показали, что они соответствуют требованиям Технического Регламента Таможенного Союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции», Технического Регламента Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности
пищевой продукции».
Новизна разработанных технических решений подтверждена двумя патентами РФ.
236
Глава 6. Оценка эффективности применения и разработка
рекомендаций функционального питания в основном варианте диеты в
условиях кардиологического стационара
Ранее в клинических условиях проводились исследования по изучению воздействия кислородного коктейля на состояние здоровья больных бронхолегочными, респираторными, вегето-сосудистыми заболеваниями, для улучшения
процессов пищеварения и т.д. [17, 62, 259].
Установлено, что применение кислородного коктейля повышает кислотность содержимого желудка, его ферментативную активность, улучшает желчеотделение, усиливает перистальтику кишечника, способствует нормализации стула
[197].
При заболеваниях органов пищеварения и дыхания у детей энтеральная оксигенотерапия способствовала улучшению параметров ферментного статуса (увеличение или нормализация активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), нормализация параметров распределения лимфоцитов по активности СДГ), что наблюдалось у 65 % детей. Проведенный цитоморфоденситометрический анализ позволил
выявить изменения не только на клеточном, но и на субклеточном (митохондриальном) уровне. У детей, получавших базисную терапию в сочетании с кислородным коктейлем, выявлено увеличение
словии рииальной активности на 20,8 %
[259].
Проведение энтеральной оксигенотерапии у больных бронхиальной астмой
привело к улучшению бронхиальной проходимости. Кислород вызвал уменьшение образования слизистого секрета клетками мерцательного эпителия бронхов и
усиление мукоцилиарного клиренса, что сопровождалось улучшением дренажной
функции бронхов [17, 62].
237
6.1 Оценка эффективности применения функционального питания в
основном варианте диеты в условиях кардиологического стационара
Целью данного исследования явилась оценка эффективности применения
функционального питания в виде новых видов кислородсодержащих продуктов в
основном варианте диеты больными хронической сердечной недостаточностью
(ХСН) в условиях кардиологического стационара.
Проведенные исследования выявили наиболее выраженный клинический
эффект энтеральной оксигенотерапии в отношении общих симптомов и побочных
симптомов, вызванных приемом лекарственных препаратов. Так, у пациентов основной группы, в отличие от группы сравнения, было отмечено снижение утомляемости, эмоциональной лабильности, повышение настроения, увеличение физической и умственной работоспособности, улучшение аппетита, что отмечалось
уже после 3 - 4-х процедур (рисунок 59).
Рисунок 59 – Динамика общих симптомов у пациентов
238
К концу курса достоверная положительная динамика выявлялась у 90 % пациентов, получавших кислородный коктейль, 90 % пациентов не предъявляли жалоб. У пациентов из группы сравнения данные изменения были достоверно менее
выражены и развивались в более поздние сроки: в среднем позднее на 7 - 8 дней
(р<0,001).
Достоверной разницы в динамике общеклинических симптомов между основной группой и группой сравнения не отмечалось. Однако при включении в
комплекс лечения энтеральной оксигенотерапии выявлялась тенденция к более
раннему купированию одышки, приступов затрудненного дыхания, нормализации
общего самочувствия. У пациентов, получавших кислородсодержащие продукты,
наиболее выраженная положительная динамика выявлялась со стороны показателей кислородтранспортной функции крови (таблица 73).
Таблица 73 – Динамика показателей кислородтранспортной функции крови
пациентов (M ± m)
Показатель
Насыщение
артериальной крови
кислородом, %
Напряжение кислорода в артериальной
крови, мм.рт.ст.
рН
Основная группа (n = 30)
До лечения
После
лечения
98,13 ± 0,13 99,17 ± 0,13
Группа сравнения (n = 30)
До лечения
После
лечения
98,12 ± 0,22
98,19 ± 0,15
84,21 ± 0,91
85,13 ± 1,42
89,45 ± 0,65
7,401 ± 0,002 7,432 ± 0,001 7,401 ± 0,003
7,410 ± 0,003
92,35 ± 0,33
У пациентов основной группы с низким уровнем гемоглобина Hb (менее
100
г/л)
отмечалось
повышение
показателей
напряжение
кислорода
в
артериальной крови РаО2 и насыщение артериальной крови кислородом SaО2 в
ответ на курс энтеральной оксигенотерапии. Увеличение рН в пределах
нормальных значений также является благоприятным признаком, т.к. повышает
сродство гемоглобина к кислороду. В группе сравнения положительная динамика
всех показателей была менее выражена: достоверность различий между основной
239
и группой сравнения по динамике SаО2 и рН к концу курса составила р<0,001, по
динамике РаО2 – р<0,01.
Мониторинг
пульсоксиметрии
выявил
достоверное
повышение
кислородной сатурации в результате курса энтеральной оксигенотерапии, так
насыщение крови кислородом выросло в большей степени (р<0,001) по
сравнению с таковым в группе сравнения (р<0,01). К концу курса лечения в
основной группе у всех пациентов сатурация была выше 99 %; а в группе
сравнения у 45 % больных не превышала 99 %.
Благоприятная динамика психо-эмоционального состояния пациентов выявлялась по данным психологического тестирования у 90 % пациентов основной
группы и только у 60 % - в группе сравнения, в которой в ряде случаев отмечалось снижение психо-эмоционального фона (рисунок 60).
настроение
Основная группа до
исследования
активность
Основная группа
после исследования
Группа сравнения до
исследования
самочувствие
Группа сравнения
после исследования
0
2
4
6
8
Психоэмоциональное состояние, балл
Рисунок 60 – Динамика психоэмоционального состояния пациентов
240
Результаты тестирования выявили у пациентов, получавших кислородсодержащие продукты, снижение уровня как личностной, так и ситуативной тревожности. У пациентов, получавших кислородсодержащие продукты, более выраженная динамика отмечалась по шкалам «самочувствие» и «активность»: количество больных с благоприятным состоянием выросло в 2 раза, по шкале «настроение»: количество пациентов с благоприятным состоянием выросло в 2,5
раза.
К концу периода наблюдения психологическое самочувствие пациентов
улучшилось, неудовлетворенность медицинским обследованием не выявлялась
ни у одного пациента основной группы.
Прием многокомпонентной медикаментозной терапии (до 4 - 5 препаратов)
больными ХСН облегчался на фоне приема функционального питания. Было отмечено улучшение метаболических процессов, уменьшение побочных явлений и
реакций от приема медикаментозной терапии, а также нормализация процесса
пищеварения, что подтверждается уменьшением приема ферментных препаратов.
При приеме больными препаратов антагонистов кальция из группы амлодипина у
основной группы не регистрировались нежелательные побочные реакции, в отличие от группы сравнения, в которой у 10 % пациентов отмечалась изолированная,
локальная гиперемия и отеки нижних частей голени.
К концу курса лечения за счет приема белково-углеводной основы коктейля
в основной группе повышение физической активности, которая определялась по
тесту 6-минутной ходьбой, отмечалось на 22,6 %, а в группе сравнения – лишь на
9,3 %.
Перед началом и в конце теста оценивали одышку по шкале Борга, результаты теста с 6-минутной ходьбой и сатурацию кислородом крови (таблица 74).
241
Таблица 74 – Динамика показателей физической активности пациентов
Показатели
Основная группа (n = 30)
до приема
после приема
11
7
Группа сравнения (n = 30)
до приема
после приема
11
9
одышка по шкале Борга, баллы
результат теста с 6318 ± 15
389 ± 13**
331 ± 17
362 ± 15*
минутной ходьбой, м
сатурация кислородом 98,13 ± 0,13
99,17 ± 0,13
98,12 ± 0,20
98,19 ± 0,19
крови, %
**
достоверность различий по сравнению с данными до приема кислородсодержащих
продуктов на основе белково-углеводного сырья с пищевыми волокнами (р<0,001)
*
достоверность различий по сравнению с данными до приема аэрированной некисло-
родной смеси (р<0,05)
В конце курса лечения у пациентов основной группы наблюдалось повышение до нормы уровня электролитов в сыворотке крови: магния (до 1,8 – 2,2 мг / дл
против 1,6 – 1,9 мг / дл), калия (до 3,6 – 4,5 ммоль / л против 3,3 – 5,0 ммоль / л),
натрия (до 137,3 – 145 ммоль / л против 132,5 – 134,5 ммоль / л) и кальция (до 2,2
– 2,4 ммоль / л против 1,9 – 2,1 ммоль / л).
Прием энтеральной оксигенотерапии не приводил к повышению уровня
глюкозы в крови, при этом после потребления продукта пациенты отмечали повышение физической и умственной активности и уменьшение желания в потреблении сладких продуктов.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о положительном
эффекте энтеральной оксигенотерапии в виде приема больными ХСН кислородсодержащих продуктов на основе белково-углеводного сырья с пищевыми волокнами, что связано с уменьшением выраженности клинических симптомов, метаболических нарушений, снижением потребления медикаментозных препаратов,
влияющих на процесс пищеварения. Отмечена хорошая переносимость процедур,
отсутствие побочных реакций. Предложена оптимальная методика применения
функционального питания в основном варианте диеты в условиях кардиологического стационара для больных ХСН.
242
6.2 Разработка рекомендаций по питанию кардиологических пациентов
Как известно, недостаточное внимание к полноценности и сбалансированности питания снижает эффективность лечебных мероприятий, способствует наслоению алиментарно-зависимой патологии на основное и сопутствующие заболевания, утяжелению их течения, удлинению сроков реабилитации, возникновению осложнений, учащению побочных эффектов лекарственной терапии и др. В
связи с этим, в последние годы Министерством Здравоохранения Российской Федерации проводится работа, направленная на улучшение качественного потенциала отечественного здравоохранения, в том числе в диетологии, на основе оптимизации требований к организации и осуществлению лечебного питания в медицинских учреждениях.
Так, в Федеральном Законе от 21.11.2011 № 323-ФЗ «Об основах охраны
здоровья граждан в Российской Федерации», зафиксировано право граждан на
получение лечебного питания при нахождении на лечении в стационарных условиях; право на получение достоверной и своевременной информации о нормах
питания, качестве и безопасности пищи, стандартных видах лечебного питания и
специализированных продуктах; дано определение лечебного питания как питания, обеспечивающего удовлетворение физиологических потребностей организма
человека в пищевых веществах и энергии с учетом механизмов развития, особенностей течения основного и сопутствующих заболеваний, выполняющего профилактические и лечебные задачи. При этом подчеркивается, что лечебное питание
является неотъемлемым компонентом лечебного процесса и профилактических
мероприятий по реабилитации больных пациентов.
В соответствии с задачами исследований и в рамках ФЗ № 323 нами в ходе исследования
совместно с медицинскими работниками разработан проект «Методические рекомендации по
функциональному питанию кардиологических больных».
Методические рекомендации состоят из следующих разделов.
Во введении приводится актуальность разработки данного документа.
В первом разделе представлена область применения данного документа. Во
243
втором – общие положения организации питания кардиологических пациентов. В
третьей части дается перечень нормативно-технической документации, регулирующий организацию питания в лечебных организациях. Четвертый раздел посвящен основным принципам организации питания кардиологических пациентов.
6.3 Заключение по шестой главе
Метод энтеральной оксигенотерапии основан на способности кислорода
всасываться в кровь через слизистую оболочку желудка [2, 197]. Курсовое
применение энтеральной оксигенотерапии ведет к эффективному насыщению
организма кислородом, не вызывая побочных явлений, характерных для
ингаляционного использования газа [62]. Несмотря на большое количество
исследований по клинико-лабораторной и функциональной эффективности оксигенотерапии в лечении и профилактике различных заболеваний этот доступный
метод еще не получил широкого распространения в клинической практике кардиологических больных. Последнее в определенной степени связано с тем, кислородные коктейли содержат в своем составе экстракт солодкового корня, имеющий
противопоказания для применения у данной категории пациентов.
Кроме того, для кардиологических пациентов диетотерапия, направленная
на адекватное потребление пищевых продуктов растительного происхождения,
полноценных белков, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон с
одновременным
снижением
общей
калорийности
рациона,
представляет
важнейший компонент комплексного лечения и реабилитации [192, 196, 225].
Учитывая отсутствие научных данных об использовании энтеральной оксигенотерапии в комплексном восстановительном лечении кардиологических больных и обоснованных методик применения, изучение эффективности включения
курса энтеральной оксигенотерапии в комплекс восстановительного лечения кардиологических пациентов с ХСН является актуальным.
Нами впервые дано научное обоснование целесообразности применения энтеральной оксигенотерапии в составе комплексного восстановительного лечения
244
пациентов с ХСН I – IV функционального класса. Выявлена более высокая
терапевтическая эффективность реабилитационных комплексов при включении в
них курса энтеральной оксигенотерапии.
Доказано, что применение энтеральной оксигенотерапии в комплексной
терапии кардиологических больных способствует уменьшению выраженности
клинических симптомов, метаболических нарушений, снижению потребления
препаратов, влияющих на процесс пищеварения.
Получены новые данные о благоприятном действии энтеральной оксигенотерапии
на
кислородтранспортную
функцию
крови,
заключающиеся
в
достоверном увеличении концентрации гемоглобина, повышении насыщения
гемоглобина
кислородом
с
образованием
оксигемоглобина,
повышении
парциального напряжения кислорода и показателя рН.
Установлено, что применение энтеральной оксигенотерапии приводит снижение уровня как личностной, так и ситуативной тревожности, повышению
работоспособности. Отмечено улучшение психологического самочувствия пациентов, отсутствие неудовлетворенности медицинскими обследованиями.
Результаты исследования позволяют рекомендовать употребление кислородсодержащих продуктов на основе белково-углеводного сырья с пищевыми волокнами в комплексном восстановительном лечении пациентов с ХСН I – IV
функционального класса на всех этапах реабилитации в медицинских организациях (стационарах, поликлиниках, санаториях).
Следует особо отметить, что успешно проведенные нами клинические исследования дают возможность рассматривать прием таких продуктов и для общественного питания. Например, для таких категорий лиц, как спортсмены, дети
дошкольного и школьного возраста новые кислородсодержащие продукты могут
применяться в качестве дополнительной диетологической составляющей основного рациона питания с целью нормализации процесса пищеварения, улучшения
общего самочувствия, повышения физической работоспособности, снижении
утомляемости и эмоциональной лабильности.
245
Глава 7. Разработка технологии молокосодержащих киселей
диетического профилактического питания
7.1 Установление технологических факторов производства при
разработке киселей
Технологический процесс производства киселей предусматривает стадию
высокотемпературной тепловой обработки не только для обеспечения микробиологической безопасности готового продукта, но и для получения желаемой текстуры блюда.
Проведены исследования (на примере киселей при полной замене крахмала
на НПС) по изучению влияния температуры и продолжительности тепловой обработки на реологические свойства киселей. С этой целью белково-углеводные основы с НПС подвергали тепловой обработке при различных температурных режимах
от 60 °С до 100 °С с интервалом варьирования 10 °С в течение 5 - 7 мин. Критерием
оценки служила динамическая вязкость киселей (рисунок 61).
Д и н а ми ч е ск ая в я з к ос ть ( η аб с , с п з )
35
30
25
20
15
10
5
0
60
70
80
90
100
Температура, °С
альгинат натрия
ксантановая камедь
конжаковый маннан
Рисунок 61 – Влияние режимов термической обработки
на динамическую вязкость киселей
246
Как видно из представленных результатов, максимальные значения вязкости киселей были получены при тепловой обработке в течение 5 мин при температурных режимах 80 - 100 °С.
Однако, с целью сохранности сывороточных белков и витаминов в готовых
блюдах был выбран режим тепловой обработки при температуре 85 - 87 оС в течение 5 - 7 мин.
На следующем этапе исследовали динамику расслоения структуры
разработанных киселей, в сравнении с контрольным образцом, в процессе
хранения.
Степень
расслоения
Ср
определяли
как
отношение
объема
выделившейся жидкости Vож к общему объему продукта Vп. Результаты
исследования представлены на рисунке 62.
0,6
0,5
Степень расслоения
R² = 0,9993
R² = 0,9908
R² = 0,9792
0,4
0,3
R² = 0,9967
0,2
0,1
0
1
2
3
4
5
6
7
Продолжительность хранения, сут
картофельный крахмал
ксантановая камедь
конжаковый маннан
альгинат натрия
Рисунок 62 – Динамика и степень расслоения структуры разработанных киселей,
в сравнении с контрольным образцом, в процессе хранения
247
Полученные данные позволяют сделать вывод, что выбранные гидроколлоиды обладают большим стабилизирующим эффектом, по сравнению с картофельным крахмалом, что способствуют получению продуктов с улучшенными
потребительскими характеристиками.
7.2 Исследование органолептических показателей киселей
Органолептические показатели разработанных киселей представлены в
таблице 75.
Таблица 75 – Органолептические показатели разработанных киселей
Показатель
1
Характеристика
2
При полной замене крахмала на НПС
(альгинат натрия 0,3 - 0,5 %, камедь конжака 0,5 - 0,7 %,
ксантановая камедь 0,3 - 0,5 %)
Внешний вид
Однородная, вязкая система без комочков, без расслоения продукта,
допустимы белые вкрапления, обусловленные наличием сывороточных белков.
Цвет
Равномерный, свойственный цвету внесенного ягодного наполнителя.
Вкус и запах
Приятные, кисло-сладкие, свойственные внесенному наполнителю,
без посторонних привкусов и запахов
При полной замене крахмала на НПС
(альгинат натрия 0,7 - 1 %, камедь конжака 0,7 - 1 %
и ксантановая камедь 0,7 - 1 %)
Внешний вид
Густая, мягкая, студнеобразная консистенция, без расслоения продукта, допустимы белые вкрапления, обусловленные наличием сывороточных белков
Цвет
Равномерный, свойственный цвету внесенного ягодного наполнителя.
Вкус и запах
Приятные, кисло-сладкие, свойственные внесенному наполнителю,
без посторонних привкусов и запахов
При частичной замене крахмала на НПС
крахмал (1 %) - альгинат натрия (0,1 %), крахмал (1 %) - камедь конжака
(0,3 %), крахмал (1 %) - ксантановая камедь (0,1 %)
Внешний вид
Однородная, вязкая система без комочков, без расслоения продукта,
допустимы белые вкрапления, обусловленные наличием сывороточных белков.
Цвет
Равномерный, свойственный цвету внесенного ягодного наполнителя.
Вкус и запах
Приятные, кисло-сладкие, свойственные внесенному наполнителю,
без посторонних привкусов и запахов
248
Продолжение таблицы 75
1
2
При комбинации НПС
(альгинат натрия - ВЭП, галактоманнаны - ксантановая камедь)
Внешний вид
Эластичный гель, без расслоения продукта, допустимы белые вкрапления, обусловленные наличием сывороточных белков.
Цвет
Равномерный, свойственный цвету внесенного ягодного наполнителя.
Вкус и запах
Приятные, кисло-сладкие, свойственные внесенному наполнителю,
без посторонних привкусов и запахов
Органолептическая оценка разработанных киселей показала, что при полной замене крахмала на НПС в концентрациях 0,3 - 0,7 % готовые блюда имели
однородную, вязкую консистенцию, присущую контрольному образцу - киселю с
крахмалом 3 % (27,5 ± 0,2 спз).
При
увеличении
концентрации
гидроколлоидов
вязкость
белково-
углеводной основы заметно увеличивается. Как показано, альгинат натрия, камедь
конжака и ксантановая камедь с концентрациями 0,7 - 1 % образуют высоковязкие
системы. Приготовленные молокосодержащие кисели имеют однородную, густую
консистенцию. Связано это с тем, что НПС в водной среде за счёт достаточно
устойчивых
связей
нефлуктуационной
природы
могут
образовывать
пространственную сетку, которая пронизывает весь объём системы и удерживает
растворитель с образованием гелеобразной структуры.
Молокосодержащие кисели с альгинатом натрия (0,1 – 0,2 %), с камедью
конжака (0,1 - 0,3 %) и ксантановой камедью (0,1 – 0,2 %) имели жидкую
консистенцию, не присущую киселю. Использование НПС в указанных
концентрациях не приводит к получению положительного результата по
формированию структуры готового блюда.
Разработанные молокосодержащие кисели с парой полисахаридов (альгинат
натрия (0,2 - 0,3 %) – ВЭП (0,1 - 0,2 %), галактоманнаны (0,2 – 0,3 %) - ксантановая камедь 0,5 %) в системах с сывороточным белком 0,4 – 0,8 % имели текстуру
эластичных гелей.
249
При проведении дегустации результаты фиксировались в дегустационном
листе. Результаты дегустационной оценки киселей приведены в таблице 76.
Таблица 76 – Дегустационная оценка киселей
Образцы киселей с ПС
1
контрольный образец
(крахмал 3 %)
альгинат натрия 0,3 %
Цвет
2
1,0
Средняя оценка, баллы
Запах Вкус
Консистенция
3
4
5
1,0
2,0
1,0
Итого
6
5,0
1,0
1,0
0,8
2,0
4,8
альгинат натрия 0,5 %
1,0
1,0
0,8
2,0
4,8
альгинат натрия 1 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
камедь конжака 0,5 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
камедь конжака 0,7 %
1,0
1,0
0,7
2,0
4,7
камедь конжака 1 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
ксантановая камедь 0,3 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
ксантановая камедь 0,5 %
1,0
1,0
0,8
2,0
4,8
ксантановая камедь 1 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
крахмал 1 % - альгинат натрия
0,1 %
крахмал 1 % - камедь конжака
0,3 %
крахмал 1 % - ксантановая камедь
0,1 %
крахмал 3 % и сахарозаменитель
«Стевиозид» 0,3 %
альгинат натрия 0,3 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
альгинат натрия 0,5 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
камедь конжака 0,5 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
камедь конжака 0,7 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
ксантановая камедь 0,3 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
0,8
2,0
4,8
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
0,7
2,0
4,7
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
0,8
2,0
4,8
250
Продолжение таблицы 76
1
2
3
4
5
6
ксантановая камедь 0,5 % и сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
крахмал 1 % - альгинат натрия 0,1
% и сахарозаменитель «Стевиозид»
0,3 %
крахмал 1 % - камедь конжака
0,3 % и сахарозаменитель
«Стевиозид» 0,3 %
крахмал 1 % - ксантановая камедь
0,1 % и сахарозаменитель
«Стевиозид» 0,3 %
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
0,9
2,0
4,9
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
1,0
1,0
1,0
2,0
5,0
По результатам дегустационной оценки установлено, что разработанные кисели удовлетворяет вкусовым предпочтениям большинству потенциальных потребителей.
7.3 Безопасность и микробиологические показатели киселей
Микробиологические исследования разработанных видов молокосодержащих киселей, в сравнении с контрольным образцом, проводили сразу после их
приготовления, и после хранения образцов в холодильной камере при температуре 4 ± 2 0С в течение трех суток.
Микробиологические показатели разработанных молокосодержащих киселей после хранения в течение 72 часов в холодильной камере при температуре 4 ±
2°С полностью отвечали требованиям Технического Регламента Таможенного
Союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции»: КМАФАнМ во
всех образцах было менее 2,9 × 104 КОЕ / см3, БГКП и другие патогенные микроорганизмы не были обнаружены ни в одном образце.
По результатам микробиологических исследований даны рекомендации по
сроку хранения разработанных молокосодержащих киселей при температуре 4 ±
2°С не более 72 часов.
251
7.4 Пищевая и энергетическая ценности разработанных киселей
Разработка технологий новых видов киселей позволила обеспечить не только требуемые технологические характеристики и органолептические показатели;
стабильность состава и потребительских свойств в процессе хранения, но и улучшенную пищевую и пониженную энергетическую ценность, по сравнению с традиционным блюдом (таблица 77).
Таблица 77 – Пищевая и энергетическая ценность, химический состав новых
видов киселей
Пищевые вещества
Белок, г
Кисель
по
Новый вид киселя
традиционной
при
полной при частич- при полной замерецептуре
замене крах- ной замене не крахмала на
мала (3 %) на крахмала
НПС
НПС
(0,3 – (1 %) на (0,3 – 0,7 %)
0,7 %)
НПС (0,1 – и сахара на саха0,3 %)
розаменитель
«Стевиозид»
0,3 %
0,4 ± 0,1
0,4 ± 0,1
0,4 ± 0,1
Жир, г
Углеводы, г:
моно и дисахариды
14,5 ± 0,3
лактоза
крахмал
3,0 ± 0,5
пищевые волокна
1,2 ± 0,2
Витамины, мг /100 г
бета-каротин
0,23 ± 0,11
0,0013 ± 0,0001
В1
В2
0,33 ± 0,15
РР
0,02 ± 0,01
С
0,25 ± 0,02
Минеральные вещества, мг / 100 г
Na
10,5 ± 0,3
К
35,5 ± 0,1
Са
3,58 ± 0,12
Энергетическая
110,8
ценность, ккал
0,2 ± 0,1
0,2 ± 0,1
0,2 ± 0,1
14,5 ± 0,2
2,7 ± 0,2
2,5 ± 0,2
14,5 ± 0,3
2,7 ± 0,3
1,0 ± 0,5
2,0 ± 0,3
10,5 ± 0,1
2,7 ± 0,3
2,5 ± 0,2
0,23 ± 0,11
0,25 ± 0,12
0,55 ± 0,13
2,5 ± 0,1
2,5 ± 0,1
0,23 ± 0,11
0,25 ± 0,13
0,55 ± 0,12
2,5 ± 0,1
2,5 ± 0,2
0,23 ± 0,11
0,25 ± 0,12
0,55 ± 0,13
2,5 ± 0,2
2,5 ± 0,1
16,5 ± 0,1
40,5 ± 0,2
3,58 ± 0,12
66,8
16,5 ± 0,2
40,5 ± 0,1
3,58 ± 0,13
78,4
16,5 ± 0,1
40,5 ± 0,1
3,58 ± 0,12
26,8
252
Изучение химического состава новых видов киселей и сопоставление
отдельных показателей с традиционной рецептурой данного продукта, показало
следующее. В результате включения в рецептуру продукта молочной сыворотки
выявлена тенденция в повышении пищевой ценности новых видов киселей по
содержанию белка, молочного сахара и жира, макро- и микроэлементов, витаминов; в результате замены крахмала на некрахмальные полисахариды и сахара на
натуральный сахарозаменитель «Стевиозид» калорийность готового продукта
снизилась соответственно в 1,6 - 4,1 раза.
7.5 Разработка технологии киселей диетического профилактического
питания
По органолептическим и физико-химическим показателям молокосодержащие кисели пастеризованные должны соответствовать требованиям, приведенным
в таблице 78.
Таблица 78 – Органолептические и физико-химические показатели
молокосодержащихкиселей
Показатель
Вкус
Запах
Цвет
Консистенция
Внешний вид
рН
Динамическая
вязкость (η, спз)
Характеристика
Свойственный соответствующему виду ягодного сырья,
без постороннего привкуса
Натуральный, свойственный виду исходного ягодного
сырья, без постороннего запаха
Различных оттенков, свойственный исходному ягодному
сырью
Вязкая, однородная, без комочков
Однородная непрозрачная жидкость с тонкоизмельченной
мякотью, равномерно распределенной по всему объему
4,6 - 4,8
27,5 - 30,5
Данные химического состава и энергетической ценности молокосодержащих киселей приведены в таблице 79.
253
Таблица 79 - Химический состав и энергетическая ценность молокосодержащих
киселей
Пищевые вещества
Молокосодержащие кисели
при полной замене при частичкрахмала (3 %) на ной
замене
НПС (0,3 – 0,7 %)
крахмала
(1 %) на НПС
(0,1 – 0,3 %)
0,4 ± 0,1
0,4 ± 0,1
при полной замене крахмала на
НПС
(0,3 – 0,7 %)
и сахара на сахарозаменитель
«Стевиозид»
0,3 %
0,4 ± 0,1
Жир, г
0,2 ± 0,1
Углеводы, г:
моно и дисахариды
14,5 ± 0,3
лактоза
2,7 ± 0,3
крахмал
пищевые волокна
2,5 ± 0,5
Витамины, мг /100 г
бета-каротин
0,23 ± 0,1
В1
0,25 ± 0,1
В2
0,55 ± 0,1
РР
2,5 ± 0,1
С
2,55 ± 0,1
Минеральные вещества, мг / 100 г
Na
16,5 ± 0,1
К
40,5 ± 0,1
Са
3,58 ± 0,1
Энергетическая
66,8
ценность, ккал
0,2 ± 0,1
0,2 ± 0,1
14,5 ± 0,3
2,7 ± 0,3
1,0 ± 0,5
2,0 ± 0,5
10,5 ± 0,3
2,7 ± 0,3
2,5 ± 0,5
0,23 ± 0,1
0,25 ± 0,1
0,55 ± 0,1
2,5 ± 0,1
2,55 ± 0,1
0,23 ± 0,1
0,25 ± 0,1
0,55 ± 0,1
2,5 ± 0,1
2,55 ± 0,1
16,5 ± 0,1
40,5 ± 0,1
3,58 ± 0,1
78,4
16,5 ± 0,1
40,5 ± 0,1
3,58 ± 0,1
26,8
Белок, г
По микробиологическим показателям молокосодержащие кисели пастеризованные должны соответствовать требованиями, указанным в таблице 80.
Таблица 80 – Микробиологические показатели молокосодержащих киселей
Наименование показателя
КМАФАнМ (КОЕ / см3)
БГКП (колиформы)
Патогенные, в том числе сальмонеллы и L. monocytogenes
S. aureus
Результат анализа
2,9 * 104
не обнаружено в 0,1 см3
не обнаружены 25 см3
не обнаружены 1,0 см3
254
По показателям безопасности молокосодержащие кисели пастеризованные
должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 81.
Таблица 81 – Показатели безопасности молокосодержащих киселей
Наименование показателя
Результат анализа
Афлотоксин М1, мг / см3
менее 0,0005
Пестициды: гексахлорциклогексан (альфа, бета, гамма- изомеры), мг / см3
ДДТ и его метаболиты, мг / см3
менее 0,050
Токсичные элементы, мг / см3
Радионуклиды, Бк / см3
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
цезий – 137
стронций - 90
менее 0,050
0,022
менее 0,002
менее 0,020
менее 0,002
менее 2,2
менее 1,5
В таблице 82 представлены рецептуры молокосодержащих киселей с пищевыми волокнами (в качестве примера приведены рецептуры белково-углеводной
основы «Тыква» при полной и частичной замене крахмала на альгинат натрия, для
других НПС разработаны аналогичные рецептуры).
255
Таблица 82 - Рецептуры молокосодержащих киселей
(на примере белково-углеводной основы «Тыква»)
Сырье
Расход сырья, кг
при полной заме- при частичной
не крахмала на замене крахмала
альгинат натрия
на альгинат натрия
при полной замене
крахмала на альгинат
натрия и сахара на сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %
Молочная
сыворотка
Тыквенный сок
751,5
743,5
758,7
255,0
255,0
255,0
Сахар-песок
10,2
10,2
-
Сахарозаменитель
-
-
3,0
Альгинат натрия
3,0
1,0
3,0
Крахмал
-
10,0
-
Лимонная кислота
0,3
0,3
0,3
Итого
1020,0
1020,0
1020,0
Выход продукта
1000,0
1000,0
1000,0
Технологическая схема производства молокосодержащих киселей приведена на рисунке 63.
256
Приготовление сока из
плодово-ягодного сырья
с сахаром или сахарозаменителем
«Стевиозидом»
Получение молочной
сыворотки
Очистка, охлаждение,
резервирование
НПС
Молочная
сыворотка
Набухание ПД
t = 20 °С,
τ = 40 мин
Растворение ПД
t = 80 °С,
τ = 30 мин
Составление белково-углеводной основы
Пастеризация белково-углеводной основы
t = 85 - 87 °С, τ = 5 - 7 мин
Охлаждение t = 40 - 45 °С,
внесение лимонной кислоты
Расфасовка, упаковка, маркировка
Хранение t = 4 ± 2 °С не более 72 часов
Рисунок 63 - Технологическая схема производства молокосодержащих киселей
Для приготовления молокосодержащих киселей используют белковоуглеводную основу, составленную из свежей молочной сыворотки (кислотностью
не выше 60 °Т) и натуральных плодово-ягодных соков.
Натуральные плодово-ягодные соки готовят следующим образом. Инспекцию плодово-ягодного сырья по качеству производят на столах или ленточных
конвейерах, а затем направляют на мойку, которая осуществляется с целью уда-
257
ления механических загрязнений, микроорганизмов и ядохимикатов с поверхности ягод.
Моют чистой проточной водой, отвечающей требованиям к питьевой воде,
ягоды ополаскивают под душем, косточковые плоды (вишни и сливы) - в моечной
машине типа КУМ-1. Затем на сортировочно-инспекционном транспортере удаляют пораженные и недозрелые ягоды и посторонние примеси. У плодов шиповника удаляют чашелистики. В очищенных зернах допускаются примеси в виде
обрывков кожицы и пленок не более 10 %.
Для облегчения выделения сока ягоды дробят. При дроблении необходимо
стремиться к тому, чтобы количество раздробленных клеток мякоти составило не
менее 75 %.
Косточковые плоды измельчают на вальцовых дробилках так, чтобы косточки оставались целыми. Количество дробленых косточек не должно превышать
15 % к массе мезги. Сливы при вальцевании должны только сплющиваться, но не
терять своей целости. Яблоки и тыкву режут на небольшие кусочки, зрелые ягоды
смородины не дробят.
Повышение выхода сока, облегчение и ускорение прессования обеспечивают подготовкой мезги к извлечению сока ее нагреванием, обеспечивающим коагуляцию белковых веществ, повышением проницаемости клеточной ткани, инактивированием ферментов, облегчением перехода красящих веществ из кожицы в
сок. Нагревают мезгу или целые ягоды: смородину до 30 - 35 °С, яблоки и вишню
до 70 - 72 °С, тыкву до 55 - 70 °С. При нагревании к плодам добавляют 10 - 15 %
воды.
Для получения сока мезгу ягод прессуют на прессах различных систем: гидравлических, винтовых или пневматических. Применять сразу сильное давление
нельзя, так как это приведет к закупориванию каналов в мезге для движения сока
и уменьшит его выход.
При прессовании их на шнековых прессах давление на выходе регулируется
таким образом, чтобы исключить перетирание косточек.
258
Очистка сока для удаления крупных взвесей осуществляется на очистителе
грубых примесей типа КС - 12 или на сите с диаметром отверстий 0,75 мм.
Осветление сока не применяется. Готовый сок охлаждают до температуры 4
- 6 °С.
Смешивают натуральный плодово-ягодный сок и молочную сыворотку в
соотношениях, предусмотренных рецептурой.
Полученную белково-углеводную основу нагревают до температуры 85 87°С и при непрерывном перемешивании вводят подготовленные растворенные
полисахаридные добавки. Полученную массу при перемешивании выдерживают
при температуре 85 - 87 °С в течение 5 – 7 минут.
Кисели охлаждают до температуры 40 - 45 °С, вносят расчетное количество
лимонной кислоты и направляют на расфасовку в полистироловые бутылочки
вместимостью 0,5 кг.
Хранят продукт при температуре 4 ± 2 °С не более 72 часов.
7.6 Медицинский аспект употребления молокосодержащих киселей с
пищевыми волокнами
Среди прочих заболеваний, остро стоит проблема, связанная с нарушением
работы желудочно-кишечного тракта: гастритами, колитами, язвами желудка и
двенадцатиперстной кишки и др. Одним из способов улучшения ситуации в данной области является введение в постоянный рацион безалкогольных напитков
вязкой консистенции - киселей. Употребление киселей в ежедневном рационе
препятствует перееданию, способствует перевариванию пищи, положительно
влияет на микрофлору кишечника, а также нормализует обмен веществ и уровня
сахара в крови.
Лечебно-профилактические свойства киселя обусловлены наличием в рецептуре картофельного крахмала, обладающего вяжущим, обволакивающим и антацидным эффектом.
259
В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в
пищеварительном тракте, при этом распад начинается еще во рту. Слюна во рту
частично превращает его в мальтозу. В кишечнике мальтоза гидролизируется до
моносахаридов, которые проникают через стенки кишечника, где они превращаются в фосфаты, конечный результат гидролиза - глюкоза.
Одними из полезных свойств крахмала является то, что крахмал влияет на
понижение кислотности в пищеварительном тракте, а также обладает обволакивающими свойствами, которые эффективно снижают риски язвенных образований в желудке.
Однако, не смотря на положительные свойства крахмала, он является высококалорийным углеводом, и некоторым людям необходимо контролировать и
снижать потребеление таких продуктов.
Следует отметить, что включение разработанных киселей в ежедневные рационы питания, с одной стороны, позволит восполнить дефицит недостающих эссенциальных микронутриентов (витаминов, минералов, аминокислот, пребиотиков и т.п.) в рационах питания россиян, что будет повышать функциональные резервы организма и способствовать сохранению здоровья и профилактике заболеваний у здоровых и условно здоровых пациентов, с другой стороны, повышать
питательную и терапевтическую ценность лечебных и реабилитационных рационов питания у пациентов с неинфекционными, алиментарно - зависимыми заболеваниями (атеросклероз, инсулин независимый сахарный диабет, заболевания системы пищеварения, заболевания опорно-двигательного аппарата и пр.) на фоне
снижения дозы фармакологических препаратов, сокращения времени лечения и
повышения качества жизни данной категории пациентов [192].
7.7 Заключение по седьмой главе
Проведены исследования по изучению влияния температуры и продолжительности тепловой обработки на реологические свойства киселей. Выбран режим
тепловой обработки при температуре 85 - 87 оС в течение 5 - 7 мин.
260
При создании нового ассортимента киселей улучшенной пищевой ценности
и пониженной энергетической ценности предложено использовать некрахмальные
полисахариды и их концентрационные интервалы (альгинат натрия 0,3 - 0,5 %,
ксантановая камедь 0,3 - 0,5 %, камедь конжака 0,5 - 0,7 %) в сочетании с сывороточным белком 0,4 %, обладающие функцией загущения при полной и частичной
замене крахмала в рецептуре киселей.
При частичной замене крахмала на НПС наиболее высокие характеристики
имели кисели с парой полисахаридов: крахмал (1,5 %) и альгинат натрия (0,1 %),
крахмал (1 %) и альгинат натрия (0,3 %), крахмал (1 %) и камедь конжака (0,1 %),
крахмал (1 %) и ксантановая камедь (0,1 %). Разработанные кисели имели однородную, вязкую консистенцию, присущую контрольному образцу.
Изучены ассоциативные взаимодействия в смесях гидроколлоидов с целью
расширения функционально-технологических свойств гидроколлоидов и получения молокосодержащих киселей с улучшенными технологическими свойствами.
Экспериментально установлены концентрации ВЭП и альгината натрия (0,2
- 0,3 %) в системах с сывороточным белком 0,4 – 0,8 %, способствующие получению геля в условиях, при которых ни один из полисахаридов не желирует, т.е. в
отсутствии сахара, который необходим для застудневания растворов пектина, и в
отсутствии ионов кальция, необходимых для желирования альгината.
Установлено, что камедь конжака (0,2 %) проявляет синергетическое взаимодействие с ксантановой камедью (0,5 %) и СБ (0,4 %) с образованием эластичного геля.
Разработанные технологии и рецептуры киселей, обладающих приятными
органолептическими показателями, улучшенной пищевой ценностью, благодаря
наличию в своем составе молочной сыворотки, и имеющие пониженную энергетическую ценность за счет замены крахмала на НПС и/или сахара на натуральный
сахарозаменитель «Стевиозид» 0,3 %, по сравнению с традиционным блюдом, могут быть рекомендованы в диетическом профилактическом питании.
261
Глава 8. Разработка технологии творожных полуфабрикатов для
сырников с комплексом пищевых волокон
В данной главе диссертационной работы представлены результаты исследований по разработке технологий и рецептур творожных полуфабрикатов для сырников диетического профилактического питания с заменой части муки, высококалорийного продукта, на витаминно-полисахаридную добавку, полученную нами
из сорта тыквы «Волжская Серая» (по первой рецептуре) и с заменой части творога на тыквенное пюре, в целях экономии сырья и разработки полезного продукта,
и комплексную пищевую добавку «Citri-Fi» в качестве структурообразователя (по
второй рецептуре).
8.1 Изучение физико-химических свойств творожных полуфабрикатов с
использованием продуктов переработки тыквы
На основании проведенных исследований, представленных в третьей главе
диссертационной работы, были выбраны лучшие образцы творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы и пищевыми волокнами «Citri-Fi». В исследуемых образцах творожных полуфабрикатов исследовали активную кислотность, массовую долю влаги и активность воды криоскопическим методом. Для
исследования были выбраны творожные полуфабрикаты, выработанные из творога 5 % жирности. Полученные данные представлены в таблице 81.
Как видно из таблицы 83, творожные полуфабрикаты с продуктами переработки тыквы и пищевыми волокнами «Citri-Fi», по сравнению с контрольным образцом, характеризуются пониженной массовой долей влаги, благодаря хорошей
влагосвязывающей способности ВПД и пищевых волокон «Citri-Fi». В опытных
образцах творожных полуфабрикатов активная кислотность и показатель активности воды повышаются.
262
Таблица 83 - Физико-химические показатели полуфабрикатов творожных с продуктами переработки тыквы и пищевыми волокнами «Citri-Fi»
63,5 ± 0,5
63,0 ± 0,5
61,5 ± 0,3
Активная
кислотность,
рН
4,18 ± 0,05
4,29 ± 0,02
4,31 ± 0,03
0,9568 ± 0,0006
0,9654 ± 0,0009
0,9676 ± 0,0005
62,5 ± 0,5
4,36 ± 0,03
0,9660 ± 0,0006
63,0 ± 0,2
4,38 ± 0,03
0,9670 ± 0,0006
Наименование
изделия
Массовая доля
влаги, %
контрольный образец
образец с 5 % ВПД
образец с 7 % ВПД
образец с 3 % тыквенного пюре и
3 % ПВ «Citri-Fi»
образец с 5 % тыквенного пюре и
3 % ПВ «Citri-Fi»
Активность
воды, Аw
Функционально-технологические свойства творожных полуфабрикатов характеризовали по влагосвязывающей (ВСС) и водоудерживающей (ВУС) способностям. Результаты исследования представлены на рисунке 64.
Рисунок 64 - Функционально-технологические свойства
творожных полуфабрикатов
Как видно из рисунка 64, ВПД и пищевые волокна «Citri-Fi» способствуют
повышению ВСС и ВУС опытных образцов творожных полуфабрикатов в среднем на 12 – 14 %, по сравнению с контрольным образцом.
263
8.2 Оценка органолептических показателей творожных полуфабрикатов
с продуктами переработки тыквы. Химический состав и энергетическая
ценность
Органолептическая оценка творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы проводилась по пятибалльной шкале. Данные исследования органолептической оценки творожных полуфабрикатов представлены в таблицах 84,
85.
Таблица 84 - Органолептические показатели творожных полуфабрикатов с ВПД
Наименование
изделия
Контрольный
образец
Образец
с 1 % ВПД
Образец
с 3 % ВПД
Образец
с 5 % ВПД
Показатели
Консистенция
Консистенция
однородная,
мажущаяся, без
комочков творога и муки
Однородная,
без комочков
творога и ВПД
Цвет
Вкус
Белый, равномер- Чистый, кислоный по всей массе молочный, без
посторонних
привкусов
Запах
Чистый, кисломолочный,
без посторонних запахов
Белый, равномер- Чистый, кислоный по всей массе молочный, без
посторонних
привкусов
Чистый, кисломолочный,
без посторонних запахов
Однородная,
Белый, со слегка
без комочков желтоватым оттворога и ВПД тенком,
равномерный по всей
массе
Однородная,
Желтоватый, равбез комочков номерный по всей
творога и ВПД массе
Образец
с 7 % ВПД
Однородная,
Золотистый, равбез комочков номерный по всей
творога и ВПД массе
Образец
с 10 % ВПД
Однородная,
Золотистый, равплотная,
без номерный по всей
комочков тво- массе
рога и ВПД
Чистый, кисло- Чистый, кимолочный
сломолочный
Чистый, кисло- Чистый, кимолочный, по- сломолочный,
слевкусие тыквы с запахом тыквы
Чистый, кисло- Чистый, кимолочный, ощу- сломолочный,
тим вкус тыквы
с запахом тыквы
Сильно
выра- С выраженженный
вкус ным запахом
тыквы
тыквы
264
Таблица 85 - Органолептические показатели творожных полуфабрикатов
с тыквенным пюре и комплексной пищевой добавкой «Citri-Fi»
Наименование
изделия
Контрольный
образец
Показатели
Консистенция
Внешний вид
Вкус
Консистенция
Белый, равномер- Чистый, кислооднородная,
ный по всей массе молочный, без
мажущаяся, без
посторонних
комочков твопривкусов
рога и муки
Образец
Однородная,
Белый, равномер- Чистый, кислос 1 % ТП
плотная
ный по всей массе молочный, без
посторонних
привкусов
Образец с 3 % Однородная,
Белый, со слегка Чистый, кислоТП и 3 % ПВ
плотная
желтоватым от- молочный
«Citri-Fi»
тенком,
равномерный по всей
массе
Образец с 5 % Однородная,
Желтый, равно- Чистый, кислоТП и 3 % ПВ плотная
мерный по всей молочный, по«Citri-Fi»
массе
слевкусие тыквы
Образец с 7 % Мажущаяся
ТП и 3 % ПВ
«Citri-Fi»
Желтый, равно- Выраженный
мерный по всей вкус тыквы
массе
Запах
Чистый, кисломолочный,
без посторонних запахов
Чистый, кисломолочный,
без посторонних запахов
Чистый, кисломолочный
Чистый, кисломолочный,
с запахом тыквы
Выраженный
запах тыквы
По результатам органолептической оценки было установлено, что для приготовления творожных полуфабрикатов доза вносимой ВПД может составлять 3 7 %, а тыквенного пюре - 3 - 5 %. При увеличении дозы вносимых добавок для
ВПД выше 10 %, для тыквенного пюре выше 5 % полуфабрикаты имели сильно
выраженный вкус и аромат тыквы, что ухудшало их потребительские характеристики. Кроме того, изделия с использованием 7 % тыквенного пюре имели мажущуюся консистенцию и плохо формовались.
Химический состав и энергетическая ценность разработанных творожных
полуфабрикатов представлены в таблице 86.
265
Таблица 86 - Химический состав и энергетическая ценность разработанных
творожных полуфабрикатов
Виды творожных
изделий
Контрольный образец
Образец с ВПД 5 %
Образец с ВПД 7 %
Образец с ТП 3 % и
ПВ «Citri-Fi» 3 %
Образец с ТП 5 % и
ПВ «Citri-Fi» 3 %
Массовая доля
белка, %
14,0 ± 0,01
12,5 ± 0,02
12,1 ± 0,01
13,5 ± 0,01
Массовая
доля жира,
%
4,0 ± 0,1
4,0 ± 0,2
4,0 ± 0,3
4,0 ± 0,2
Массовая доля
усвояемых углеводов, %
20,5 ± 0,3
17,5 ± 0,1
16,0 ± 0,2
18,5 ± 0,1
Энергетическая
ценность,
ккал / 100 г
170,0
152,5
145,2
160,3
13,0 ± 0,03
4,0 ± 0,3
18,3 ± 0,3
157,5
Анализируя данные таблицы 86 видно, что разработанные творожные полуфабрикаты с продуктами переработки тыквы отличаются от контрольного образца пониженным содержанием усвояемых углеводов и, как следствие, пониженной энергетической ценностью.
8.3 Микробиологические показатели, безопасность и сроки хранения
готовых продуктов
Микробиологические исследования творожных полуфабрикатов, в сравнении с контрольным образцом, исследовали сразу после приготовления и через 72
часа хранения полуфабрикатов при температуре 4 ± 2 °С. Бактерии группы кишечной палочки (БГКП) и другие патогенные микроорганизмы не были выявлены
ни в одной пробе.
Микробиологические показатели творожных полуфабрикатов с продуктами
переработки тыквы представлены в таблице 87.
266
Таблица 87 - Микробиологические показатели творожных полуфабрикатов
с продуктами переработки тыквы
Наименование
образца
КМАФАнМ
БГКП
(колиформы)
E.coli
S.aureus
Proteus
Патогенные, в
том числе
сальмонеллы
Контрольный образец
После
приготовления
творожной основы
Через 24 ч хранения творожной основы
5  102
-
-
-
-
-
9  102
-
-
-
-
-
Творожные полуфабрикаты с ВПД
Образец с 5 % ВПД
После
приготовления
творожной основы
Через 24 ч хранения творожной основы
5  102
-
-
-
-
-
6  102
-
-
-
-
-
Образец с 7 % ВПД
После
приготовления
5  102
творожной основы
Через 24 ч хранения тво5  102
рожной основы
Творожные полуфабрикаты с тыквенным пюре и ПВ «Citri-Fi»
Образец с ТП 3 % и ПВ «Citri-Fi» 3 %
После
приготовления
5  102
творожной основы
Через 24 ч хранения тво7  102
рожной основы
Образец с ТП 5 % и ПВ «Citri-Fi» 3 %
После
приготовления
5  102
творожной основы
Через 24 ч хранения тво6  102
рожной основы
-
-
-
На основании проведенных микробиологических исследований и рекомендаций ТР ТС 021/2011 продолжительность хранения творожных полуфабрикатов
составила: при температуре 4 ± 2 °С не более 72 часов с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятии-изготовителе не более 12
267
часов; творожных полуфабрикатов замороженных при условии упаковывания их в
тару с полимерной пленкой и при температуре хранения не выше минус 4 ± 2 °С
не более 35 суток; творожных полуфабрикатов замороженных при условии упаковывания их в тару с полимерной пленкой и при температуре хранения не выше
минус 18 ± 1 °С не более 5 месяцев.
Об интенсивности окислительных процессов, происходящих в творожных
полуфабрикатах, выработанных из творога 5 % жирности, в процессе хранения
при температуре не выше минус 18 ± 1 °С не более 5 месяцев, судили по изменению перекисного числа жира (рисунок 65).
Перекисное число, ммоль кислорода/кг
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
1
2
3
4
5
Срок хранения, месяцы
Творожные полуфабрикаты (контроль)
Творожные полуфабрикаты с ВПД
Творожные полуфабрикаты с ТП и ПВ «Citri-Fi»
Рисунок 65 – Изменение перекисного числа жира творожных полуфабрикатов
при хранении (температура минус 18 ± 1 °С не более 5 месяцев)
В результате исследований установлено, что при хранении отмечалось замедление окисления жиров в творожных полуфабрикатах с продуктами переработки тыквы, что, по-видимому, связано с наличием в продуктах переработки тыквы пектиновых веществ, антисептические свойства которых известны [12] и ве-
268
ществ с антиоксидантным эффектом, таких как - β-каротин, витамин С, калий [31,
171, 172].
Полученные данные позволяют продлить срок хранения творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы, по сравнению с контрольным образцом, на 1,5 – 2 месяца.
8.4 Разработка технологии творожных полуфабрикатов для сырников с
комплексом пищевых волокон
Разработаны технические условия и технологические инструкции на творожные полуфабрикаты с продуктами переработки тыквы: ТУ 9222-00100493497-2014 Полуфабрикаты творожные замороженные. Сырники творожные с
витаминно-полисахаридной добавкой (рисунок 66) и ТУ 9222-002-00493497-2014
Полуфабрикаты творожные замороженные. Сырники творожные с комплексом
пищевых волокон.
Рисунок 66 - Сырники творожные с витаминно-полисахаридной добавкой
269
По органолептическим показателям полуфабрикаты творожные с продуктами переработки тыквы должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 88.
Таблица 88 – Органолептические показатели полуфабрикатов творожных
с продуктами переработки тыквы
Наименование
показателя
Консистенция
Вкус и запах
Цвет
Характеристика
Консистенция однородная, в меру плотная, без комочков
творога, муки и используемых продуктов переработки тыквы.
Кисломолочные, со свойственным вкусом и ароматом тыквы. Вкус сладкий, с привкусом тыквы.
От светло-желтого до желтого, равномерный по всей массе.
По физико-химическим показателям полуфабрикаты творожные с продуктами переработки тыквы должны соответствовать следующим показателям и
нормам, указанным в таблице 89.
Таблица 89 – Физико-химические показатели полуфабрикатов творожных
с продуктами переработки тыквы
Наименование показателя
Содержание влаги, %, не более
Содержание сухих веществ, %, не менее
Содержание жира, %, не менее
Содержание сахара, %, не менее
Титруемая кислотность, °Т
Фосфатаза
Температура при выпуске с
предприятия, °С
Нормы
п/ф из обезжиренно- п/ф из творога 5 %
го творога
жирности
75,0
70,0
27,0
30,0
1,5
3,5
8,0
8,0
200 - 205
195 - 197
отсутствует
отсутствует
- 18 ± 1
- 18 ± 1
По микробиологическим показателям творожные полуфабрикаты с продуктами переработки тыквы должны соответствовать требованиями, указанным в
таблице 90.
270
Таблица 90 – Микробиологические показатели творожных полуфабрикатов
с продуктами переработки тыквы
Наименование показателя
Масса продукта (г), в
которой не
допускаются
БГКП
(колиформы)
Патогенные, в том
числе сальмонеллы
S. aureus
Плесени, КОЕ / г, не более
Дрожжи, КОЕ / г, не более
Допустимое количество микроорганизмов
или масса продукта, в которой не допускаются микроорганизмы
0,01
25
0,1
50
100
По показателям безопасности творожные полуфабрикаты с продуктами переработки тыквы должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 91.
Таблица 91 - Показатели безопасности творожных полуфабрикатов с продуктами
переработки тыквы
Наименование показателя
Токсичные элементы
свинец
мышьяк
кадмий
ртуть
Микотоксины: афлатоксин М1
Пестициды: гексахлорциклогексан
(альфа, бета, гамма- изомеры)
ДДТ и его метаболиты
Радионуклиды
Антибиотики:
Допустимые уровни,
мг / кг, не более
0,3
0,2
0,1
0,02
0,0005
1,25
Примечание
в пересчете
на жир
1,0
то же
цезий – 137
стронций-90
левомицетин
тетрациклиновая группа
100
25
не допускается
не допускается
Бк / кг
то же
стрептомицин
не допускается
пенициллин
не допускается
271
Рецептуры творожных полуфабрикатов с продуктами переработки тыквы
представлены в таблице 92.
Таблица 92 - Рецептуры творожных полуфабрикатов с продуктами переработки
тыквы
Сырье
Творог
Сахар-песок
Соль поваренная
Мука пшеничная
Яйца куриные
ВПД
Тыквенное пюре
Комплексная пищевая добавка «Citri-Fi»
Вода
Итого
Выход продукта
Расход сырья, кг
Полуфабрикаты
Полуфабрикаты творожные с
творожные с ВПД
тыквенным пюре и комплексной пищевой добавкой
«Citri-Fi»
632,4
686,7
82,6
83,6
5,1
5,1
44,9
49,6
40,8
40,8
71,4
50,0
30,0
142,8
1020,0
1000,0
1020,0
1000,0
На основании проведенных исследований была разработана технология
производства творожных полуфабрикатов для сырников с продуктами переработки тыквы (рисунок 67).
272
Получение
тыквенного
пюре
Мука, сахар-песок
Мойка, очистка
и измельчение
тыквы
Просеивание
Творог
Яйца
куриные
Соль поваренная
ВПД
Смешивание
Разваривание
и протирка
тыквенного
пюре
По 1 рецептуре
По 2 рецептуре
Замес и приготовление творожной основы τ = 20 мин
Гомогенизация и
охлаждение
Комплексная пищевая добавка
«Citri-Fi»
Получение
ВПД из жома тыквы
Охлаждение t 4 ± 2 °C
и формование изделий
Вода
Гидратация
t = 20 - 25 °C,
τ = 25-35 мин
Внесение
ВПД
в творожную
основу
Замораживание и хранение
t минус 4 ± 2 °C не более 35 суток
t минус 18 ± 1 °C не более 5 месяцев
Рисунок 67 – Общая технологическая схема производства творожных
полуфабрикатов для сырников с продуктами переработки тыквы
Все необходимые компоненты принимают по количеству и качеству,
установленному ОТК (лабораторией) предприятия.
Муку, полученную непосредственно после помола, сначала выдерживают
при температуре 23 ± 3 °С и относительной влажности воздуха 80 ± 5 % не менее
7 суток, а затем просеивают.
Сахар-песок просеивают через сито с ячейками размером 3 - 5 мм и
количеством 1 - 2 ячейки на 1 см2.
Качество куриных яиц проверяется с помощью овоскопа. Затем яйца
промывают в проточной воде, дезинфицируются 2 %-ным раствором хлорной
извести с содержанием 25 %-ного активного хлора или чистой водой. Вымытые
яйца должны немедленно перерабатываться, хранение их запрещается. Яйца (не
273
более двух яиц) разбиваются над небольшой посудой. Содержимое яиц
осматривается и проверяется на доброкачественность. Затем яйца сливают в
общую посуду и тщательно перемешивают.
Тыквенный порошок получают путем высушивания мякоти тыквы мягким
способом сушки. Тыкву моют, снимают кожуру, отжимают сок, мякоть тыквы
высушивают. Полученный сухой порошок размалывают. Навеску тыквенного порошка замачивают в равном объеме дистиллированной воды и оставляют на 20
мин для набухания и растворения.
Тыквенное пюре готовят из отварной тыквы следующим образом: тыкву
моют, очищают и режут на кубики. Подготовленное сырье разваривают до готовности в течение 15 - 20 минут, охлаждают и пропускают через протирочную машину.
Приготовление замеса творожной основы для сырников проводят следующим образом. В фаршмешалку или машину аналогичного назначения выкладывают ингредиенты по рецептуре: творог, соль, сахар, яйца, муку и продукты переработки тыквы. Смесь перемешивается до получения однородной массы и равномерного распределения в ней всех составных частей.
Подготовленную творожную основу охлаждают на охладителе до температуры 4 ± 2 °С и направляют на формование. Чтобы творожная основа не прилипала к штамповочному барабану, его периодически смазывают растительным маслом или творожную основу непрерывно посыпают мукой. Собранную муку повторно используют при замесе творожной основы.
Тара и упаковочные материалы, применяемые для расфасовки и упаковки,
должны соответствовать требованиям действующих стандартов или технических
условий и обеспечивать сохранность продукта.
После формования творожные полуфабрикаты направляют в морозильную
камеру для замораживания до температуры не выше минус 18 ± 1 °С или минус 4
± 2 °С, после чего технологический процесс считается законченным и продукт
готов к реализации.
274
Продолжительность хранения творожных полуфабрикатов при температуре
4 ± 2 °С не более 72 часов с момента окончания технологического процесса, в том
числе
на
предприятии-изготовителе
не
более
12
часов;
творожных
полуфабрикатов замороженных при условии упаковывания их в тару с
полимерной пленкой и при температуре не выше минус 4 ± 2 °С не более 35
суток; творожных полуфабрикатов замороженных при условии упаковывания их в
тару с полимерной пленкой и при температуре не выше минус 18 ± 1 °С не более
5 месяцев.
8.5 Заключение по восьмой главе
Рациональное использование природно-сырьевых ресурсов и обеспечение
населения высококачественными, биологически полноценными и безопасными
продуктами питания является важной стратегической задачей развития агропромышленного комплекса России. В сложившихся условиях поиск новых биокорректоров различной функциональной направленности из доступного и сравнительно недорогого отечественного сырья, разработка технологий пищевых продуктов с такими добавками и изучение их потребительских свойств является актуальной задачей пищевой и перерабатывающей промышленности.
Одним из видов растительного сырья, имеющего в своем составе широкий
спектр веществ функциональной направленности (пищевые волокна, пектиновые
вещества, клетчатка, витамины, минералы и др.), являются продукты переработки
тыквы. Согласно полученным данным, продукты переработки тыквы характеризуются высокими массовыми долями таких жизненно важных макро-и микроэлементов, как калий, кальций, магний, железо, натрий, витаминами (аскорбиновой кислотой, β-каротином), пищевыми волокнами, в том числе пектиновыми веществами.
С целью расширения ассортимента изделий из творога, обогащения их витаминами, макро- и микроэлементами, комплексом полисахаридов, в том числе
пектиновыми веществами, при снижении калорийности нами исследована возможность замены части пшеничной муки (высококалорийного продукта питания)
275
на витаминно-полисахаридную добавку – порошок тыквы и тыквенное пюре (при
замене части творога) и ПВ «Citri-Fi» в технологии творожных полуфабрикатов
для сырников.
Одним из важных технологических аспектов производства обогащенных
пищевых продуктов является выбор стадии внесения обогащающей добавки в ходе технологического процесса, обеспечивающей максимальную сохранность вносимых микронутриентов добавки. Поэтому при разработке технологии творожных полуфабрикатов изучено влияние стадий подготовки и внесения продуктов
переработки тыквы в творожную основу. Изучено влияние ВПД и тыквенного
пюре на свойства творожных полуфабрикатов. Количество вносимой ВПД варьировали от 1 до 10 %, количество вносимого тыквенного пюре от 1 до 5 %. Для
приготовления творожных полуфабрикатов использовали творог 5 % жирности.
По результатам органолептической оценки было установлено, что для приготовления творожных полуфабрикатов из творога 5 % жирности доза вносимой
ВПД должна составлять 5 - 7 %, а тыквенного пюре 3 - 5 %.
На основании проведенных исследований было установлено, что: введение
ВПД и тыквенного пюре в рецептуру творожных полуфабрикатов в установленных количествах улучшает качество структуры, консистенцию и вкус готовых изделий - внесение продуктов переработки тыквы придает приятный сладковатый
вкус готовым изделиям; калорийность творожных полуфабрикатов снижается, по
сравнению с контрольным образцом; пищевая ценность творожных полуфабрикатов улучшается, продукт обогащается макро- и микроэлементами, витаминами (βкаротином, аскорбиновой кислотой), пищевыми волокнами, в том числе пектиновыми веществами; при добавлении ВПД в творожные полуфабрикаты в количестве 7 - 10 % готовый продукт может быть отнесен к продуктам функционального
питания.
Полученные результаты дают основание считать, что данные продукты переработки тыквы целесообразно использовать в технологии творожных полуфабрикатов для сырников в качестве дополнительного источника пищевых волокон, макрои микроэлементов, витаминов.
276
Основные результаты и выводы
1. Анализ результатов маркетинговых исследований выявил, что население
г. Саратова и Саратовской области информировано о продуктах на основе молочной сыворотки и продуктах, содержащих пищевые волокна, об их пользе для здоровья. Значительная часть населения (43 %) предпочитают продукты на основе
молочной сыворотки в виде напитков, но только малый процент опрошенных (31
%) употребляют указанные продукты. Большинство респондентов (54 %) следят
за рационом своего питания и связывают его с физиологическим состоянием здоровья. Половина опрошенных респондентов (54 %) готова употреблять продукты
на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами.
Проведенные исследования послужили основанием для выбора пищевой
продукции (кислородсодержащие и аэрированные продукты, кисели, творожные
полуфабрикаты), широко используемой в настоящее время в питании, и рецептурных ингредиентов с целью разработки технологий молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического питания.
Сконструированы белково-углеводные основы путем комбинирования различных композиций молокосодержащей составляющей и плодово-ягодного сырья, обеспечивающие физиологический эффект, требуемые технологические
свойства и высокие сенсорные характеристики молокосодержащих продуктов.
Проведен расчет биологической ценности разработанных белково-углеводных
основ.
Исследован состав и свойства продуктов переработки тыквы - витаминнополисахаридной добавки, полученной из жома тыквы «Волжская Серая» и тыквенного пюре. Установлено, что витаминно-полисахаридная добавка характеризуется высокими массовыми долями: витаминов (аскорбиновая кислота 30,0 ± 0,2 мг
/ 100 г, β-каротин 80,0 ± 0,2 мг / 100 г), макро- и микроэлементов (калий 4,3 ± 0,2 г
/ 100 г, кальций 338,0 ± 3,0 мг / 100 г, магний 216,0 ± 2,0 мг / 100 г, железо 3,2 ±
0,2 мг / 100 г, натрий 72,0 ± 2,0 мг / 100 г), пищевых волокон 60,0 ± 0,2 %, в том
числе пектиновых веществ 15,0 ± 0,2 %. Тыквенное пюре содержит в своем соста-
277
ве витамин С 6,5 ± 0,1 мг %, β-каротин 11,3 ± 0,2 мг %, массовую долю пектиновых веществ 1,8 ± 0,1 г / 100 г.
Показана целесообразность использования и установлены оптимальные интервалы внесения продуктов переработки тыквы в рецептуры творожных полуфабрикатов для сырников – ВПД и тыквенного пюре в комбинации с комплексной
пищевой добавкой «Citri-Fi» в качестве стабилизатора текстуры изделий. В зависимости от содержания жира в твороге интервал ВПД варьируется от 5 до 10 %,
тыквенного пюре – от 3 до 5 %, комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» - от 1 до
3 %.
2. Теоретически и экспериментально обоснован выбор пищевых волокон и
их бинарных композиций для возможного применения в технологиях молокосодержащих продуктов. Проведена комплексная оценка технологической эффективности пищевых волокон в различных пищевых системах на молочной основе.
Показано, что проблема изучения взаимодействия пищевых волокон, в том
числе некрахмальных полисахаридов с молочными белками имеет научный и социально значимый подход и не может быть достигнута без экспериментального
подхода к применению ПВ, которые взаимодействуют с молочными белками в
пищевой системе с образованием различных текстур.
Выбраны некрахмальные полисахариды (ВЭП, ксантановая камедь, камедь
рожкового дерева, гуаровая камедь), их бинарная композиция (ВЭП 0,2 % - камедь рожкового дерева 0,1 %) и их оптимальные концентрации в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены - ксантановая камедь 0,1 - 0,2 %; камедь
рожкового дерева 0,1 - 0,2 %; ВЭП 0,1 - 0,2 %; гуаровая камедь с ММ 30 кДа 0,1 0,3 %; гуаровая камедь с ММ 400 кДа 0,1 - 0,2 % в сочетании с сывороточным
белком 0,8 – 3 %, позволяющие увеличить стабильность кислородных пен в 10 20 раз, по сравнению с контрольным образцом.
Использование комплексной пищевой добавки «Citri-Fi» в качестве стабилизатора текстуры кислородсодержащих и аэрированных продуктов целесообразно в концентрациях 0,3 – 0,7 %.
278
При создании нового ассортимента киселей улучшенной пищевой ценности
и пониженной энергетической ценности предложено использовать некрахмальные
полисахариды и их концентрационные интервалы (альгинат натрия 0,3 - 0,5 %,
ксантановая камедь 0,3 - 0,5 %, камедь конжака 0,5 - 0,7 %) в сочетании с сывороточным белком 0,4 %, обладающие функцией загущения при полной и частичной
замене крахмала в рецептуре киселей.
Изучены ассоциативные взаимодействия в системах различных ПС и СБ с
целью расширения их функционально-технологических свойств и получения молокосодержащих киселей с улучшенными технологическими свойствами.
Экспериментально установлены концентрации ВЭП (0,1 - 0,2 %) и альгината натрия (0,2 - 0,3 %) в системах с сывороточным белком 0,4 – 0,8 %, способствующие получению геля в условиях, при которых ни один из полисахаридов не
желирует, т.е. в отсутствии сахара, который необходим для застудневания растворов пектина, и в отсутствии ионов кальция, необходимых для желирования альгината.
Установлено, что камедь конжака (0,2 – 0,3 %) проявляет синергетическое
взаимодействие с ксантановой камедью (0,5 %) и СБ (0,4 %) с образованием эластичного геля. Синергизм гелеобразования с получением эластичных и термообратимых гелей наблюдается также в системах сывороточного белка (0,4 %) с
ксантановой камедью (0,2 – 0,5 %), камедью рожкового дерева (0,2 – 0,3 %) и гуаровой камедью (0,3 %).
3. Выявлены функциональные и технологические закономерности формирования
структурно-механических,
физико-химических,
органолептических
свойств молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами. Установлено, что
использование пищевых волокон улучшает функционально-технологические
свойства разработанных продуктов, по сравнению с традиционными.
4. Разработаны технологические решения по созданию ассортимента молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания с использованием пищевых волокон.
Выполнено комплексное исследование по разработке ассортимента и техно-
279
логий новых видов кислородсодержащих и аэрированных продуктов на основе
молочной сыворотки с пищевыми волокнами, в том числе с некрахмальными полисахаридами в качестве стабилизаторов пен. Разработаны технологические решения по созданию широкого ассортимента молокосодержащих киселей различной текстуры с пищевыми волокнами. Разработаны технология и рецептуры творожных полуфабрикатов для сырников с комплексом пищевых волокон.
5. Исследованы пищевая, энергетическая ценности, органолептические и
физико-химические показатели разработанных продуктов. Определены микробиологические показатели и показатели безопасности новых видов молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами, соответствующие требованиям Технического Регламента Таможенного Союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и Технического Регламента Таможенного Союза 021/2011 «О
безопасности пищевой продукции».
6. Разработана техническая документация на новые технологические решения молокосодержащих продуктов с пищевыми волокнами диетического профилактического питания. Разработки промышленно апробированы и внедрены. Расчет технико-экономических показателей разработанных продуктов питания показал, что производство новых видов молокосодержащих продуктов диетического профилактического питания экономически эффективно и целесообразно.
7. Подтверждено положительное клиническое действие разработанных
кислородсодержащих продуктов на состояние здоровья кардиологических пациентов. Доказана безопасность и целесообразность употребления данных
продуктов в основном варианте диеты пациентов с ХСН I – IV функционального
класса в качестве дополнительной диетологической составляющей.
280
Рекомендации
и
перспективы
дальнейшей
разработки
темы
исследований.
Дальнейшие исследования будут продолжены совместно с работниками
здравоохранения в целях разработки продуктов диетического профилактического
и функционального питания и оценки их эффективности на состояние здоровья
пациентов и спортсменов с кардиоваскулярной патологией и различными неинфекционными заболеваниями. При этом особое внимание будет уделяться разработке персонализации диетотерапии с учетом индивидуальных особенностей конкретного пациента (клинического и пищевого статуса), что положительно будет
влиять на качество жизни пациентов, повышать эффективность медикаментозной
терапии и способствовать улучшению системы здравоохранения.
281
Перечень сокращений и условных обозначений
ВПД – витаминно-полисахаридная добавка
ВСС – влагосвязывающая способность
ВУС – водоудерживающая способность
ВЭП – высокоэтерифицированный пектин
ГМ – гидромодуль
ГСБ – гидролизат сывороточного белка
ЖТ – жом тыквенный
КРД – камедь рожкового дерева
КС - комплексообразующая способность
ММ – молекулярная масса
НПС – некрахмальные полисахариды
НЭП – низкоэтерифицированный пектин
ПВ – пищевые волокна
ПД – полисахаридная добавка
ПДК – предельно допустимые концентрации
ПС – полисахариды
ПТ – порошок тыквы
ТП – тыквенное пюре
282
Список литературы
1. Агаджанян, Н.А. Этюды об адаптации и путях сохранения здоровья / Н.А.
Агаджанян, А.И. Труханов, Б.А. Шендеров. – М.: Сирин, 2002. – 156 с.
2. Агапитова, Л.Э. Применение кислородного коктейля – доступный метод
оксигенотерапии / Л.Э. Агапитова // Курортные ведомости. – 2006. - № 2. – С. 35.
3. Антипова, Л.В. Получение аналогов молочных напитков из нетрадиционного сырья / Л.В. Антипова, В.М. Перелыгин, Е.Е. Курчаева // Вестник РАСХН. 2001. - № 6. - С. 79-81.
4. Антонов, Ю.А. Несовместимость белков и полисахаридов в водных
средах / Ю.А. Антонов, В.Я. Гринберг, В.Б. Толстогузов // Высокомолекулярные
соединения. – 1976. – Т. XVIII Б. – С. 566 – 569.
5. Антонов, Ю.А. Термодинамическая совместимость полисахаридов в
водных
средах
/
Ю.А.
Антонов, М.Г.
Плетенко,
В.Б.
Толстогузов
//
Высокомолекулярные соединения. – 1987. – Т. XXIX А. – С. 2482 – 2486.
6. Антонов, Ю.А. Фазовое состояние систем вода – полисахарид-I –
полисахарид-II
/
Ю.А.
Антонов,
М.Г.
Плетенко,
В.Б.
Толстогузов
//
Высокомолекулярные соединения. - 1987. - т. XXIX A. – C. 2477-2481.
7. Арсеньева, Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 4. Мороженое / Т.П. Арсеньева. – СПб.: ГИОРД, 2002 – 184
с.
8. Архипов, А.Н. Влагоудерживающая способность пищевых волокон / А.Н.
Архипов, А.В. Позднякова // Молочная промышленность. – 2012. - № 6. – С. 70.
9. Бакуменко, О.Е. Научное обоснование и разработка технологий обогащенной пищевой продукции для питания студенческой молодежи: автореф. дис.
… докт. техн. наук: 05.18.01 / Бакуменко Олеся Евгеньевна. – М., 2014. - 47 с.
10. Барановский, А.Ю. Дисбактериоз и дисбиоз кишечника / А.Ю.
Барановский, Э.А. Кондрашина. – СПб.: ГИОРД, 2000. – 290 с.
283
11. Белоусов, А.П. Физико-химические процессы в производстве масла сбиванием сливок / А.П. Белоусов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. –
263 с.
12. Берегова, И.В. Пектины и каррагинаны в молочных продуктах нового
поколения / И.В. Берегова // Молочная промышленность. – 2006. - № 1. – С. 33 –
35.
13. Берк, К. Анализ данных с помощью Microsoft Excel / К. Берк, П. Кэйри:
пер. с англ. – Киев: Вильямс, 2005. – 560 с.
14. Бессонов, В.В. Влияние свойств крахмалов на биодоступность ряда минорных биологически активных компонентов пищевых продуктов и сохранность
их жирового компонента / В.В. Бессонов, О.И. Передеряев, М.Н. Богачук // Вопросы детской диетологии. - 2011. - Т. 9. - № 1. - С. 22-26.
15. Бирштейн, Т.М. Теория конформаций макромолекул / Т.М. Бирштейн //
в кн. Синтез, структура и свойства полимеров. – Л.: Наука, 1989. – С.146-156.
16. Боровиков, В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере для
профессионалов / В.П. Боровиков. – СПб, Питер, 2003. – 688 с.
17. Борукаева, И.Х. Патофизиологическое обоснование применения интервальной гипоксической тренировки и энтеральной оксигенотерапии при бронхиальной астме: автореф. дис. … докт. мед. наук: 14.03.03 / Борукаева Ирина Хасанбиевна. - Владикавказ, 2011. – 40 с.
18. Бугаец, И.А. Разработка рецептур и оценка потребительских свойств
концентратов киселей плодово-ягодных функционального назначения: автореф.
дис. … канд. тех. наук: 05.18.15 / Бугаец Иван Алексеевич. – Краснодар, 2008. –
25 с.
19. Булдаков, А.С. Пищевые добавки: Справочник. – СПб.: «Ut», 1996.– 240
с.
20. Вайнштейн, С.Г. Пищевые волокна в профилактической и лечебной
медицине / С.Г. Вайнштейн, А.М. Масик. – М.: ВНИМИ, 1985. – 120 с.
21. Василевская, Л.С. Физиологические основы проблемы питания / Л.С.
Василевская, Л.Г. Охнянская // Вопросы питания. – 2002. - № 2. - С. 42-44.
284
22. Взаимодействие пищевых волокон с различными функциональными ингредиентами пищи // В.В. Бессонов [и др.] // Вопросы питания. – 2012. - № 3. – С.
41-45.
23. Виноградов, Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. –
М.: Химия, 1977. – 440 с.
24. Влащик, Л.Г. Технология пектина и пектинопродуктов из выжимок
винограда
различных
сортов,
произрастающих
в
Краснодарском
крае:
монография / Л.Г. Влащик. – Краснодар: Куб-ГАУ, 2012. – 168 с.
25. Влодавец, И.Н. К термодинамике дисперсных систем и дисперсных
структур / И.Н. Влодавец. – В кн.: Материалы V Всесоюзной конференции по физико-химической механике. – Уфа, 1971.
26. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. – М.: Химия,
1976. – 512 с.
27. Гаврилов, Г.Б. Пути рационального использования сыворотки / Г.Б. Гаврилов, Э.Ф. Кравченко // Молочная промышленность. – 2012. – № 7. – С. 47–49.
28. Гаппаров, М.Г. Пищевые волокна – необходимый «балласт» в рационе
питания / М.Г. Гаппаров, А.А. Кочеткова, О.Г. Шубина // Пищевая промышленность. – 2006. - № 6. – С. 56-58.
29. Гигиена: учебник, 2-е издание, переработанное и дополненное / Г.И. Румянцев. - М.: ГЭОТАР. МЕД, 2002. – 608 с.
30. Головкова, Е.В. Функциональные молочные напитки с применением
полисахаридов / Е.В. Головкова, Т.К. Каленик, Е.В. Медведева // Пищевые
инновации и биотехнологии: материалы Международной научной конференции. –
Кемерово, 2014. – т. 1. – С. 47-48.
31. Голубев, В.Н. Радиопротекторные и антиоксидантные свойства комбинированных продуктов на основе полифункционального пектина / В.Н. Голубев,
С.Н. Губанов, А.Р. Духанина, У.А. Корниенко // Сб. материалов республиканской
конференции «Химия, медико-биологическая оценка и использование пищевых
волокон». – Одесса, 1988. – С. 35-37.
285
32. ГОСТ 30504-97 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Пламеннофотометрический метод определения содержания калия. – Введ. 1999 – 01 – 01. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999. – 9 с.
33. ГОСТ 26185-84 Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки. Методы анализа. – Введ. 1985 – 01 – 01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2010. – 34 с.
34. ГОСТ 3622-68 Молоко и молочные продукты. Отбор проб и подготовка
их к испытанию. – Введ. 1969 – 01 – 07. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
– 9 с.
35. ГОСТ 3626-73 Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества. – Введ. 1974 – 01 - 07. - М.: ИПК Издательство стандартов,
2004. – 10 с.
36. ГОСТ 3625-84 Молоко и молочные продукты. Методы определения
плотности. – Введ. 1985 – 01 – 07. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 9 с.
37. ГОСТ 26781-85 Молоко. Метод измерения рН. – Введ. 1987 – 01 – 01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 8 с.
38. ГОСТ 26809-86 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу. – Введ. 1987 – 01 – 01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 9 с.
39. ГОСТ 5867-90 Молоко и молочные продукты. Методы определения жира. – Введ. 1991 – 01 – 07. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 12 с.
40. ГОСТ 3624-92 Молоко и молочные продукты. Титрометрические методы определения кислотности. – Введ. 1994 – 01 – 01. - М.: ИПК Издательство
стандартов, 2004. – 8 с.
41. ГОСТ 23327-98 Молоко и молочные продукты. Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка. – Введ.
2000 – 01 – 01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 8 с.
286
42. ГОСТ Р 53430-2009 Молоко и продукты переработки молока. Методы
микробиологического анализа. – Введ. 2011 – 01 – 01. - М.: Стандартинформ,
2010. – 18 с.
43. ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества
мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. – Введ.
1996 – 01 – 01. - М.: Стандартинформ, 2010. – 8 с.
44. ГОСТ 6687.2-90 Продукция безалкогольной промышленности. Методы
определения сухих веществ. – Введ. 1991 – 01 – 07. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 13 с.
45. ГОСТ Р 51301-99 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсичных
элементов (кадмия, свинца, меди и цинка). – Введ. 2000 – 01 – 07. - М.: Стандартинформ, 2010. – 26 с.
46. ГОСТ Р 51962-2002 Продукты пищевые и продовольственное сырье.
Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации мышьяка. – Введ. 2004 – 01 – 01. - М.: Госстандарт России, 2006. – 16 с.
47. ГОСТ Р 52816-2007 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечной палочки. – Введ. 2009 – 01 – 01. - М.:
Стандартинформ, 2010. – 19 с.
48. ГОСТ Р 52814-2007 Продукты пищевые. Методы выявления бактерий
рода Salmonella. – Введ. 2009 – 01 – 01. - М.: Стандартинформ, 2010. – 20 с.
49. ГОСТ Р 54059-2010 Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты
пищевые функциональные. Классификация и общие требования. – Введ. 2012 – 01
– 01. - М.: Стандартинформ, 2012. – 12 с.
50. ГОСТ Р ИСО 22935-2-2011 Рекомендуемые методы органолептической
оценки. Органолептический анализ. Часть 2. Национальный стандарт РФ на молоко и молочные продукты. – Введ. 2011-07-06. – М.: Стандартинформ, 2012. – 19
с.
287
51. ГОСТ Р 51705.1-2001 Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие требования. – Введ. 2001 –
07 – 01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 12 с.
52. ГОСТ 26927-86 Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути. – Введ. 1986 – 01 – 12. - М.: Стандартинформ, 2010. – 46 с.
53.
ГОСТ
Р
51766-2001
Сырье
и
продукты
пищевые.
Атомно-
абсорбционный метод определения мышьяка. – Введ. 2002 – 07 – 01. - М.: Стандартинформ, 2011. – 12 с.
54. Гиршфельдер, Дж. Молекулярная теория газов и жидкостей / Дж. Гиршфельдер, Ч. Кертисс, Р. Берд. – М.: Изд-во ИЛ, 1961. – 935 с.
55. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов /
Ю.П. Грачев, Плаксин Ю.М. – М.: Дели принт, 2005. - 80 с.
56. Гриффит, В. Витамины, травы, минералы и пищевые добавки. Справочник / В. Гриффит. – СПб: ФАИР-ПРЕСС, 2000. – 1056 с.
57. Губина, И.В. «Цитри-фай» расширяет возможности производителя / И.В.
Губина // Переработка молока. – 2011. - № 3. – С. 51.
58. Гурвич, М.М. Диета при сердечно-сосудистых заболеваниях / М.М. Гурвич. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – 352 с.
59. Гурова, Н.В. Влияние рН и присутствия ионов кальция на растворимость
молочных белков/ Н.В. Гурова, Е.Н. Баженова // Переработка молока. – 2008.№2. – С. 55-56.
60. Дакуорт, Р.Б. Вода в пищевых продуктах / Р.Б. Дакуорт. – М.: Пищевая
промышленность, 1980. – 386 с.
61. Дерягин, Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок / Б.В.
Дерягин. – М.: Наука, 1986. – 206 с.
62. Дмитриенко, Е.Г. Энтеральная оксигенотерапия в комплексном восстановительном лечении детей с хроническими болезнями органов дыхания: автореф. дис. … канд. мед. наук: 14.03.11 / Дмитриенко Елена Геннадьевна. – М.,
2011. – 24 с.
288
63. Донская, Г.А. Перспективы использования нерастворимых пищевых волокон / Г.А. Донская, Е.А. Денисова, В.Г. Гнеушев, С.И. Пешкичева // Молочная
промышленность. – 2001. - № 3. – С. 42 – 44.
64. Донская, Г.А. Молочная сыворотка в функциональных продуктах // Г.А.
Донская, Г.В. Фриденберг // Молочная промышленность. – 2013. - № 6. – С. 52-54.
65. Донченко, В.А. Овощи и плоды в питании и лечении / В.А. Донченко –
СПб.: Атон, 1998. – 416 с.
66. Донченко, Л.В. Пектинсодержащие молочные продукты / Л.В. Донченко
// Переработка молока. – 2006. - № 5. – С. 30 – 31.
67. Донских, А.Н. Рациональная переработка вторичного молочного сырья /
А.Н. Донских, И.А. Евдокимов, И.К. Куликова // Сборник научных трудов Ставропольского НИИ животноводства и кормопроизводства. - 2012. - Т. 3. - № 11. - С.
75-77.
68. Доронин, А.Ф. Функциональное питание / А.Ф. Доронин, Б.А.
Шендеров. - М.: Грантъ, 2002. – 296 с.
69. Дудкин, М.С. Пищевые волокна / М.С. Дудкин, Н.К. Черно [и др.] –
Киев: Урожай, 1988. – 152 с.
70. Дудкин, М.С. Новые продукты питания / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов –
М.: Наука, 1998. – 304 с.
71. Дунченко, Н.И. Структурированные молочные продукты: монография. /
Н.И. Дунченко. – Москва-Барнаул: АлтГТУ, 2002. – 164 с.
72. Духин, С.С. Коагуляция и динамика тонких пленок / С.С. Духин, Н.Н.
Рулев, Д.С. Димитров. – Киев: Наукова думка, 1986. – 232 с.
73. Дьяченко, П.Ф. Исследование белков молока / П.Ф. Дьяченко // Труды
ВНИМИ. – 1959. – Вып. 19. – С. 28 –32.
74. Евдокимов, И.А. Современное состояние переработки молочной сыворотки / И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко // Молочная промышленность. – 2008. – № 11. – С. 36 – 39.
289
75. Евдокимов, И.А. Перспективы и особенности организации переработки
сыворотки за рубежом и в России / И.А. Евдокимов, М.С. Золоторева, Д.Н. Володин // Переработка молока. - 2011. - № 8. - С. 6.
76. Евдокимова, О.В. Концепция формирования инновационной деятельности при производстве функциональных продуктов питания / О.В. Евдокимова,
Е.В. Лаврушина // Пищевая промышленность. - 2009. - № 3. - С. 50 - 51.
77. Ермаков, А.И. Методы биохимического исследования растений / А.И.
Ермаков. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 427 с.
78. Жидков, В. Е. Тонизирующие напитки из сыворотки / В.Е. Жидков, А.В.
Жидков, С.Г. Жилин // Молочная промышленность. – 2006. - №6. - С. 85-86.
79. Захарова, Л.М. Функциональный кисломолочный продукт с экстрактом
шиповника и пищевыми волокнами / Л.М. Захарова, С.С. Лозманова // Молочная
промышленность. – 2014. − №4. – С. 58.
80. Зимон, А.Д. Адгезия пищевых масс / А. Д. Зимон, А. М. Евтушенко. –
Москва: ДеЛи принт, 2008. – 398 с.
81. Измайлова, В.Н. Структурообразователи в белковых системах / В.Н. Измайлова, П.А. Ребиндер. – М.: Наука, 1974. – 258 с.
82. Измайлова, В.Н. Успехи коллоидной химии / В.Н. Измайлова, Г.П. Ямпольская, Е.Д. Щукин. - М.: Химия, 1983.
83. Измайлова, В.Н. Поверхностные явления в белковых системах / В.Н.
Измайлова, Г.П. Ямпольская, Б.Д. Сумм. – М.: Химия, 1988. – 240 с.
84. Изгарышева, Н.В. Преимущества использования вторичного сырья мясной промышленности в технологии кислородных коктейлей / Н.В. Изгарышева,
О.В. Кригер, В.А. Жданов // Техника и технология пищевых производств. - 2011. Т. 20. - № 1. - С. 27-31.
85. Ипатова, Л.Г. Научное обоснование и практические аспекты применения
пищевых волокон при разработке функциональных пищевых продуктов: автореф.
дис. … докт. техн. наук: 05.18.15 / Ипатова Лариса Геннадьевна. – М., 2011. - 50 с.
86. Инженерная реология: учеб. пособие / Л.Е. Мартемьянова, Н.Б. Гаврилова, М.П. Щетинин, П.А. Лисин. – Омск - Барнаул: Изд. АлтГТУ, 2003. –389 с.
290
87. Каледина, М.В. Кисломолочный напиток с пищевыми волокнами / М.В.
Каледина, И.А. Евдокимов, Н.П. Салаткова [и др.] // Молочная промышленность.
– 2013. – № 8. – С. 43–44.
88. Кантере, В.М. Органолептический анализ пищевых продуктов: Монография / В.М. Кантере, В.А. Матисон, М.А. Фоменко. – М.: МГУПП, 2001.– 151 с.
89. Карпович, Н.С. Пектин. Производство и применение / Н.С. Карпович,
Л.В. Донченко, В.В. Нелина, В.А. Компанцев, Г.С. Мельник. – Киев: Урожай,
1989. – 88 с.
90. Киреев, В.В. Высокомолекулярные соединения / В.В. Киреев. – М.:
Высшая школа, 1992. – 512 с.
91. Клинико-гемодинамические и метаболические эффекты у больных
коронарной
болезнью
сердца
на
фоне
сочетанного
применения
лактоововегетарианской диеты и симвастатина / И.Л. Медкова, А.Н. Иванов, Л.И.
Мосякина [и др.] // Вопросы питания. - 2006. - № 5.- С. 49-52.
92. Кожанова, О.И. Материалы Государственного доклада «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации
в 2012 году» по Саратовской области / О.И. Кожанова, С.В. Сергеева, Н.И. Матвеева [и др.]. – Саратов, 2013. – 245 с.
93. Кожанова, О.И. Микронутриентная недостаточность и механизмы урегулирования на территории Саратовской области / О.И. Кожанова, С.В. Сергеева,
А.В. Хан, Н.К. Фомичева // Анализ риска здоровью. – 2013. - № 4. – С. 64-69.
94. Козлов, С.Г. Исследование и разработка технологий сывороточных гелеобразных продуктов с использованием растительного сырья: автореф. дис. …
докт. техн. наук: 05.18.04 / Козлов Сергей Геннадьевич. - Кемерово, 2008. - 40 с.
95. Компанцев, В.А. Комплексообразование пектинов с ионами поливалентных металлов / В.А. Компанцев, Н.Ш. Кайшева, Л.П. Гокжаева // Пищевая промышленность. – 1990. - № 11. – С. 39-40.
96. Королева, О.В. Функциональные свойства кисломолочных продуктов с
гидролизатами сывороточных белков / О.В. Королёва [и др.] // Молочная промышленность.– 2013.– № 11.– С. 52-55.
291
97. Косой, В.Д. Реология молочных продуктов (полный курс): учебник /
В.Д. Косой, Н.И. Дунченко, М.Ю. Меркулов. - М.: ДеЛи принт, 2010. – 826 с.
98. Коцева, Г.Н. Исследование взаимодействия пектиновых веществ с солями меди, ртути, цинка и кадмия / Коцева Г.Н., Кухта Е.П., Панова Э.П. [и др.] //
Химия природных соединений. – 1988. - № 2. – С. 23 – 25.
99. Кочетков, Н.К. Химия углеводов / Н.К. Кочетков, А.Ф. Бочков, Б.А.
Дмитриев. – М.: Наука, 1967. – 674c.
100. Кочеткова, А.А. Некоторые аспекты применения пектина / А.А. Кочеткова // Пищевая промышленность. - 1992. - № 7. - С. 30-33.
101. Кочеткова, А.А. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты / А.А. Кочеткова, А.Ю. Колеснов, В.И. Тужилкин И.Н. Нестерова, О.В. Большаков // Пищевая промышленность. – 1999. - № 4.– С. 7-10.
102. Кочеткова, А.А. Смуси нового поколения / А.А. Кочеткова, В.В. Грызлова, И.А. Филатова // Пищевая промышленность. - 2013. - № 3. - С. 8-13.
103. Кравченко, Э.Ф. Состав и некоторые функциональные свойства белков
молока / Э.Ф. Кравченко, Ю.Я. Свириденко, Н.В. Плисов // Молочная промышленность. - 2005. - № 11. - С. 42-44.
104. Краснова, Н.С. Разработка пектина для лечебно-профилактического
питания / Н.С. Краснова, Л.Н. Лугина // Пищевая промышленность. – 1998. - № 1.
– С. 11-12.
105. Крашенинин, П.Ф. Молочная сыворотка и направления ее рационального использования: Обзорная информация / П.Ф. Крашенинин, Н.Н. Липатов,
А.Г. Храмцов, В.Н. Сергеев. – М.: АгроНИИТЭИММП, 1992. – 40 с.
106. Кротов, В.В. Вопросы термодинамики гетерогенных систем и поверхностных явлений. Вып. 1. / В.В. Кротов, А.И. Русанов. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1971. –
С. 170 – 227.
107. Кругляков, П.М. Пены и пенные пленки / П.М. Кругляков, Д.Р. Ексерова. – М.: Химия, 1990. – 432 с.
108. Кругляков, П.М. Физическая и коллоидная химия: Учеб. пособие / П.М.
Кругляков, Т.Н. Хаскова. – 2 –е изд., испр. – М.: Высш.шк., 2007. – 319 с.: ил.
292
109. Крупин, А.В. Исследования и разработка технологии производства тонизирующих молочных продуктов: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.18.04 /
Крупин Алексей Владимирович. – Кемерово, 2001. – 18 с.
110. Курбанова, М.Г. Использование натурального сока тыквы для получения продуктов на основе молочной сыворотки / М.Г. Курбанова, Е.П. Кондратенко, Л.Г. Пинчук // Экология и безопасность жизнедеятельности: сб. статей VII
Междунар. науч.-практ. конф. – Пенза, 2007. – С. 117-118.
111. Кудряшова, А.А. Влияние питания на здоровье человека / А.А. Кудряшова // Пищевая промышленность. –2004. - № 2 –С. 88 –90.
112. Лазарева, Е.Б. Использование пектинов для лечения гнойных осложнений в хирургии / Е.Б. Лазарева [и др.] // Тезисы докладов II междунар. конф.
"Внутрибольничные инфекции - проблемы эпидемиологии, клиники, диагностики, лечения и профилактики". - М., 1999. - С. 86-87.
113. Лебедев, А.Г. Клиническое применение препарата энтеросгель у больных с патологией органов пищеварения: метод. рекомендации для врачей / Под
ред. И.В. Маева, Ю.Н. Шевченко, А.Б. Петухова. - М., 2000. - 86 с.
114. Лечебное питание: современные подходы к стандартизации диетотерапии / Под ред. Тутельяна В.А., Гаппарова М.Г., Каганова Б.С. и др. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Династия, 2010. - 304 с.
115. Литвинова, Е.В. Альгинаты в молочных продуктах / Е.В. Литвинова //
Молочная промышленность. – 2001. - № 8. – С. 38 – 40.
116. Лифляндский, В.Г. Питание против болезней / В.Г. Лифляндский, В.В.
Закревский. – СПб.: Комплект, 1996. - 112 с.
117. Лифшиц, И.М.Объёмные взаимодействия в статистической физике
полимерной макромолекулы / И.М. Лифшиц, А.Ю. Гросберг, А.Р. Хохлов // УФН,
1979. – т.127. – вып.3. – С. 353-389.
118. Ляйстнер, Л. Барьерные технологии: комбинированные методы обработки, обеспечивающие стабильность, безопасность и качество продуктов питания / Л. Ляйстнер, Г. Гоулд. - Перевод с англ. - М.: ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова, 2006. - 236 с.
293
119. Македонская, Т.П. Сочетанное применение глутамина и пектина в лечении синдрома кишечной недостаточности при перитоните: дис. … канд. мед.
наук: 14.00.27 / Македонская Татьяна Петровна. - М., 2003. - 158 с.
120. Максимов, В.И. Медицинский аспект пищевого крахмала / В.И.
Максимов, В.Е. Родоман // Вопросы питания. – 1999. - № 1. – С. 46 – 48.
121. Малкин, А.Я. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения /
А.Я. Малкин, А.Е. Чалых. - М.: Химия, 1979. – 304 с.: ил.
122. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. – СПб.: ЦОП «Профессия», 2010. –560 с.
123. Малхорта, Н.К. Маркетинговые исследования. Практическое руководство / Н.К. Малхорта. – М.: Вильямс, 2007. – 120 с.
124. Малых, О.Л. Материалы пресс-конференции «Влияние экологии на
здоровье человека: профилактика заболеваний» / О.Л. Малых, И.А. Плотникова. –
Урал: ИТАР-ТАСС, 2006. – 154 с.
125. Маюрникова, Л.А. Пищевые и биологически активные добавки:
учебное пособие / Л.А. Маюрникова, М.С. Куракин. – Кемерово: Кемеровский
технологический институт пищевой промышленности, 2006. – 124 с.
126. Методические рекомендации. Нормы физиологических потребностей в
энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации - МР 2.3.1.2432-08. - М., 2008 - 39 с.
127. Методические рекомендации MP 2.3.1.1915-04 "Рекомендуемые уровни
потребления пищевых и биологически активных веществ". – М.: Издание официальное. Минздрав России, 2004. – 46 с.
128. Михнева, В.А. Эффективный способ переработки молочной сыворотки
/ В.А. Михнева, М.С. Золотарева, А.С. Бессонов [и др.] // Молочная промышленность.– 2011. – № 1. – С. 45 - 46.
129. Могильный, М.П. Современные направления использования пищевых
волокон в качестве функциональных ингридиентов / М.П. Могильный, Т.В.
Шленская, М.К. Галюкова, Т.Ш. Шалтумаев, А.Р. Баласанян // Новые технологии.
- 2013. - № 1. - С. 27 - 31.
294
130. Могильный, М.П. Пищевые и биологически активные вещества в питании / М.П. Могильный. – М.: ДеЛи принт, 2007. – 239 с..
131. Нечаев, А.П. Пищевые и биологически активные добавки, ароматизаторы и технологические вспомогательные средства. Учебное пособие / А.П. Нечаев, А.А. Кочеткова. – СПб.: ГИОРД, 2007. – 248 с.
132. Новокшанова, А.Л. Определение дозы внесения гидролизата сывороточных белков в кисломолочный продукт методом органолептической оценки /
А.Л. Новокшанова, А.А. Абабкова, С.В. Иванова // Молочнохозяйственный вестник. – 2015. - № 1. – С. 79-86.
133. Ободовская, Д.А. Кисели на пектине для профилактического и
лечебного питания / Д.А. Ободовская, И.И. Киселенко // Консервная и
овощесушильная промышленность. – 1975. - № 9. – С. 5 – 7.
134. Определение активности воды в пищевых системах и продуктах
криоскопическим методом / И.А. Рогов [и др.]. - М.: МГУПБ, 2003. – 27 с.
135. Остроумов, Л.А. Функциональные продукты на основе молока и его
производных / Л.А. Остроумов [и др.] // Молочная промышленность. – 2003 - № 9.
– С. 21 – 22.
136. Остроумов, Л.А. О составе и свойствах молочной сыворотки / Л.А.
Остроумов, Г.Б. Гаврилов // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. - № 8.
- С. 47 - 48.
137. Остроумов, Л.А. Вклад Кемеровского технологического института
пищевой промышленности в науку о молоке / Остроумов Л.А. // Техника и
технология пищевых производств. - 2012. - Т. 3. - № 26. - С. 68 - 76.
138. Остроумова, Т.Л. Производство аэрированных белковых продуктов /
Т.Л. Остроумова, А.Ю. Просеков // Известия высших учебных заведений.
Пищевая технология. - 2006. - № 4. - С. 52 - 53.
139. Остроумова, Т.Л. Роль дисперсионной среды в формировании
молочной пены / Т.Л. Остроумова, А.Ю. Просеков // Известия высших учебных
заведений. Пищевая технология. - 2007. - № 1. - С. 51 - 52.
295
140. Папков, С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров / С.П. Папков. - М.: Химия, 1971. – 250 с.
141. Пат. 2150856 Российская Федерация МПК7A 23L 2/00 A. Смесь для
кислородного коктейля и способ приготовления кислородного коктейля [Текст] /
Светлова Е.Л.; заявитель и патентообладатель Светлова Елена Львовна. - №
99120769/13; заяв. 06.10.1999; опубл. 20.06.2000. – 4 с.
142. Пат. 2422051 Российская Федерация МПК A23L2/00. Способ
производства кислородных коктейлей [Текст] / Родионова Н.С., Пащенко Л.П.,
Климова Е.А.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное
учреждение
высшего
профессионального
образования
"Воронежская
государственная технологическая академия". - № 2009144652/13; заяв. 01.12.2009;
опубл. 27.06.2011. – 4 с.
143. Пат. 2429728 РФ МПК A23L2/00. Сухая белково-растительная смесь
для производства кислородного коктейля [Текст] / Родионова Н.С., Глаголева Л.Э,
Климова Е.А., Просвирина Л.С.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ВГТА.
- № 2010108487/13; заяв. 09.03.2010; опубл. 27.09.2011. – 4 с.
144. Пат. 2442442 Российская Федерация МПК A23L2/00. Способ
приготовления кислородного коктейля [Текст] / Мочалова В.В., Артемьева Н.К.,
Бурцев Б.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное
образовательное
учреждение
высшего
профессионального
образования
"Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и
туризма" (ФГОУ ВПО "КГУФКСТ"). - № 2010124368/13; заяв. 15.06.2010; опубл.
20.02.2012. – 4 с.
145. Пат. 2242145 Российская Федерация МПК7 А 23 L 2 / 395. Кисель
витаминизированный [Текст] / Ксандров М.Б., Романина Т.А.; заявитель и
патентообладатель ООО «Закрома Подмосковья». - № 2003136879/13; заяв.
23.12.03; опубл. 20.12.04. – 5 с.
146. Пат. 2148373 Российская Федерация МПК7 А 23 L 2 / 38. Способ
производства полужидкого фруктового киселя [Текст] / Ловцов Н., Звайгзне Г.,
296
Куварин В.; заявитель и патентообладатель ГУТТА. - № 99105441/13; заяв.
18.03.99; опубл. 10.05.00. – 6 с.
147. Пат. 2406370 Российская Федерация МПК A 23 G 9 00,A 23 G 9 40.
Состав мороженого на молочной основе без сахарозы с пищевыми волокнами
пониженной калорийности [Текст] / Творогова А.А., Казакова Н.В., Турбина И.А.;
заявитель
и
патентообладатель
Всероссийский
научно-исследовательский
институт холодильной промышленности РАСХН. - № 2008110997/13; заяв.
21.03.2008; опубл. 27.09.2009. – 4 с.
148. Пат. 2507862 Российская Федерация МПК A23G9/42. Способ получения замороженного десерта [Текст] / Творогова А.А., Казакова Н.В., Турбина
И.А., Чижова П.Б., Спиридонова А.В.; Всероссийский научно-исследовательский
институт холодильной промышленности РАСХН, Москва. - № 2012135836/13;
заяв. 21.08.2012; опубл. 27.02.2014. – 3 с.
149. Пат. 2282368 Российская Федерация МПК A23L1/06. Мусс «Загадка»
[Текст] / Голубева Л.В., Мельникова Е.И., Гринько О.Н., Терешкова Е.Б.;
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования Воронежская государственная технологическая академия. - №
2005102267/13; заяв. 31.01.2005; опубл. 27.08.2006. – 3 с.
150. Пат. 2251905 Российская Федерация МПК A23L1/06. Способ производства мусса из ягод [Текст] / Квасенков О.И., Квасенков И.И.; ГУ
Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки
сельскохозяйственной продукции. - № 2003102699/13; заяв. 31.01.2003; опубл.
10.08.2004. – 3 с.
151. Пат. 2335132 Российская Федерация МПК A23C9/00. Композиция для
производства функционального молочного продукта и способ производства
функционального молочного продукта [Текст] / Трофимов А.Н., Клабукова И.Н.,
Кислицын А.Н., Ткаченко Ю.А.; Общество с ограниченной ответственностью
"Береста-ЭкоДом". - № 2006143351/13; заяв. 08.12.2006; опубл. 10.10.2008. – 3 с.
152. Пектин, его модификация и применение в пищевой промышленности /
Е.А. Бетева [и др.] // АгроНИИТЭИПП. Сер. 17. – 1992. - № 1, вып. 4. – 168 с.
297
153. Перковец, М.В. Инулин и олигофруктоза - больше, чем просто пищевые волокна и пребиотики / М.В. Перковец // Молочная промышленность. - 2007.
- № 9. - С. 55 - 56.
154. Перспективы использования гидролизатов сывороточных белков в технологии кисломолочных продуктов / О.В. Королёва, Е. Ю. Агаркова, С.Г. Ботина,
И.В. Николаев, Н.В. Пономарёва, Е.И. Мельникова, В.Д. Харитонов, А.Ю. Просеков, М.В. Крохмаль, И.В. Рожкова // Молочная промышленность. – 2013.– №7. –
С. 66 - 68.
155. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В.
Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева. – СПб.: ГИОРД, 2012.– 672 с.
156. Пищевые загустители, стабилизаторы, гелеобразователи / А. Аймесон
(ред. сост.). – Перевод с англ. д-ра хим. наук С.В. Макарова. – Спб.: ИД «Профессия», 2012. – 408 с.
157. Плащина, И.Г. Термообратимые гели анионных полисахаридов: образование и свойства: дис. … канд. хим. наук: 02.00.06 / Плащина Ирина Германовна. – М., 1984. – 262 с.
158. Плащина, И.Г. Гуммиарабик: функциональные свойства и области
применения / И.Г. Плащина, М.А. Булатов, М.Ю. Игнатов, Д.М. Хаддад // Пищевая промышленность. – 2002. - № 6. – С. 54 – 55.
159.
Погожева,
А.В.
Влияние
диеты,
обогащенной
инулином,
на
клинический статус и показатели гуморального иммунитета у больных с
сердечно-сосудистыми заболеваниями / А.В. Погожаева, С.А. Дербенева, Э.Н.
Трушина и др. // Вопросы питания. - 2006. - Т. 75. - № 3. - С. 27 - 31.
160. Позняковский, В.М. Гигиенические основы питания, качество и
безопасность пищевых продуктов: Учебник / В.М. Позняковский. – 5-е изд., испр.
и доп. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007. – 455 с.
161. Позяковский, В.М. О некоторых приоритетах науки и питании / В.М.
Позняковский // Ползуновский вестник. – 2011. - № 2-3. – С. 7 - 22.
162. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни /
В.И. Покровский, Г.А. Романенко, В.А. Княжев, Н.Ф. Герасименко, Г.Г. Онищен-
298
ко, В.А. Тутельян, В.М. Позняковский. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. 344 с
163. Помозова, В.А. Пектиновые вещества в напитках / В.А. Помозова. - М.:
АгроНИИТЭИПП, 1993. – Вып. 5. – 28 с.
164. Попов, А.М. Быстрорастворимые гранулированные плодово-ягодные
кисели / А.М. Попов, М.А. Постолова // Пиво и напитки. – 2002. - № 6. – С. 36 –
37.
165. Попов, А.М. Рецептура производства функционального напитка / А.М.
Попов, А.Ф. Шляпин, О.В. Балагура // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. – Вып. 15. - Кемерово,
2008.– С. 133 - 135.
166. Попов, В.Г. Теоретико-методологические подходы к разработке и практическому применению функциональных напитков для школьного питания: автореф. дис. … докт. техн. наук: 05.18.15 / Попов Владимир Григорьевич. - Тюмень,
Кемерово, 2014. – 39 с.
167. Применение натуральных гидроколлоидов для стабилизации пищевых
продуктов (обзор) / Ю.Г. Базарнова [и др.] // Пищевые ингредиенты. Сырье и
добавки. – 2005. - № 3. – С. 52 – 54.
168. Просеков, А.Ю. Устойчивость пенообразных масс (обзор) / А.Ю. Просеков // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2001. - № 7. – С. 40 – 45.
169. Просеков, А.Ю. Теоретическое обоснование и технологические принципы формирования молочных пенообразных дисперсных систем: автореф. дис.
… докт. техн. наук: 05.18.04 / Просеков Александр Юрьевич. - Кемерово, 2004. –
42 с.
170. Птичкина, Н.М. Анализ фазовых и экстракционных равновесий в полисахаридсодержащих системах: дис. ... д-ра хим. наук: 02.00.06 / Птичкина Наталия
Михайловна. – М., 2000. – 330 с.
171. Птичкина, Н.М. Сырьевой потенциал для производства пектина в Нижнем Поволжье / Н.М. Птичкина // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2000. № 11. – С. 42 – 45.
299
172. Птичкина, Н.М. Порошок тыквы – функциональная добавка в хлебопечении / Н.М. Птичкина, О.А. Маркина // Федеральные и региональные аспекты
государственной политики в области здорового питания: Тезисы докладов Международного симпозиума. - Кемерово, 9 – 11 октября 2002. – С. 365 – 367.
173. Птичкин, И.И. Пищевые полисахариды: структурные уровни и
функциональность / И.И. Птичкин, Н.М. Птичкина. – Саратов: ГУП «Типография
№6», 2012. – 96 с.
174. Разработка ферментативных гидролизатов сывороточных белков молока – технологии, свойства и применение [электронный ресурс] / Д.В. Абрамов,
Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов, Е.Г. Овчинникова, М.П. Кангин, Н.В. Кокарева; ГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия Россельхозакадемии. – Режим доступа:
http://www.dairynews.ru/news/razrabotka-fermentativnykh
gidrolizatovsyvorotoch.html.
175. Распоряжение Правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р
«Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового
питания населения на период до 2020 года».
176. Распоряжение Правительства РФ от 17.04.2012 № 559-р «Об
утверждении
Стратегии
развития
пищевой
и
перерабатывающей
промышленности Российской Федерации на период до 2020 года».
177. Ребезов, М.Б. Экология и питание. Проблемы и пути решения / М.Б.
Ребезов [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 8. – С. 393 – 396.
178. Ребиндер, П.А. Замечания к вопросу об агрегативной устойчивости
дисперсных систем / П.А. Ребиндер, А.Б. Гаубман // Коллоидный журнал.– 1961. –
Т. 23. - № 3.
179. Ребиндер, П.А. Поверхностные и объемные свойства растворов поверхностно-активных веществ / П.А. Ребиндер // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. - 1962. – Т. 11. - Вып. 4.
180. Ребиндер, П.А. К физике пен и эмульсий / П.А. Ребиндер, Е.К. Венстем
// Журнал физической химии. – 1961. – Т. 2. – Вып. 5 – 6.
300
181. Риго, Я. Роль пищевых волокон в питании / Я. Риго // Вопросы
питания. – 1982. - № 4. – С. 20.
182. Рогов, И.А. Питание и экология / И.А. Рогов, Э.С. Токаев //
Инженерная экология. - 1995.- № 5. – С. 66 – 75.
183. Родина, Т.Г. Сенсорный анализ продовольственных товаров: учебник /
Т.Г. Родина. – М.: Академия, 2004. – 204 с.
184. Родионова, Н.С. Влияние гидродинамических условий на образование
межфазных адсорбционных слоев в гетерогенных системах / Н.С. Родионова, Е.А.
Климова, Д.С. Попов // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2013. - № 3. – С.
11 - 12.
185. Рожина, Н.В. Развитие производства функциональных пищевых
продуктов / Н.В. Рожина // Санитарный врач. - 2009. - № 1. - С. 31-35.
186. Рожнин, А. Данные по модификации свойств полисахаридов / А.
Рожнин, А. Усов, Н. Бойдык, Р. Замбриборщ // ВНТИЦ № Б745421, 1983. – С.1-20.
187. Роина, А.С. Разработка технологии напитка на основе творожной сыворотки с добавлением пищевого хитозана и грейпфрутового сока / А.С. Роина, Н.С.
Сергеев // Вестник молодѐжной науки – 2011: сб. науч. статей студентов, аспирантов и молодых учѐных ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2011. – Калининград: Изд-во
ФГБОУ ВПО «КГТУ». – С. 322-326.
188. Романенко, В.О. Разработка технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернового сырья и растительных гидроколлоидов: автореферат дис. … канд. техн. наук: 05.18.15 / Романенко василий Олегович. - Кемерово, 2014. – 16 с.
189. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Р. 4.1.167203. – Москва: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. – 240 с.
190. Румянцева, Г.Н. Модифицированный пектин радиопротекторного действия: получение и свойства / Г.Н. Румянцева // Хранение и переработка сельхозсырья. – 1998. - № 12. – С. 30-32.
301
191. Самсонов, М.А. Соки в лечебно-профилактическом питании / М.А.
Самсонов, Г.Р. Покровская // Вопросы питания. – 1999. - № 2. – С. 18 – 20.
192. Сергеев, В.Н. Специализированные пищевые продукты и фармаконутриенты в реабилитации больных хроническим гастродуоденитом и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки: автореф. дис. … докт. мед. наук: 14.03.11 /
Сергеев Валерий Николаевич. - Москва, 2010. - 47 с.
193. Свиридов, А.Ф. Химические методы частичного расщепления полисахаридов / А.Ф. Свиридов, О.С. Чижов // Биоорганическая химия. - 1976. – т. 2. – С.
315 - 350.
194. Свириденко, Ю.Я. Экологические и экономические аспекты переработки молочной сыворотки / Ю.Я. Свириденко, Э.Ф. Кравченко, О.А. Яковлева //
Сыроделие и маслоделие. – 2006. – № 5. – С. 40 – 41.
195. Симхович, Е.Г. Пектиновый напиток / Е.Г. Симхович, Е.И. Обухова,
А.А. Силич // Пищевая промышленность. – 1992. - № 2. – С. 20 - 21.
196. Синявский, Ю.А. Использование специализированного кисломолочного продукта на основе бобов сои в кардиологической практике / Ю.А. Синявский,
В.А. Крайсман, Ж.М. Сулейменова // Вопросы питания. – 2013. – Т. 82. - № 5. – С.
51 - 57.
197. Сиротинин, Н.Н. Влияние на организм перорального введения кислородной пены. Энтеральная оксигенотерапия. – Киев, 1968. – С. 6-11.
198. Скальный, А.В. Основы здорового питания: пособие по общей нутрициологии / А.В. Скальный, И.А. Рудаков, С.В. Нотова, Т.И. Бурцева, В.В. Скальный, О.В. Баранова. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 117 с.
199. Скурихин, И.М. Органолептический анализ: Формирование панелей и
обучение испытателей: Учебно-методическое пособие. Часть I. Определение сенсорной чувствительности и отбор испытателей / И.М. Скурихин, Е.А. Смирнова,
Л.В. Беркетова. – М.: МГУПП, 2008. – 68 с.
200. Скурихин, И.М. Химический состав российских пищевых продуктов:
справочник / И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. – М.: ДеЛи принт, 2002. – 236 с.
302
201. Смоляр, В.И. Медико-биологические исследования безвредности листьев стевии / В.И. Смоляр, Н.С. Салий, Е.В. Цапко, Л.Ф. Лаврушенко, С.Н. Григоренко // Введение в культуру стевии источника низкокалорийного заменителя
сахара.- Киев, 1990. - С.112-117.
202. Сорбционные свойства пектиновых препаратов / Ю.К. Василенко, Н.Ш.
Кайшева,
В.А.
Компанцев,
С.Н.
Щербак,
Л.М.
Фролова
//
Химико-
фармацевтический журнал. – 1993. – Т. 27. - № 11. – С. 44 - 46.
203. Справочник по производству мороженого / Ю.А. Оленев, А.А. Творогова, Н.В. Казакова, Л.Н. Соловьева // под общ. ред. Ю.А. Оленева. – М., 2004. –
798 с.
204. Структура и текстура пищевых продуктов. Продукты эмульсионной
природы / В.М. МакКенна (ред.); пер. с англ. под науч. ред. канд. техн. наук Ю.Г.
Базарновой. – СПб.: Профессия, 2008. – 480 с., табл., ил. – (Серия: Научные основы и технологии).
205. Тагер, А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. – М.: Химия, 1968. –
536 с.
206. Творогова, А.А. Исследование эффекта синергетического взаимодействия гидроколлоидов в производстве замороженных десертов/ А.А. Творогова,
П.Б.Чижова // сборник материалов всероссийской научно-практической конференции «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве
продукции здорового питания. – СПб: ГНУ ВНИИПАКК Россельхозакадемии,
2013. – С. 169 - 171.
207. Творогова, А.А. Физические изменения в структуре замороженных десертов при хранении / А.А. Творогова, П.Б. Чижова // Мир мороженого и быстрозамороженных продуктов. – 2013.- № 2. – С. 11 - 13.
208. Творогова, А.А. Научно-практические рекомендации по стабилизации
структуры мороженого / А.А. Творогова. – М.: Россельхозакадемия, 2003.
209. Теоретическое и экспериментальное обоснование создания основ кислородных коктейлей функционального назначения: монография / В.Г. Попов,
303
Е.А. Бутина, В.П. Клиндухов, С.А. Калманович, Е.П. Корнена. – Краснодар: Издательский дом Юг, 2010. – 108 с.
210. Тепел, А. Химия и физика молока / А. Тепел. – Пер. с нем. под ред.
канд. техн. наук, доц. С.А. Фильчаковой. – СПб.: Профессия, 2012. – 832 с.
211. Технический регламент Таможенного союза 021/2011 «О безопасности
пищевой продукции». Утвержден решением комиссии Таможенного союза от
09.12.2011 г. № 880. – 242 с.
212. Тихомиров, В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения /
В.К. Тихомиров. – М.: Химия, 1983. – 264 с.: ил.
213. Тихомирова, Н.А. Продукты функционального питания / Н.А. Тихомирова // Молочная промышленность. – 2013. - № 6. – С. 46-49.
214. Тихомирова, Н.А. Технология продуктов лечебно-профилактического
назначения на молочной основе: Учебное пособие. – СПб.: Троицкий мост, 2010. 448с.
215. Тихомирова, Н.А. Биологически активные белки молока: Уч. пособие. /
Н.А. Тихомирова, Г.С. Комолова, И.И. Ионова. - М.: МГУПБ, 2004. – 80 с.
216. Токаев, Э.С. Использование растворимого пищевого волокна в производстве функциональных продуктов/ Э.С. Токаев, Е.Н. Баженова, Р.Ю. Мироедов
// Технология и продукты здорового питания: материалы 5-ой международной выставки-конференции. – М.: МГУПП, 2007. – С. 18 – 21.
217. Токаев, Э.С. Сывороточные белки для функциональных напитков / Э.С.
Токаев, Е.Н. Баженова, Р.Ю. Мироедов // Молочная промышленность. – 2007. - №
10. – С.55 – 56.
218. Токаев, Э.С. Напитки, обогащенные растворимыми пищевыми волокнами – один из путей профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта /
Э.С. Токаев, Е.Н. Баженова// Фундаментальные и прикладные проблемы питания:
Международный форум. – СПб., 2007. – С. 169 - 171.
219. Толстогузов, В.Б. Искусственные продукты питания. Новый путь
получения пищи и его перспективы. Научные основы производства. / В.Б.
Толстогузов. - М.: Наука, 1978. - 232 с.
304
220. Толстогузов, В.Б. Физико-химические аспекты переработки белков в
пищевых продукты / В.Б. Толстогузов, Е.Е. Браудо, В.Я. Гринберг, А.Н. Гуров. –
М.: Успехи химии, 1985. – 313 с.
221. Толстогузов, В.Б. Новые формы белковой пищи (Технологические
проблемы и перспективы производства). – М.: Агропромиздат, 1987. – 300 с.
222. Тугов, И.И. Химия и физика полимеров / И.И. Тугов, Г.И. Кострыкина.
– М.: Химия, 1989. – 432 с.
223. Тутельян, В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного
человека (справочное руководство по витаминам и минеральным веществам) /
В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, Б.П. Суханов, В.А. Кудашева. – М.: Колос, 2002. –
424 с.
224. Тутельян, В.А. Оптимальное питание как новая медицинская технология продления и повышения качества жизни / В.А. Тутельян // Вопросы питания. 2003. - № 1. - С. 23.
225. Тутельян, В.А. Биологически активные компоненты питания кардиологических больных / В.А. Тутельян, А.В. Погожаева, А.К. Батурин. – М.: СвРАРГУС, 2012. - 380 с.
226. Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости / У.Л. Уилкинсон. – М.:
Мир, 1964. – 216 с.
227. Урьев, Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. – М.:
Химия, 1980. – 319 с.
228. Усов, А.И. Полисахариды водорослей. Метилированиe полисахаридов
типа -карррагинана / А.И. Усов, В.С. Архипова // Биоорганическая химия. - 1981.
– т.7. - № 3. – С. 385 - 390.
229. Усов, А.И. Полисахариды красных морских водорослей / А.И. Усов //
Прогресс химии углеводов. – М.: Наука, 1985. – С. 77 – 96.
230. Уточкина, Е.А. Актуальность подбора компонентов для композиции
кислородного коктейля / Е.А. Уточкина, Т.А. Баталова, Г.А. Куприянова //
Достижения и проблемы современной медицины: сборник статей Международной
научно-практической конференции. – Уфа: РИЦ БашГУ,2014. – С. 194 - 198.
305
231. Фатьянов, Е.В. Активность воды молочных продуктов / Е.В. Фатьянов
// Молочная промышленность. – 2011. - № 2. – С. 61 – 62.
232. Фатьянов, Е.В. Влияние водных растворов углеводов на активность воды / Е.В. Фатьянов, Р.Е. Тё, И.В. Царьков // Молочная промышленность. – 2011. № 12. – С. 52 – 53.
233. Федеральный закон № 88-ФЗ от 12 июня 2008 «Технический регламент
на молоко и молочную продукцию» (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 №
163-ФЗ).
234.
Физико-химические
и
биологические
свойства
пищевых
модифицированных крахмалов/ М.М. Гаппаров, А.И. Соколов, Е.А. Мартынова [и
др.] // Вопросы питания. - 2007. - Т. 76. - № 4. - С. 15 - 20.
235. Филлипс, Г.О. Справочник по гидроколлоидам: Пер. с англ. / Под ред.
А.А. Кочетковой, Л.А. Сарафановой. - СПб.: ГИОДР, 2006 - 536 с.
236. Фильчакова, Н.Н. Микроскопический метод определения размеров воздушных пузырьков в мороженом / Н.Н. Фильчакова // Холодильная техника. –
1972. - № 9. – С. 34 – 36.
237. Флори, П. Статистическая механика цепных молекул / П. Флори.–М.:
Мир, 1971. – С. 44.
238. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологию / А.Ф.
Доронин, Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев, С.А. Хуршудян, О.Г. Шубина. – М.: ДеЛи принт, 2009. – 288 с.
239. Химический состав пищевых продуктов: справочник: в 3 т. / под ред.
И.М. Скурихина. – М.: Агропромиздат, 1987. - Т. 1-3.
240. Химический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 792 с.
241. Хитин и хитозан: получение, свойства и применение / под ред. К.Г.
Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. – М.: Наука, 2002. – 368 с.
242. Храмцов, А.Г. Сокровище найдено: что с ним делать? / А.Г. Храмцов,
И.А. Евдокимов, П.Г. Нестеренко [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. № 6. – С. 30 - 32.
306
243. Храмцов, А.Г. Промышленная переработка вторичного молочного сырья / А.Г. Храмцов, С.В. Василисин. – М.: ДеЛи принт, 2003. – 100 с.
244. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: учеб.
пособие / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. – М.: ДеЛи принт, 2004. – 587 с.
245. Храмцов, А.Г. Напитки из сыворотки с растительными компонентами /
А.Г. Храмцов, А.В. Брыкалов, Н.Ю. Пилипенко // Молочная промышленность. –
2012. – № 7. – С. 64–65.
246. Чалых, А.Е. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых. - М.: Химия, 1987. – 312 с.
247. Черно, Н.К. Состав и функционально-физиологические свойства концентратов пищевых волокон / Н.К. Черно // Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового
питания. Функциональные пищевые продукты. – М.: МГУПП, 2008. – С. 104-109.
248. Черняев, С.И. Некоторые аспекты экологии, питания и здоровья / С.И.
Черняев // Пищевая промышленность – 2000. - № 10. – С. 27-29.
249. Чижова, П.Б. Влияние молочного белка и пищевых волокон на показатели качества фруктовых взбитых замороженных десертов / П.Б. Чижова, Н.В.
Казакова, А.А. Творогова // Мир мороженого и быстрозамороженных продуктов.
– 2011. – №5. – С. 16-17.
250. Чурилова, Т.М. Рациональное питание как аспект физиологической
экологии / Т.М. Чурилова, М.В. Топчий // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек». – М., 2001. – С. 45 -46.
251. Шаззо, Р.И. Функциональные продукты питания / Р.И. Шаззо, Г.И.
Касьянов. – М.: Колос, 2000. - 70 с.
252. Шатнюк, Л.Н. Соки и напитки как источник витаминов в питании человека / Л.Н. Шатнюк, В.Б. Спиричев // Вопросы питания. – 1999. - № 2. – С. 5 –
11.
253. Шендеров, Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное
питание. Т.3. Пробиотики и функциональное питание / Б.А. Шендеров. – М.:
Грантъ, 2001. – 287 с.
307
254. Шендеров, Б.А. Инновационные продукты и ингредиенты-драйверы
молочного рынка / Б.А. Шендеров // Молочная промышленность. – 2013. - № 6. –
С. 62-66.
255. Шестопалова, Н.Е. Волокна «Citri-Fi» - залог качества продукции / Н.Е.
Шестопалова // Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2010. - № 5 - 6. - С.
42.
256. Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных
продуктов. Справочник / В.П. Шидловская. - М.: Колос, 2000. - 280 с.
257. Шляпин, А.Ф. Разработка и оценка качества функциональных быстрорастворимых киселей: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.18.15 / Шляпин Александр Федорович. - Кемерово, 2012. – 20 с.
258. Эллиот, А. Инфракрасные спектры и структура полимеров: Пер. с англ.
- М.: Мир, 1972. - 159 с.
259. Эффективность кислородных коктейлей при заболеваниях органов пищеварения и дыхания у детей / Т.Э. Боровик, Н.Н. Семенова, Е.В. Давыдова [и
др.] // Вопросы современной педиатрии. – 2007. - № 2. – С. 97 – 101.
260. Юдина, С.Б. Технология продуктов функционального питания / С.Б.
Юдина. – М.: ДеЛи принт, 2008. – 280 с.
261. Ясюк, О.В. Разработка и оценка потребительских свойств основ для кислородных коктейлей: дис. … канд. техн. наук: 05.18.15 / Ясюк Олег Валентинович. – Краснодар, 2009. – 120 с.
262. ADA Reports. Position of the American Dietetic association: Functional
Foods. // J. Amer. Diet. Association. – 2004 (5). – 104. P. 814 – 826.
263. Al-Assaf, S. Controlling the molecular structure of food hydrocolloids / S.
Al-Assaf, G.O. Phillips, P.A. Williams // Food Hydrocolloids. - 2006. - V.20. - P. 369 –
377.
264. Albertsson, P.A. Partition of Cells and Macromolecules / P.A. Albertsson. New York, 1986. - V. 105. – P. 24 – 40.
308
265. Ahanian, B. Effect of substituting soy milk instead of skim milk on physicochemical and sensory properties of sesame ice cream / B. Ahanian, P. Rezvan, M.
Fardin // Indian Journal of Science Research.- 2014. – V. 7 (1). – P. 1134 – 1143.
266. Akesowan, A. Effect of conbined stabilizers containing konjac flour and βcarrageenan on ice cream / A. Akesowan // AU Journal of Technology. – 2008. – V. 12.
– P. 81 – 85.
267. Anderson, N.S. Evidence for common structural pattern in the polysaccharide sulphates of the Rhodophyceae / N.S. Anderson, T.C.S. Dolan, D.A. Rees // Nature.
- 1965. – V. 205. – P. 1060 – 1062.
268. Atkins, E.D.T. Crystalline structure of alginic acids / E.D.T. Atkins, W.
Mackie, E.E. Smolko // Nature. - 1970. – V. 225. – P. 626 – 628.
269. Axelos, M.A.V. Conformation of low methoxyl citrus pectin in aqueous solution / M.A.V.J. Axelos, Lefebvre, J.-M. Thibault // Food Hydrocolloids. - 1987. – V.
5. – P. 569 – 570.
270. Axelos, M.A.V. Influence of substituent’s of the carboxyl groups and of the
rhamnose content on the solution properties and flexibility of pectin / M.A.V. Axelos,
J.-M. Thibault // Int.J.Biol.Macromol. - 1991. – V. 13. – P. 77 – 82.
271. Bahramparvar, M. Application and functions of stabilizers in ice cream / M.
Bahramparvar, M. Mazaheri Tehrani // Food Reviews. – 2011. - V. 27(4). – Р. 389 407.
272. Baird, J.K. Simple colorimetric method for the specific analysis of foodgrade galactomannans / J.K. Baird, W.W. Smith // Food Hydrocolloids. – 1989. – V. 51.
– P. 413 – 418.
273. Belitz, H.D. Food Chemistry / H.D. Belitz, W. Grosch // Berlin; New York;
London; Paris; Tokyo: Springer Verlag, 1987. – 635 p.
274. Brant, D.A. Conformation and behavior of polysaccharides in solution /
D.A. Brant // in J.Press (ed.) The Biochemistry of Plants. – Academic Press, New York,
1980. – V. 3. – P. 425 – 472.
309
275. Brant, D.A. A theoretical interpretation of the aqueous solution properties of
amylose and its derivates / D.A. Brant, W.L. Dimpfl // Macromolecules. - 1970. – V. 3.
– P. 655 – 664.
276. Braun, W. Studies on Cellulose Derivates / W. Braun, D. Henley // Macromolecule Chemistry. - 1964. – V. 79. – P. 68 – 88.
277. Braudo, E.E. Protein-containing multi-component gels / E.E. Braudo, A.M.
Gotlieb, I.G. Plashina, V.B. Tolstoguzov // Die Nahrung. - 1986. – V.30. – P. 355 –
364.
278. Brown, I. Dietary modulation of the human gut microflora using the prebiotics oligofructose and inulin / I. Brown, M. Warhust, J. Arcot // Die Nahrung. – 1990. –
V. 127. – P. 1822 – 1827.
279. Bungenberg de Jong, H.G. Crystallization, coacervation and flocculation /
H.G. Bungenberg de Jong. – Amsterdam: Elsevier, 1949. – V. 1. – P. 232 – 258.
280. Camacho, M.M. Stability of whipped dairy creams containing locust bean
gum / l-carrageenan mixtures during freezing-thawing processes / M.M. Camacho,
N.M. Mavarrete, A. Chiralt // Food Research International. – 2001. – V. 34. – P. 887 894.
281. Chang, Y. Stability of aur cells in ice cream during hardening and storage /
Y. Chang, R.W. Hartel // Journal of food engineer. – 2002. – V. 55. – P. 147 – 152.
282. Chang, J.C. Increase of insulin sensitivity by stevioside in fructose-rich
chow-fed rats / J.C. Chang, M.C. Wu, I.M. Liu, J.T. Cheng // Horm Metab Res. – 2005.
– V. 37(10). – P. 610 - 615.
283. Chatsudthipong, V. Stevioside and related compounds: therapeutic benefits
beyond sweetness / V. Chatsudthipong, C. Muanprasat // Pharmacol Ther. – 2009. – V.
121(1). – P. 41 – 54.
284. Chesson, A. Dietary fiber / A. Chesson // Food Hydrocolloids and their Applications. – New York: Marcell Deccer, Inc. - 1995. – Р. 547 – 576.
285. Choo, S.Y. Physicochemical and sensory properties of ice-cream formulated
with Virgin Coconut Oil / S.Y. Choo, S.K. Leong, F.S. Henna Lu // Food Science and
Technology International. - 2010. – V. 16. – Р. 531 – 541.
310
286. Chotia, C. The nature of the accessible and buried surfaces in proteins /
C.Chotia // Carbohydrate polymer. – 1976. - V. 105. – P. 1 – 12.
287. Clarke, C. The Science of Ice Cream. The Royal Society of Chimistry
(RSC): London, UK. – 2004.
288. Codex alimentarius commission // Thirty second Session. - Rome, Italy, 29
June - 4 July, 2009. - 221 р.
289. Codex alimentarius commission // Thirty third Session. - Geneva, Switzerland, 5-9 July, 2010. - 141 р.
290. Curi, R. Effect of Stevia rebaudiana on glucose tolerance in normal adult
humans / R. Curi, M. Alvarez, R.B. Bazotte, L.M. Botion, J.L. Godoy, A. Bracht // Braz
J Med Biol Res, 1986.
291. Dea, I.C.M. Chemistry and interaction of seed galactomannans / I.C.M. Dea,
A. Morrison // Carbohydrate polymer. - 1975. – V. 31. – P. 241 – 312.
292. De, Man J.M. Principles of Food chemistry. – Westport, Conn: Avi Publish
Co Inc., 1976. - 426 p.
293. De, Vries J.A. Distribution of Methoxyl Groups in Pectins / J.A. De Vries,
M. Hansen, J. Soderberg // Carbohydrate polymer. - 1986. – V. 6. – P. 165 – 176.
294. Dickinson, E. Structure and composition of adsorbed protein layers and the
relation to emulsion stability / E. Dickinson // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1992. –
V. 88. – P. 2979 – 2983.
295. Doublier, J.-L. Protein - polysaccharide interactions / J.-L. Doublier, C.
Garnier, D.Renard et al. // Current Opinion in Colloid and Interface Science. - 2010. V. 5. - P. 202 – 214.
296. Englyst, H. Determination of the non-starch polysacaharides in plant foods
by gas-liquid chromatography of constituent sugars as alditol acetates / H. Englyst, H.S.
Wiggins, Y.H. Cummings // J. Analyst.- 1982.- Vol. 107.- Р. 307 – 318.
297. FAO/WHO (1991) Protein Quality Evaluation Report of Joint FAO/WHO
Expert Consultation, Food and Agricultute Organization of the United Nations, FAO
Food and Nutrition Paper No. 51, Rome.
311
298. Fisher, F.G. Die Polyuronsauren der Braunalgen / F.G. Fisher, H. Dorfel //
Carbohydrate polymer. – 1955. – V. 302. – P. 186 – 194.
299. Flores, A.A. Ice crystal size distributions in dynamically frozen model solutions and ice cream as affected by stabilizers / A.A. Flores, H.D. Goff // Journal of
Dairy Science. – 1999. – V. – 82. – P. 1399 – 1407.
300. Flory, P.J. Principles of polymer chemistry / P.J. Flory. – Ithuca, New York:
Cornel University, 1953.
301. Foweraker, A.R. Stiffness of aqueous sodium carboxymethylcellulose from
electric birefringence / A.R. Foweraker, B.R. Jenning // Carbohydrate polymer. - 1975.
– V. 16. – P. 720 – 724.
302. Frandson, J.I. Ice cream and related products / J.I. Frandson, W.S. Arbuckle.
– Westport, Connecticut, 1961.
303. Frei, E. Non-cellulosic structural polysaccharides in algal cell walls. Mannan
in Siphoneous green algae / E. Frei, R.D. Preston // Carbohydrate polymer. - 1968. – V.
169. – P.127 – 145.
304. Ganter, J.L.M.S. Study of solution properties of galactomannan from mimosa scabrella / J.L.M.S. Ganter, J.B.S. Correa, E. Reicher // Carbohydrate polymer. –
1992. – V. 17. – P. 171 – 181.
305. Goff, H.D. 65 years of ice cream science. / H.D. Goff. – Dairy 18, 2002.
306. Goff, H.D. Ice cream formulation. Dairy science and Technology Educations
series. University of Guelph. - Canada, 2006.
307. Goff, H.D. Structure of ice cream. Dairy science and Technology Educations
series. University of Guelph. - Сanada, 2006.
308. Gohari Ardabili, A. Effect of date syrup as a substitute for sugar on the physicochemical and sensory properties of soft ice cream / A. Gohari Ardabili, M.B. Habibi
Najafi, M .H.Haddad Khodaparast // Iranian Food Science And Technology Research
Journal. – 2005. - V. 1(2). – Р. 23 – 32.
309. Gotlieb, A.M. Investigation of mixed agarose-gelatin gels / A.M. Gotlieb,
I.G. Plashchina, E.E. Braudo, E.F. Titova, E.M. Belavtseva, V.B. Tolstoguzov // Die
Nahrung. - 1988. – V.32. – P. 927 – 937.
312
310. Grant, G.T. Biological interaction between polysaccharides and divalent cations: The egg-box model / G.T. Grant, E.R. Morris, D.A. Rees, P.J.C. Smith, D. Thom
// FEBS Letters. - 1973. – V. 32. – P. 195 – 196.
311. Haug, A. A study of the constitution of alginic acid by partial hydrolysis / A.
Haug, B. Larsen, O. Smidsrod // Acta Chem. Scand. – 1966. – V. 20. – P. 183 – 195.
312. Haug, A. Studies of the sequence of uronic acid residues in alginic acid / A.
Haug, B. Larsen, O. Smidsrod // Acta Chem. Scand. – 1967. – V. 21. – P. 691 – 700.
313. Haug, A. Selectivity of some anionic polymers for divalent metal ions / A.
Haug, O. Smidsröd // Acta Chem.Scand. - 1970. – V. 24. – P. 843 – 847.
314. Hizukuri, S. A rapid Smith-degradation method for the determination of
non-reducing terminal residues of (1
4) α-β-glucans / S. Hizukuri, S. Osaki // Car-
bohydrate research. - 1978. – V. 63. – P. 261 – 265.
315. Hizukuri, S. Properties of hot-water extractable amylose / S. Hizukuri //
Carbohydrate research. - 1991. – V. 211. – P. 251 – 253.
316. Igol Robert, S. Dictionary of food ingredients / S. Robert Igol. – USA:
Chapman and Hall, 1996.
317. Imeson, A. Thickening and gelling agents for food / A. Imeson. – London:
Chapman and Hall, 1992.
318. Jansson, P.E. Structure of the extracellular polysaccharide from
xanthomonas campestral / P.E. Jansson, L. Kenne, L. Lindberg // Carbohydrate research. – 1976. – V. 24. – P. 245 – 254.
319. Jarvis, M.C. The 13C-n.m.r. spectrum of (14)--D-mannans in intact endosperm tissue of the date (phoenix dactylifera) / M.C. Jarvis // Carbohydrate research. 1990. – V. 197. – P. 276 – 280.
320. Jeanes, A. Application of extracellular microbial polysaccharidepolyelectrolytes: review of literature, including patents / A. Jeanes // Carbohydrate research. – 1974. – V. 45. – P. 209 – 227.
321. Jeppesen, P.B. Stevioside acts directly on pancreatic beta cells to secrete insulin: actions independent of cyclic adenosine monophosphate and adenosine triphos-
313
phate-sensitive K+-channel activity / P.B. Jeppesen, S. Gregersen, C.R. Poulsen, K.
Hermansen // Metabolism. – 2000. – V. 49(2). – P. 208 – 222.
322. Kanno, T. Den pun kawaka / T. Kanno // Brit. J. Neuter. – 1990. – V. 37(2).
– P. 87 – 97.
323. Kohn, R. Exchange of calcium, strontium and barium ions on pectin / R.
Kohn, V. Tibensky // Carbohydrate research. - 1971. – V.36. – P. 92 – 110.
324. Kondo, T. Preparation of 6-O-alkyl cellulose / T. Kanno // Carbohydrate research. - 1993. – V. 27. – P. 291 – 319.
325. Langendorf, V. Gelation and flocculation of casein micelle / carrageenan
mixture / V. Langendorf, G. Cuveiler, B. Launay // Food Hydrocolloids. - 1997. - P. 35
– 40.
326. Lei, K.J. Effect of pectin on zinc, copper and iron balance in humans / K.J.
Lei, M. Yo // Carbohydrate research. - 1980. – V. 22. – P. 459 – 466.
327. Lezica, R.P. Methods in Plant Biochemistry / R.P. Lezica. – London, 1990. –
P. 443 – 492.
328. Livesey, G. Nutritional aspects of difficult-to-digest carbohydrates / G.
Livesey // Gums and Stabilisers for the Food Industry 7. – New York: IRL Press, 1994.
– P. 169 – 186.
329. Mackie, W. Aspects of the conformation of polyguluronate in the solid state
and in solution / W. Mackie, S. Perez, R. Rizzo, F. Taravel, M. Vignon // Biology molecular. - 1983. – V. 5. – P. 329 - 337.
330. Marshall, R.T. Ice cream / R.T. Marshall, H.D. Goff, R.W. Hartel. – New
York, 2003. - P. 50 – 75.
331. Marshall, R.T. Ice Cream / R.T. Marshall, W.S. Arbuckle. - 5th Edition, International Thomson Publishing. Florence, KY, USA, 1996. - 349 p.
332. Marshall, R.T. Formulating and manufacturing ice cream and other frozen
dessert / R.T. Marshall, H.D. Goff // Journal of Food Technology. – 2003. – V. 57(5). –
P. 32 – 45.
333. Marshall, R.T. Ice cream / R.T. Marshall, H.D. Goff, R.W. Hartel. // 6td ed.
Kluwer Academic and Plenum. New York, USA, 2003.
314
334. Marchesault, R.N. Cellulose / R.N. Marchesault, P.R. Sundararajan // The
polysaccharides academic press. – New York, 1986. - P. 11 – 95.
335. Marchessault, R.H. 13C NMR spectra of poly--D (14) mannosemannan /
R.H. Marchessault, M.G. Taylor, W.T. Winter // Can.J.Chem. - 1990. – V. 68. – P. 1192
– 1195.
336. Millane, R.P. X-ray diffraction studies of a variant of xanthan gum in which
the side chain terminal mannose unit is absent / R.P. Millane, T.V. Narasaiah // Carbohydrate polymer. - 1990. – V. 12. – P. 315 – 321.
337. Milas, M. The viscosity dependence on concentration, molecular weight and
shear rate of xanthan solution / M. Milas, M. Rinaudo, B. Tinland // Polymer Bulletin. –
1985. – V. 14. – P. 157 – 161.
338. Milas, M. Flow and viscoelastic properties of xanthan gum solution / M.
Milas, M. Rinaudo, M. Knipper // Macromolecules. - 1990. - V. 23. – P. 2506 – 2519.
339. Moe, S.T. Alginates / S.T. Moe, K.I. Draget, G. Skjak-Brak, O. Smidsröd //
Food Hydrocolloids and their Applications. – New York: Marcell Deccer, Inc., 1995. –
P. 245 – 286.
340. Moorhouse, R. Xanham gum-molecular conformation and interactions / R.
Moorhouse, M.D. Walkinshaw, S. Arnott // Microbial Polysaccharides (P.A. Sandford,
A. Laskin, eds.). - Washington: ACS, 1977. – P. 90 – 119.
341. Morris, E.R. Polysaccharide aggregation in solutions and gels / E.R. Morris,
I.T. Norton // Aggregation Processes in Solution. – Amsterdam: Elsevier, 1983. – P.
549– 593.
342. Morris, E.R. Conformation and Intermolecular Interaction of Carbohydrate
Chains / E.R. Morris, D.A. Rees, D. Thom, E.J. Welsh // Microbial Polysaccharides. 1977. – V.6. – P. 259 – 274.
343. Morris, V.J. Bacterial Polysaccharides // in A.M. Stephen (ed.) Food Polysaccharides and Their Applications. - New York: Marcel Dekker, Inc., 1995. – P. 341 375.
315
344. Munster, I.P. Factors influencing the antitumorigenic properties of selenium
in mice / I.P. Munster, A. Tangerman, F.M. Nagengast // Dig. Dis. Sci. – 1994. – V. 39
(4). – P. 834 – 842.
345. Muroga, Y. Local conformation of polysaccharides in solution investigated
by small-angle X-ray scattering / Y. Muroga, Y. Yamada, I. Noda, M. Nagasawa //
Macromolecules. - 1987. – V. 20. – P. 3003 – 3006.
346. Norton, I.T. Mechanism and dynamics of conformational ordering in xanthan polysaccharide / I.T. Norton, D.M. Goodall, S.A. Frangou, E.R. Morris, D.A. Rees
// J.Molec.Biol. - 1984. – V.175. – P. 371 – 394.
347. Okuyama, K. Fiber diffraction of bacterial polysaccharides / K. Okuyama, S.
Arnott, R. Moorhouse, M.D. Walkinshaw, E.D.T Atkins, C.H. Wolf-Ullish // in Fiber
Diffraction Methods. – Washington: ACS, 1980. – P. 411 – 436.
348. Percival, E. Chemistry of Agaroids. Carrageenans and Furcellarans / E. Percival // J.Sci.Fd.Agric. - 1972. – V. 23. – P. 933 – 940.
349. Picullel, L. Association and segregation in ternary polymer solutions and
gels / L. Picullel, I. Iliopoulos, P. Linse. – New York: IRL Press, 1988. – P. 309 – 322.
350. Picullel, L. Association and segregation in aqueous polymer/polymer, polymer/surfactant, and polymer/ surfactant mixtures: similarities and differences / L.
Picullel, B. Lindman // Advances in Colloidal and Interface Science. – 1992. – V. 41. –
P. 149 – 178.
351. Pilnik, W. Chemistry of pectin substances / W. Pilnik, A.G.J. Voagen, F.M.
Rombouts // Proceedings of the Opening of the New Central Laboratory Facilities,
CMC Suiker bv, Breda, 1986. – P. 21 – 59.
352. Phillips, G.O. Gums and Stabilisers for the Food Industry 6 / G.O. Phillips,
P.A. Williams. – 1992. - New York: IRL Press. - 334 p.
353. Plashchina, I.G. Structural studies of the solutions of anionic polysaccharides. IV. Study of pectin solutions by light scattering / I.G. Plashchina, M.G.
Semenova, E.E. Braudo, V.B. Tolstogusov // Carbohydrate polymer. - 1985. – V.5. – P.
159 – 179.
316
354. Proposed Policy: Definition and Energy value for Dietary Fiber // Health
Canada. - 2010. - 26 p.
355. Raben, A. Requirements for maintenance and for tissue accretion / A.
Raben, A. Tagliabue, N. Christiansen // Amer. J. Clin. Nutr. – 1994. – V. 60 (4). – P.
544 – 551.
356. Radley, J.A. Starch production technology, chapman and hall / J.A. Radley. London, 1976. – P. 320 – 335.
357. Razavi, S.M.A. Effect of dairy substituents and stabilizers on chemical and
physical properties of soy ice cream (Parvin) / S.M.A. Razavi, M.B. Habibi, K.
Nayebzadeh // Iranian Journal of Agricultural Sciences. – 2001. – V. 32 (3). – Р. 615 624.
358. Reid, J.S.G. Galactomannans // in P.M.Dey and R.A.Dixon (edds.) Biochemistry of Storage Carbohydrate in Green Plants, Academic Press. - London, 1985. P. 265 – 314.
359. Remesy, C. Food additive uses handbook / C. Remesy, C. Demeigne // J.
Nutr. – 1989. – V. 4. – P. 560 – 565.
360. Rees, D.A. Polysaccharide Conformation / D.A. Rees // in G.O.Aspinal (ed.)
Carbohydrates, MTP. Int. Review in Science, Organic Chemistry, Serie 1. – London,
Batterworths, 1973. – P. 251 – 283.
361. Rees, D.A. Polysaccharide Shapes / D.A. Rees // Outline Studies in Biology.
J.Welley and Sons, 1977. – V. 4. - P. 7 – 77.
362. Rees, D.A. Polysaccharides: Conformational Properties in Solution / D.A.
Rees // Compr.Org.Chem. - 1979. – V. 5. – P. 817 – 830.
363. Rees, D.A. Shapes and interactions of carbohydrate chains / D.A. Rees, E.R.
Morris, D. Thom and J. Madden // in G.O. Aspinal (ed.) The Polysaccharides 1. - Academic Press: New York. - 1982. - P. 195 – 299.
364. Rinaudo, M. On the viscosity of sodium alginates in the presence of external
salt / M. Rinaudo, D. Graebling // Polymer Bulletin. – 1986. – V. 15. – P. 209 – 227.
317
365. Rinaudo, M. Properties of polysaccharides. Relation between chemical
structure and physical properties / M. Rinaudo, M. Millas // Property Relation and Applications. – Amsterdam, 1987. – P. 217 – 223.
366. Rinaudo, M. On the abnormal exponents aη and aD in Mark Houwink type
equations for wormlike chan polysaccharides / M. Rinaudo // Polymer Bulletin. – 1992.
– V. 27. – P. 585 – 589.
367. Ring, S.G. Static and dynamic light scattering studies of amylose solutions /
S.G. Ring, K.J. I’Anson, V.J. Morris // Macromolecules. - 1985. – V. 18. – P.182 – 188.
368. Rioltot, M. Guidelines for use of parenteral and enteral nutrition in adult and
pediatric patients / M. Rioltot, E. Sacguet, C. Leprince // Dig. Dis. Sci. – 1980. – V. 20
(5). - P. 215 – 218.
369. Robinson, G. Viscosity-molecular weight relationships intrinsic chain flexibility and dynamic solution properties of guar galactomannan / G. Robinson, S.B. RossMurphy, E.R. Morris // Carbohydrate research. - 1982. – V. 107. – P. 17 – 32.
370. Roberfroid, M. Dietary fiber, inulin and oligofructose: a review comparing
their physiological effects / M. Roberfroid // Crit. Rev. Food, Nutr.1993. – V. 33(2). - P.
103 – 148.
371. Ross-Murphy, S.B. Molecular viscoelasticity of xanthan polysaccharide /
S.B. Ross-Murphy, V.J. Morris, E.R. Morris // Carbohydrate research. - 1983. – V.18. –
P. 115 – 129.
372. Sato, T. Double stranded helix of xanthan in dilute solution: evidence from
light scattering / T. Sato, T. Norisuye, H. Fujita // Polymer. - 1984. – V. 16. – P. 341 –
350.
373. Sato, T. Double stranded helix of xanthan in dilute solution: father evidence
/ T. Sato, T. Norisuye, H. Fujita // Polymer. - 1984. – V. 16. – P.423 – 429.
374. Schneeman, B.O. Effects of dietary fiber on digestive enzymes / B.O.
Schneeman, D.D. Gallaher // Conference Proceedings "Dietary fiber in human nutrition". - CRC Press, 1993. - Р. 377 – 385.
318
375. Schneider, N.S. The ionic strength influence on the molecular properties of
sodium carboxymethylcellulose / N.S. Schneider, P.J. Doty // Polymer. - 1954. – V. 58.
– P. 762 – 769.
376. Seisun, D. Over view of the food hydrocolloids market / D. Seisun // Gums
and Stabilisers for the Food Industry 16. – 2012. – P. 3 – 8.
377. Shibata, H. Steviol and steviol-glycoside: glucosyltransferase activities in
Stevia rebaudiana Bertoni--purification and partial characterization / H. Shibata, Y.
Sawa, T. Oka, S. Sonoke, K.K. Kim, M. Yoshioka // Arch Biochem Biophys, 1995. - V.
321(2). – P. 90 – 96.
378. Smidsrod, O. Dependents upon uronic acid composition of some ion – exchange properties of alginates / O. Smidsrod, A. Haug // Acta Chem. Scand. – 1968. –
V. 22. – P. 89 – 94.
379. Smidsröd, O. The effect of Alkali Treatment on the Chemical Heterogeneity
and Physical Properties of Some Carrageenan / O. Smidsröd, B. Larsen, A.J. Pernas, A.
Haug // Acta Chem.Scandinav. - 1967. – V. 21. – P. 2585 – 2598.
380. Smidsröd, O. A Light Scattering Study of Alginate / O. Smidsröd, A. Haug //
Acta Chem.Scand. - 1968. – V. 22. –P. 797 – 810.
381. Smidsrod, O. Estimation of the relative stiffness of the molecular chains in
polyelectrolyte from measurements of viscosity at different ionic strengths / O.
Smidsröd, A. Haug // Biopolymers. - 1971. – V. 10. – P.1213 – 1227.
382. Smith, D.B. Studies of the Heterogeneity of Carrageenan / D.B. Smith, A.N.
O’Neil, A.S. Perlin // Biopolymers. - 1985. – V. 33. – P.1352 – 1360.
383. Smith, D.B. Fractionation of Carrageenan / D.B. Smith, W.H. Cook //
Arch.Biochem.Biophys. - 1953. – V. 45. – P.232 – 233.
384. Smith, D.B. Physical Studies on Carrageenan and Carrageenan Fractions /
D.B. Smith, W.H. Cook, J.L. Neil // Arch.Biochem.Biophys. - 1953. – V.53. – P. 192 204.
385. Snoeren, T.H.M. Electrostatic interaction –between k-carrageenan and kcasein / T.H.M. Snoeren, T.A.J. Payens, J. Jeunink. - Milchwissenscaft, 1975 - P. 95 –
103.
319
386. Steigman, F. All Dietary Fiber is fundamentally functional / F. Steigman //
Cereal foods world, 2003. - P. 128 – 132.
387. Stephen, A.M. Other plant polysaccharides / A.M. Stephen // The Polysaccharides 2, Academic Press. – New York, 1983. – P. 97 – 149.
388. Sworn, G. Characterization of Carrageenan by high-performance sizeexclusion chromatography using a LiChrospher 1000 DIOL column / G. Sworn, W.M.
Marrs, R.J. Hart // Biopolymers. - 1987. – V. 403. – P. 307 – 311.
389. Takeda, J. Examination of the purity and structure of amylose by gelpermeation chromatography / J. Takeda, K. Shirasaka, S. Hizukuri // Carbohydrate research. - 1984. – V. 132. – P. 83 – 92.
390. Talashek, T.A. The influence of side chains on the calculated dimensions of
three related bacterial polysaccharides / T.A. Talashek, D.A. Brant // Carbohydrate research. - 1987. – V. 160. – P. 303 – 316.
391. Tolstoguzov, V.B. Thermodynamic aspects of dough formation and functionality / V.B. Tolstoguzov // Food Hydrocolloids. – 1997. – V. 11. – P. 181 – 193.
392. Tolstoguzov, V.B. Concentration and purification of proteins by means of
two-phase systems / V.B. Tolstoguzov // Food Hydrocolloids. - 1988. – V. 2. – P. 195 –
207.
393. Tolstoguzov, V.B. Compositions and Phase Diagrams for Aqueous Systems
Based on Protein and Polysaccharides / V.B. Tolstoguzov // International Review of
Cytology. - 1999. – V. 192. – Р. 3 – 31.
394. Tolstoguzov, V. Thermodynamic aspects of biopolymer functionality in
biological systems, foods, and beverages / V. Tolstoguzov // Critical Reviews in
Biotechnology. - 2002. - V. 22. - P. 89 - 174.
395. Usov, A.I. Structural analysis of red seaweed galactans of agar and
сarrageenan / A.I. Usov // Food Hydrocolloids. – 1998. – V. 12. – P. 301 – 308.
396. Usov, A.I. Sulfated polysaccharides of red seaweeds / A.I. Usov // Food Hydrocolloids. – 1992. – V. 6 (1). – P. 9 – 23.
320
397. Vreeman, H.J. Physicochemical investigation of k-Carrageenan in the random state / H.J. Vreeman, T.H.M. Snoeren, T.A.J. Payens // Biopolymers. - 1980. – V.
19. – P. 1357 – 1374.
398. Walkinshaw, M.D. Conformation and interactions of pectin. I: X-ray diffraction analysis of sodium pectate in neutral and acidified forms / M.D. Walkinshaw, S.
Arnott // J.Mol.Boil. - 1982. – V. 153. – P. 1055 – 1073.
399. Walkinshaw, M.D. Conformation and interactions of pectins. II: Models for
junction zones in pectin acid and calcium pectate gels / M.D. Walkinshaw, S. Arnott //
J.Mol.Boil. - 1981. – V. 153. – P. 1075 – 1085.
400. Westerlund, E. Investigation of the Distribution of Methyl Ester Groups in
Pectin by High-Field CNMR / E. Westeriund, P. Aman, R.E. Andersson // Carbohydrate
polymer. – 1991. – V. 14. – P. 179 – 187.
401.Whelan, A.P. Physicochemical and sensory optimization of a low glycemic
index ice cream formulation / A.P. Whelan, C. Vega, J.P. Kerr, H.D. Goff // International Journal Food Since and Technology. – 2008. – V. 43. – P. 1520 – 1527.
402. Williams, N.R. Carbohydrate chemistry. Physical methods / N.R. Williams //
Carbohydrate polymer. - 1985. – V. 16. – P. 240 – 248.
403. Wurzburg, O.B. Modified Starches / O.B. Wurzburg // Food polysaccharides
and their application. – New York, 1995. – P. 67 – 98.
404. Yaphe, W. The determination of κ-Carrageenan as a factor in the classification of the Rhodophyceae / W. Yaphe // Canada J. Botany. - 1959. – V. 37. – P. 751757.
405. Zasypkin, D.V. Multicomponent gels of biopolymers. Thermodynamic incompatibility of proteins and polysaccharides / D.V. Zasypkin, E.E. Braudo, V.B.
Tolstoguzov // Food Hydrocolloids. - 1997. – V. 11. – P. 159 – 170.
406. Zhuravskaya, N.A. Concentration of proteins as a result of the phaseseparation of water-protein-polysaccharide system / N.A. Zhuravskaya, E.V. Kiknadze,
Y.A. Antonov, V.B. Tolstoguzov // Food Hydrocolloids. - 1986. – V. 30. – P. 591 –
599.
321
ПРИЛОЖЕНИЯ
322
Приложение 1
Копии государственных контрактов и итоговых отчетов
по выполнению научно-исследовательских работ
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
Приложение 2
Акт внедрения НИР в образовательный процесс
353
354
Приложение 3
Нормативно-техническая документация
(патенты РФ, заявки на патенты РФ, ТУ, ТТК)
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
Приложение 4
Анкета (анализ потребительских предпочтений населения г. Саратова и
Саратовской области в отношении продуктов на основе
молочной сыворотки и продуктов,
содержащих пищевые волокна)
375
Возраст и пол анкетируемого:______________
Организация:____________________________
АНКЕТА
А знаете ли Вы, что?!
Сыворотка очень полезна для организма: она помогает выводить шлаки и излишнюю жидкость, расщеплять вредные вещества без ущерба для здоровья.
Этот молочно-белковый продукт важен для нормального функционирования организма, в нем содержится более двухсот различных жизненно важных питательных
веществ. Разнообразен и минеральный состав сыворотки: в ней содержатся почти все
микроэлементы и витамины, которые присутствуют в натуральном молоке. Это калий, магний, фосфор, кальций и витамины А, Е, С, В и многие другие микроэлементы и
витамины.
Молочная сыворотка является низкокалорийным продуктом (калорийность сыворотки составляет 25 килокалорий на 100 мл продукта), но, не смотря на это, очень
богата ценными для организма сывороточными белками. А сахар, который содержит
сыворотка – молочный и легко усваивается.
У многих людей нарушается углеводный обмен, и сахар не усваивается организмом. Таким людям необходимо употреблять сахарозаменители. Натуральные сахарозаменители - вещества, используемые для придания сладкого вкуса. Натуральные заменители сахара практически полностью усваиваются организмом, участвуют в метаболических процессах, и подобно обычному сахару снабжают организм дополнительной
энергией, они безвредны и обладают определенными лечебными свойствами.
Пищевые волокна – компоненты пищи, не перевариваемые пищеварительными
ферментами организма человека, но перерабатываемые полезной микрофлорой кишечника. Пищевые волокна играют важную роль в функционировании органов и систем организма, в первую очередь, органов пищеварения. Они выводят вредные вещества из организма: адсорбируют значительное количество желчных кислот, а также прочие метаболиты, токсины и электролиты.
1.


2.
Считаете ли Вы молочные продукты полезными для здоровья? (отметить галочкой)
Да
Нет
Употребляете ли вы в пищу молочные продукты? Если «да», то в каком виде и сколько
раз в месяц?
__________________________________________________________________
3. Как Вы считаете, вторичное молочное сырье, в частности молочная сыворотка, является
полезным продуктом? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
4. Используете ли Вы в своем рационе сыворотку? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
5. Стали бы Вы покупать продукты на основе сыворотки? (отметить галочкой)
 Да
376
 Нет
6. Какому продукту с добавлением в его состав сыворотки вы бы отдали предпочтение?
(отметить галочкой)
 Напитки
 Десерты
 Другие продукты
7. Знаете ли Вы что такое «пищевые волокна»? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
8. Считаете ли Вы, что пищевые волокна полезны для организма? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
9. Стали бы Вы покупать продукты, обогащенные пищевыми волокнами? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
10. Следите ли Вы за калорийностью своего рациона? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
11. Используете ли Вы сахарозаменители в своем рационе? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
12. Как Вы считаете, полезны ли сахарозаменители? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
13. Стали бы Вы употреблять в пищу продукты на основе сыворотки с пищевыми волокнами и сахарозаменителями? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
14. Считаете ли Вы, что определенные продукты питания могут исключить или уменьшить
Вашу зависимость от лекарственных препаратов? (отметить галочкой)
 Да
 Нет
15. Что бы Вы больше предпочли в случае лечения или профилактики болезней? (отметить
галочкой)
 Покупать лекарственные препараты;
 Покупать и употреблять биологически активные добавки;
 Употреблять в пищу продукты питания функционального назначения (с добавлением
натуральных пищевых волокон, на основе молочной сыворотки с использованием натуральных сахарозаменителей).
377
Приложение 5
Акты дегустаций
378
379
380
381
382
383
384
Приложение 6
Протоколы испытаний
385
386
387
388
389
390
Приложение 7
Клиническая апробация функционального питания
391
392
393
ИНФОРМИРОВАННОЕ СОГЛАСИЕ ПАЦИЕНТА
НА УЧАСТИЕ В ИССЛЕДОВАНИИ
Фамилия, имя, отчество участника ________________________________________________________
Мне известно, что существует возможность проведения курса энтеральной оксигенотерапии в виде приема
кислородного коктейля на основе молочного белково-углеводного сырья с пищевыми волокнами с целью
улучшения качества жизни, приводящего к нормализации процессов пищеварения, восстановлению обменнометаболических процессов, уменьшению выраженности побочных эффектов на фоне приема медикаментозных и
пищевых компонентов в рационе кардиологических больных.
На предварительном этапе мне будут проведены все необходимые диагностические тесты с целью
определения
возможности
проведения
мне
энтеральной
оксигенотерапии
и
выявления
возможных
противопоказаний к применению кислородного коктейля.
После первичного обследования я буду употреблять кислородный коктейль по разработанной схеме 1 раз в
день по 500 мл до еды, а также принимать назначенные мне лекарственные препараты. Во время проведения
регулярных приемов кислородного коктейля будут контролироваться показатели моего самочувствия,
артериального давления, частоты сердечных сокращений. Полученная информация будет использоваться врачом
для оценки моего состояния.
Со своей стороны я обязуюсь регулярно принимать кислородный коктейль, выполнять все рекомендация,
касающиеся изменения моего образа жизни. Если по какой-то причине я захочу отменить прием кислородного
коктейля, я обязуюсь известить об этом лечащего врача.
Я прочитал информированное согласие, обсудил с лечащим врачом все интересующие меня вопросы,
включая возможность и необходимость проведения при моем заболевании энтеральной оксигенотерапии в виде
приема кислородного коктейля на основе нежирного молочного сырья с пищевыми волокнами, а также ожидаемые
результаты и возможные негативные последствия.
Я понимаю, что мое участие в исследовании является полностью добровольным и, что я могу в любой
момент прекратить свое участие в нем, и что данное решение не повлияет на качество оказываемой мне
медицинской помощи.
Ваша подпись подтверждает, что Вы приняли самостоятельное решение участвовать в данном
исследовании, прочитали и поняли предоставленную Вам информацию.
Пациент (подпись)
Лечащий врач (подпись)
Дата
Дата
394
395
396
Приложение 8
Акты промышленной апробации
397
398
399
400
401
402
403
Приложение 9
Акты внедрения
404
405
406
407
Приложение 10
Итоговый научный отчет
по выполненной научно-технической продукции
(Исследование аминокислотного состава
белково-углеводной основы продуктов)
408
409
Результаты исследований
Работа, выполненная в рамках договора, была направлена на проведение детального исследования количественного аминокислотного состава белковоуглеводной основы (молочная сыворотка с вишневым соком в соотношении 2:1)
для приготовления кислородного коктейля и киселей.
Порядок исследования.
1. ОТБОР ПРОБ.
Из представленных образцов отобраны аликвоты по 150 мкл в двух повторностях.
2. ПРОВЕДЕНИЕ КИСЛОТНОГО ГИДРОЛИЗА.
Для проведения гидролиза в пробирки добавляли по 1 мл 6н HCL и продували
азотом. Гидролиз проводили 24 часа при 110 0С.
3. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ И ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА.
После гидролиза образцы количественно нейтрализовали 0,7мл 12.5 M NaOH и
доводили объем до 40 мл высоко чистой водой (MilliQ Academic Millipore). Данный способ подготовки образцов, а именно отсутствие этапа высушивания позволяет избежать необратимой сорбции части аминокислот на нерастворимом остатке окисленных продуктов гидролиза, что особенно важно при анализе многокомпонентных образцов.
Идентификацию аминокислот проводили с применением предколоночной модификации 6-аминоквинолин гидроксисукцинамидил карбаматом - AccQ по методу Waters AccQ-Tag с использованием набора реактивов WAT 052880. Данный
метод обеспечивает специфическую количественную модификацию первичных
410
аминогрупп аминокислот и аминосахаров, характеризуется высокой чувствительностью и высокой эффективностью разделения.
4. МОДИФИКАЦИЯ АМИНОГРУПП.
Для проведения анализа брали 80мкл боратного буфера 100 мМ рН 8,3 вносили
10 мкл образца, и 10 мкл модифицирующего реактива - 5 мМ AccQ в ацетонитриле. Немедленно перемешивали на шейкере, и инкубировали 15 мин при 55 0С на
водяной бане, затем охлаждали до комнатной температуры 15 мин. Для анализа
использовали 20 мкл смеси.
5. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА.
Анализ проводили методом ВЭЖХ на хроматографе Knauer Smartline 5000 c
использованием обратнофазовой хроматографии на колонке Диасфер -110 С18/2 5
мкм 2мм*150 мм. Разделение проводили в ацетатном буфере 150мМ рН 4.83 с нелинейным градиентом ацетонитрила 55% в течение 53 мин (2мин=2%Б, 18=7%Б,
34мин=22%Б, 37мин=37%Б,46мин=48%Б, 46,1мин=100%Б, 52мин=0%Б). Скорость протока 300мкл/мин. Объем инжекции – 20 мкл. Детекция фотометрическая
при λ 248 нМ. Управление хроматографом и количественный анализ данных выполнялся программой EuroChrom (Knauer).
Количественный расчет проводили по соотношению площадей пиков стандарта
и образца. В качестве стандарта использовали эквимолярную смесь аминокислот
в количестве 500пМ (пикомоль, 10-12 моль). Amino acid Standart Solution Fluka AAS-18
411
Рисунок 1 - Образец хроматограммы аминокислотного состава
белково-углеводной основы
Рисунок 2 - Образец хроматограммы стандарта аминокислот
412
6. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
Таблица 1 – Аминокислотный состав белково-углеводной основы (молочная сыворотка + вишневый сок)
Молекулярная масса, г / моль
Содержание аминокислоты в
продукте, мг / 100 г
Аспарагиновая кислота
133.1
112,67
Серин
105.1
69,33
Глутаминовая кислота
147.1
218,67
Глицин
75.07
23,33
Гистидин
155.2
90,00
Треонин
119.1
42,67
Аргинин
174.2
24,00
Аланин
89.06
42,67
Триптофан
115.1
52,00
Цистин
120.15
83,33
Тирозин
181.2
43,33
Валин
117.1
80,00
Метионин
149.2
20,00
Лизин
146.2
129,33
Изолейцин
131.2
160,00
Лейцин
131.2
118,00
Фенилаланин
165.2
54,00
Аминокислота
Всего
1363,34
413
Приложение 11
Расчет технико-экономических показателей
разработанных продуктов питания
414
1 Расчет технико-экономических показателей разработки кислородсодержащих продуктов
Оценка экономической эффективности производства новых видов продукции ведется путем расчета отпускной цены контрольного образца и опытного образца, в качестве которого выступают кислородсодержащие продукты (кислородные коктейли, кислородные смузи и кислородные замороженные десерты на основе молочной сыворотки с ПВ).
1.1 Себестоимость производства
Расчет себестоимости ведется по элементам затрат: сырье и основные материалы, вспомогательные материалы, оплата труда производственных работников,
социальные платежи, прочие расходы на производство и реализацию продукции.
Стоимость сырья и основных материалов рассчитывают исходя из потребности на выпуск 1000 кг основы продукции и действующих оптовых цен. Расчет
представлен в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 – Расчет стоимости сырья и основных материалов контрольного образца кислородного коктейля
Наименование
Фруктовоягодный сок
Сироп корня солодки
Итого
Количество, кг
Цена за 1 кг, руб
Стоимость, тыс.
руб
1000
43,95
43,95
40
150
6
49,95
415
Таблица 1.2 – Расчет стоимости сырья и основных материалов опытного образца
кислородного коктейля
Наименование
Фруктовоягодный сок
Сыворотка
молочная
ПС
Итого
Количество, кг
Цена за 1 кг
Стоимость, руб
500
43,95
21,975
500
15
7,5
0,3
400
0,12
29,595
Определение расчетного товарооборота проводится по формуле:
(тыс. руб.)
Где
(1.1)
– расчетный товарооборот,
– стоимость сырья и основных материалов,
– условная наценка (для проектируемого предприятия
).
Для контрольного образца кислородного коктейля расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородного коктейля расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
Таблица 1.3 – Расчет стоимости сырья и основных материалов контрольного образца смузи
Наименование
Фруктовоягодный сок
Клубника
Молоко
Желатин
Итого
Количество, кг
Цена за 1 кг руб
Стоимость, тыс. руб
250
61
15,25
247
500
3
130
40
480
68,80
32,11
20
1,44
416
Таблица 1.4 – Расчет стоимости сырья и основных материалов опытного образца
кислородных смузи
Наименование
Фруктовоягодный сок
Ягодное пюре
Сыворотка молочная
ПВ
Итого
Количество, кг
Цена за 1 кг
Стоимость, руб.
250
61
15,25
248
130
32,24
500
6
3
2
400
0,8
51,29
Для контрольного образца смузи расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородных смузи расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
1.2 Расчет суммы инвестиций (капитальных вложений), необходимых
для реализации проекта
Инвестиции представляют собой использование финансовых ресурсов в
форме долгосрочных вложений (капитала).
Стоимость нового оборудования (О) представлена в таблице 1.5.
Стоимость научно-исследовательских работ (НИОКР) – 10 – 15 % от стоимости оборудования:
НИОКР кислородного коктейля = 44,0 *0,1 = 4,4 (тыс. руб.)
Сумма инвестиций для нового строительства (И) определяется по формуле
И = О + НИОКР
И кислородного коктейля = 44,0 + 4,4 = 48,4 (тыс. руб.)
(2.2)
417
Таблица 1.5 – Новое оборудование для кислородного коктейля
Наименование оборудования
Кислородный коктейлер «Армед»
Кислородный концентратор
«Армед»
Итого, тыс. руб
Ед.
изм.
Количество
Цена за единицу, руб.
Сумма, тыс.
руб.
шт
1
3500
3,5
шт
1
40500
40,5
44
1.3 Амортизация основных фондов
Норматив амортизационных отчислений (На) от стоимости основных фондов составляет: оборудование – 8 – 15%.
На, обор. кислородного коктейля = 44*0, 08 = 3,52 (тыс. руб.)
НИОКР кислородных смузи = 30 *0,1 = 3 (тыс. руб.)
И кислородных смузи = 30 + 3 = 33 (тыс. руб.)
Таблица 1.6 – Новое оборудование для кислородных смузи
Наименование оборудования
Кислородный коктейлер
«Армед»
Кислородный концентратор
«Армед»
Итого, тыс. руб
Ед.
изм.
Количество
Цена за единицу, руб.
Сумма, тыс.
руб.
шт
1
5000
3,5
шт
1
25000
40,5
30
На, обор. кислородных смузи = 30*0, 08 = 2,4 (тыс. руб.)
1.4 Прочие расходы
Прочие расходы (ПР), относимые к условно-постоянным, принимаются в
размере 2 % от расчётного товарооборота, к условно-переменным – 1,5 %.
418
Для контрольного образца кислородного коктейля:
Условно-постоянные расходы
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородного коктейля:
Условно-постоянные расходы
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
(тыс. руб.)
Для контрольного образца смузи:
Условно-постоянные расходы
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородных смузи:
Условно-постоянные расходы
(тыс. руб.)
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
1.5 Прибыль
Валовая прибыль (ВП) равна разнице расчетного товарооборота и себестоимости.
Для контрольного образца кислородного коктейля валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородного коктейля валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Чистая прибыль (ЧП) равна разнице дохода и налога, который применяют
при использовании упрощенной системы налогообложения (15 %).
Для контрольного образца кислородного коктейля чистая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородного коктейля чистая прибыль равна:
(тыс. руб.)
419
1.6 Срок окупаемости
Срок окупаемости рассчитывается по формуле
СО = И/ЧП, (лет, год)
СОконтр. кислородного коктейля = 48,4/42,46 = 1,14 (года),
СОопыт. кислородного коктейля = 48,4/25,15 = 1,92 (года).
1.7 Эффективность инвестиций
Эффективность инвестиций (ЭфИ) рассчитывается по формуле.
ЭфИ = ЧП/И, (%)
ЭфИконтр. кислородного коктейля = (42,46 / 48,4) * 100% = 87 %,
ЭфИопыт. кислородного коктейля = (25,15 / 48,4) * 100% = 51 %.
Для контрольного образца смузи валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для опытного образца кислородных смузи валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для контрольного образца смузи чистая прибыль равна:
руб.
Для опытного образца кислородных смузи чистая прибыль равна:
руб.
1.8 Срок окупаемости
Срок окупаемости рассчитывается по формуле
СОконтр. смузи = 33 / 58,48 = 0,56 (года)
СОопыт. кислородных смузи= 33 / 43,6 = 0,75 (года)
ЭфИконтр. смузи= (58,48 / 33) * 100% = 17,7 %
420
ЭфИопыт. кислородных смузи= (43,6 / 33) * 100% = 12,8 %.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.7.
Таблица 1.7 – Экономические показатели производства кислородсодержащих
продуктов
Показатели
Расчетный товарооборот, тыс.
руб.
Себестоимость, руб.
Инвестиции, тыс. руб.
Валовая прибыль,тыс. руб.
Чистая прибыль,тыс. руб
Срок окупаемости, лет
Эффективность инвестиций, %
Опытный образец
Кислородные коктейли
59,19
29,595
48,4
29,595
25,15
1,92
51
Кислородные смузи
Расчетный товарооборот, тыс.
137,60
руб.
Себестоимость, тыс. руб.
68,80
Инвестиции, тыс. руб.
33,0
Валовая прибыль, тыс. руб.
68,8
Чистая прибыль, тыс. руб.
58,48
Срок окупаемости, лет
0,56
Эффективность инвестиций, %
17,7
Кислородные замороженные десерты
Расчетный товарооборот, тыс.
99,81
руб.
Себестоимость, тыс. руб.
49,91
Инвестиции, тыс. руб.
33,0
Валовая прибыль, тыс. руб.
49,91
Чистая прибыль, тыс. руб.
42,42
Срок окупаемости, лет
0,77
Эффективность инвестиций, %
12,8
Контрольный образец
99,9
49,95
48,4
49,95
42,46
1,14
87
102,58
51,29
33,0
51,29
43,60
0,75
12,8
138,51
69,26
33,0
69,26
58,87
0,56
17,8
Анализируя данные таблицы 1.7, можно сделать вывод, что экономический
эффект разработанных кислородсодержащих продуктов очевиден, поскольку
часть дорогостоящего натурального сока заменена на дешевое белковоуглеводное сырье – молочную сыворотку. Стоимость малых концентраций НПС и
ПВ значительно ниже определенных концентраций сиропа корня солодки.
421
2 Экономическая эффективность производства молокосодержащих киселей с некрахмальными полисахаридами
Полная себестоимость включает затраты на производство продукции и расходы связанные с ее реализацией (затраты на тару, упаковку продукции, перевозку готовой продукции).
Полную себестоимость товарной продукции рассчитаем по статьям калькуляции:
1. Сырье и основные материалы
2. Транспортно заготовительные расходы
3. Вспомогательные материалы
4. Тара и упаковка
5. Топливо и энергия на технические цели
6. Затраты на оплату труда
7. Социальный налог
8. Прочие производственные расходы
9. Внепроизводственные расходы
10.Полная себестоимость
1. Сырье и основные материалы. Стоимость сырья и основных материалов
рассчитывают исходя из их потребности на 1000 кг в действующих оптовых ценах. Результаты расчета сводятся в таблицы 2.1, 2.2.
422
Таблица 2.1 - Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства
традиционного блюда
Наименование
Ягодный сок
Сахар-песок
Крахмал
Итого
Ед.
изм.
кг
кг
кг
Количество на
1000 кг
Цена за ед.
руб.
Сумма,
руб.
890,0
100,0
30
70
45
62300
4500
1200
68000
40
Таблица 2.2 - Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства
нового блюда
Наименование
Молочная сыворотка
Ягодный сок
Сахар-песок
НПС
Вода
Итого
Ед.
изм.
кг
кг
кг
кг
кг
Количество на
1000 кг
Цена за ед.
руб.
Сумма,
руб.
592,0
296,0
100,0
5,0
27
5
70
2960
20720
4500
4500
2,7
32682,7
45
900
0,1
2.1 Транспортно-заготовительные расходы
Принимаются в размере 5% от стоимости сырья:
Тзр = Сосн * 0,05,
где Тзр – транспортно - заготовительные расходы, руб.;
Сосн – стоимость сырья, руб.
Тзр т = 68000 * 0,05 = 3400 (руб.) - для производства традиционного блюда
Тзр н = 32682,7 * 0,05 = 1634 (руб.) - для производства нового блюда
423
2.2 Вспомогательные материалы на технологические цели
В статью включаются затраты на материалы, которые, не являются составной частью продукции, используются для чистки и обеззараживания оборудования, для обеспечения нормального технологического процесса.
Стоимость вспомогательных материалов рассчитывают по нормам их расхода на 1000 кг продукта и ценам их приобретения с учетом транспортно - заготовительных расходов.
Результаты расчета сводятся в таблицы 2.3, 2.4.
Таблица 2.3 - Расчет стоимости вспомогательных материалов для производства
традиционного и нового блюда
Наименование
Марля
Фланель
Лавсан
Ватные фильтры
Кислота серная
Натр едкий
Фенолфталеин
Мыло хозяйственное
Сода кальцинированная
Известь хлорная
Ерши волосяные
Щетки волосяные
Итого
Ед. изм. Количество на 1
т продукции
Цена за ед.,
руб.
Сумма, руб.
м
м
м
г
г
г
мл
кг
кг
0,55
24
13,2
0,04
52
2,08
0,01
13
35,3
41
0,1
0,5
0,41
1,3
17,65
0,11
0,4
0,03
0,92
0,4
0,42
120
130
0,044
0,168
3,6
119,6
кг
шт.
шт.
0,16
0,02
0,02
60
180
120
9,6
3,6
2,4
174
424
Таблица 2.4 - Расчет стоимости тары и упаковочных материалов для производства
традиционного и нового блюда
Наименование
Ед. изм.
Количество на
1000 кг
Цена за
ед., руб.
Сумма, руб.
шт.
4000
4
16000
шт.
100
20
2000
Пластмассовые бутылочки
Ящики картонные
Итого
18000
2.3 Топливо и энергия на технологические цели
В данную статью включают стоимость приобретаемых со стороны топлива
и энергии всех видов, расходуемых на технологические цели.
Стоимость энергозатрат и воды рассчитывают по действующим тарифам и
годовой потребности в них. Результаты расчета сводятся в таблицу 2.5.
Для производства традиционного и нового блюда расходы на топливо и
энергию будут одинаковым.
Таблица 2.5 - Расчет стоимости топлива и энергии на технологические цели
Наименование
Электроэнергия,
кВт
Вода, м³
Пар, т
Холод, кВт
Итого
Норма
на
1т
Количество
на 1 т
Цена за
ед.
руб.
Сумма,
руб.
52
52
5
260
5,5
0,84
108
5,5
0,84
108
18
236
5
99
198
540
1097
425
2.4 Расходы на оплату труда
Для выработки данного продукта необходимо 5 работников. За 1000 кг выпущенной продукции каждому рабочему выплачивается по 800 руб.
Таким образом можно рассчитать затраты на оплату труда:
ЗПобщ = ЗПраб * n
(2.1)
где ЗПобщ – затраты на оплату труда рабочих, руб.;
ЗПраб – заработная плата одного рабочего;
n – число рабочих, необходимых для выработки данного продукта, чел.
ЗПобщ = 800 * 5 = 4000 (руб.)
Для производства традиционного и нового блюда расходы на оплату труда
будут одинаковыми.
2.5 Социальный налог
Социальный налог составляет 30 % от фонда заработной платы, и рассчитывается по формуле:
СН = nесн * ЗПобщ
(2.2)
где СН - социальный налог, руб.;
nесн – процентная ставка социального налога, %;
ЗПобщ – затраты на оплату труда рабочих, руб.
Для производства традиционного и нового блюда социальный налог составляет:
СН = 0,3 * 4000 = 1200 (руб.)
2.6 Прочие производственные расходы
Прочие расходы составляют 3 % от ранее перечисленных затрат:
Рпроиз = nпр * (Со.с. + Тн + Свсп + Суп + ТЭ + ЗПобщ + СН)
(2.3)
426
где Рпроиз – прочие производственные расходы, руб.;
nпр – отчисления на прочие расходы, %;
Со.с. – стоимость основного сырья, руб.;
Тн – транспортно-заготовительные расходы, руб.;
Свсп – стоимость вспомогательных материалов, руб.;
Суп – расходы на тару и упаковку, руб.;
ТЭ – топливно-энергетические расходы, руб.;
ЗПобщ – затраты на оплату труда рабочих, руб.;
СН – социальный налог, руб.;
Для традиционного блюда
Рпроиз = 2876 руб.
Для нового блюда
Рпроиз = 1764 руб.
2.7 Внепроизводственные расходы
Внепроизводственные расходы составляют 2 % от ранее перечисленных затрат:
Рвнепр = nпр * (Со.с. + Тн + Свсп + Суп + ТЭ + ЗПобщ + СН + Рпроиз)
где Рвнепр – внепроизводственные расходы, руб.;
nпр – отчисления на внепроизводственные расходы, %;
Со.с. – стоимость основного сырья, руб.;
Тн – транспортно-заготовительные расходы, руб.;
Свсп – стоимость вспомогательных материалов, руб.;
Суп – расходы на тару и упаковку, руб.;
ТЭ – топливно-энергетические расходы, руб.;
ЗПобщ – затраты на оплату труда рабочих, руб.;
СН – социальный налог, руб.;
Рпроиз – прочие производственные расходы, руб.;
Для традиционного блюда
(2.4)
427
Рвнепроиз = 1975 руб.
Для нового блюда
Рвнепроиз = 1211 руб.
2.8 Полная себестоимость
Полная себестоимость продукции включает в себя все статьи затрат:
ПС = Со.с. + Тн + Свсп + Суп + ТЭ + ЗПобщ + СН + Рпроиз + Рвнепр
(2.5)
где ПС – полная себестоимость, руб.;
Со.с. – стоимость основного сырья, руб.;
Тн – транспортно-заготовительные расходы, руб.;
Свсп – стоимость вспомогательных материалов, руб.;
Суп – расходы на тару и упаковку, руб.;
ТЭ – топливно-энергетические расходы, руб.;
ЗПобщ – затраты на оплату труда рабочих, руб.;
СН – социальный налог, руб.;
Рпроиз – прочие производственные расходы, руб.;
Рвнепр – внепроизводственные расходы, руб.;
Для традиционного блюда
ПСт = 100722 руб.
Для нового блюда
ПСн = 61763 руб.
2.9 Прибыль
Прибыль от реализации продукции определяется как произведение себестоимости и рентабельности:
П = С * Р / 100
где П – прибыль, руб.;
С – себестоимость, руб.;
(2.6)
428
Р – рентабельность, %.
Рентабельность продукции примем равную 10 %.
Пт = 100722 * 10 / 100 = 10072,2 (руб.)
Пн = 61763 * 10 / 100 = 6176,3 (руб.)
2.10 Расчет оптовой цены
Оптовая цена рассчитывается как сумма себестоимости продукции и прибыли:
Цопт = (С + П) * Н
(2.7)
где Цопт – оптовая цена, руб.;
С – полная себестоимость продукции, руб.;
П – прибыль, руб.;
Н – НДС, 15% от цены (1,15)
Цт = (100722 + 10072,2) * 1,15 = 127413,3 (руб.)
Цн = (61763 + 6176,3) * 1,15 = 78130,2 (руб.)
Оптовая цена в расчете на 250 г готовой продукции:
Цт = 127413,3 * 0,25 / 1000 = 32 (руб.)
Цн = 78130,2 * 0,25 / 1000 = 19,5 (руб.)
Результаты расчета цены сладкого блюда (0,25 кг) традиционного и нового
образцов сводятся в таблицу 2.6.
429
Таблица 2.6 - Экономическая эффективность производства традиционного и нового блюда
Наименование
Традиционное
блюдо
Новое блюдо
Сырье и основные материалы
68000
32683
Транспортно-заготовительные расходы
3400
1634
Вспомогательные материалы
174
174
Тара и упаковка
18000
18000
Топливо и энергия на технологические цели
Затраты на оплату труда рабочих
1097
4000
1097
4000
Социальный налог
1200
1200
Прочие производственные расходы
2876
1764
1975
1211
Полная себестоимость
100722
61763
Прибыль
10072,2
6176,3
Стоимость 1000 кг
127413,3
78130,2
32
19,5
Внепроизводственные расходы
Отпускная цена за упаковку (0,25 кг)
Анализируя таблицу 2.6 видно, что производство нового блюда экономически эффективно. Отпускная цена за упаковку (0,25 кг) нового блюда на 39 % дешевле, по сравнению с традиционным продуктом.
3 Технико-экономические показатели разработки
Оценка экономической эффективности производства новых видов продукции ведется путем расчета отпускной цены контрольного образца, в качестве которого выступает творожный полуфабрикат из творога 5 % жирности и опытного
образца – творожный полуфабрикат с витаминно-полисахаридной добавкой
(ВПД).
430
3.1 Себестоимость производства
Расчет себестоимости ведется по элементам затрат: сырье и основные материалы, вспомогательные материалы, оплата труда производственных работников,
социальные платежи, прочие расходы на производство и реализацию продукции.
Стоимость сырья и основных материалов рассчитывают исходя из потребности на выпуск 1000 кг основы продукции и действующих оптовых цен. В качестве примера приведен расчет стоимости сырья и основных материалов контрольного образца творожных полуфабрикатов из творога 5 % жирности витаминнополисахаридной добавкой, представленный в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1 – Расчет стоимости сырья и основных материалов контрольного образца творожных полуфабрикатов из творога 5 % жирности витаминнополисахаридной добавкой
Наименование сырья
Количество, кг
Цена за 1 кг, руб.
Стоимость, руб.
1.Творог 5 % жирности
730
186
135780
2.Яйца куриные
40
175
7000
3.Мука пшеничная
139
31
4309
Итого
147089
431
Таблица 3.2 – Расчет стоимости сырья и основных материалов опытного образца
творожных
полуфабрикатов
из
творога
5
%
жирности
с
витаминно-
полисахаридной добавкой
Наименование сырья
Количество, кг
Цена за 1 кг, руб.
Стоимость, руб.
1.Творог 5 % жирности
730
186
135780
2.Яйца куриные
40
175
7000
3.Мука пшеничная
69
31
4309
4.ВПД
70
25
1750
Итого
148839
Определение расчетного товарооборота ведется по формуле:
(3.1)
Где
– расчетный товарооборот,
– стоимость сырья и основных материалов,
– условная наценка (для проектируемого предприятия
).
Для контрольного образца п/ф из творога расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
Для опытного образца п/ф из творога расчетный товарооборот равен:
(тыс. руб.)
432
3.2 Расчет суммы инвестиций (капитальных вложений), необходимых
для реализации проекта
Инвестиции представляют собой использование финансовых ресурсов в
форме долгосрочных вложений (капитала).
Стоимость нового оборудования (О) представлена в таблице 3.3.
Стоимость научно-исследовательских работ (НИОКР) – 10 – 15 % от стоимости оборудования:
НИОКР творожных полуфабрикатов = 1500 *0,1 = 150 (тыс. руб.)
Сумма инвестиций для нового строительства (И) определяется по формуле
И = О + НИОКР
(3.2)
И п/ф творога = 1500 + 150 = 1650 (тыс. руб.)
Таблица 3.3 – Новое оборудование для п/ф из творога
Наименование оборудования
Ед.
изм.
Количество
Цена за единицу, руб.
Сумма, тыс.
руб.
Экструзионно-формовочная
машина
шт
1
1500000
1500
Итого, тыс. руб
1500
3.3 Прочие расходы
Прочие расходы (ПР), относимые к условно-постоянным, принимаются в
размере 2 % от расчётного товарооборота, к условно-переменным – 1,5 %.
Для контрольного образца п/ф из творога:
Условно-постоянные расходы
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
(тыс. руб.)
Для опытного образца п/ф из творога:
Условно-постоянные расходы
(тыс. руб.)
433
Условно-переменные расходы
(тыс. руб.)
3.4 Прибыль
Валовая прибыль (ВП) равна разнице расчетного товарооборота и себестоимости.
Для контрольного образца п/ф из творога валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для опытного образца п/ф из творога валовая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Чистая прибыль (ЧП) равна разнице дохода и налога, который применяют
при использовании упрощенной системы налогообложения (15%).
Для контрольного образца п/ф из творога чистая прибыль равна:
(тыс. руб.)
Для опытного образца п/ф из творога чистая прибыль равна:
(тыс. руб.)
3.5 Срок окупаемости
Срок окупаемости рассчитывается по формуле
СО = И / ЧП, (лет, год)
СОконтр. п/ф из творога = 1650 / 125,025 = 13,2 (года),
СОопыт. п/ф из творога = 1650 / 126,513 = 13 (года)
3.6 Эффективность инвестиций
Эффективность инвестиций (ЭфИ) рассчитывается по формуле:
ЭфИ = ЧП / И, %
ЭфИконтр. п/ф из творога = (125,025 / 1650) * 100 % =7,6 %,
(3.3)
434
ЭфИопыт. п/ф из творога = (126,513 / 1650) * 100 % = 7,7 %.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 – Основные экономические показатели торгово-производственной
деятельности в расчете на 1000 кг п/ф из творога
Показатели
Опытный образец
Контрольный образец
Расчетный товарооборот, тыс.
руб.
297,678
294,178
Себестоимость, руб.
148,839
147,089
1650
1650
Валовая прибыль, тыс. руб.
148,839
147,089
Чистая прибыль, тыс. руб
126,513
125,025
Срок окупаемости, лет
13,2
13
Эффективность инвестиций, %
7,7
7,6
Инвестиции, тыс. руб.
435
Приложение 12
Апробация работы
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448