Разработка технологий получения продуктов функционального назначения с использованием вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Пищевые производства
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 168
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7638-3319-5
Артикул: 684992.01.99
В монографии представлены результаты авторских исследований химического состава и показателей безопасности вторичных сырьевых ресурсов (выжимок ягод брусники и клюквы), разработанная технологическая схема переработки и консервирования выжимок ягод брусники и клюквы, параметры климатических режимов хранения продуктов, полученных на основе выжимок данных ягод, технологические схемы получения функциональных продуктов питания с использованием исследуемого сырья и с заданными составом, структурой и свойствами. Предназначена для преподавателей и научных работников, студентов высших учебных заведений, работников пищевой и перерабатывающей промышленности, а также для широкого круга читателей, интересующихся проблемами использования вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения с целью получения продуктов функционального назначения.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ О.Я. Кольман, Г.В. Иванова РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Монография Красноярск СФУ 2016
УДК 664.1/2 ББК 36.91 К623 Р е ц е н з е н т ы: О.В. Пасько, доктор технических наук, профессор, декан технологического факультета, профессор кафедры технологии продуктов питания и сервиса АНО ВПО «Омский экономический институт»; А.И. Машанов, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой «Технологии консервирования и оборудование пищевых производств» ФГБОУ ВПО КрасГАУ Кольман, О.Я. К623 Разработка технологий получения продуктов функционального назначения с использованием вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения: монография / О.Я. Кольман, Г.В. Иванова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2016. – 168 с. ISBN 978-5-7638-3319-5 В монографии представлены результаты авторских исследований химического состава и показателей безопасности вторичных сырьевых ресурсов (выжимок ягод брусники и клюквы), разработанная технологическая схема переработки и консервирования выжимок ягод брусники и клюквы, параметры климатических режимов хранения продуктов, полученных на основе выжимок данных ягод, технологические схемы получения функциональных продуктов питания с использованием исследуемого сырья и с заданными составом, структурой и свойствами. Предназначена для преподавателей и научных работников, студентов высших учебных заведений, работников пищевой и перерабатывающей промышленности, а также для широкого круга читателей, интересующихся проблемами использования вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения с целью получения продуктов функционального назначения. Электронный вариант издания см.: УДК 664.1/2 http://catalog.sfu-kras.ru ББК 36.91 ISBN 978-5-7638-3319-5 © Сибирский федеральный университет, 2016
Оглавление 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ........................................................................................................ 5 1. Аналитический обзор по теме исследования ..................................... 8 1.1. Фактическое питание населения Красноярского края ................... 8 1.2. Пищевой статус детей в школьных общеобразовательных учреждениях г. Красноярска. Необходимость коррекции рационов и совершенствования организации питания .................... 10 1.3. Общая характеристика растительного сырья ................................. 21 1.4. Использование вторичных сырьевых ресурсов в производстве функциональных продуктов питания ...................................................... 33 2. Объекты и методы исследования ........................................................ 41 2.1. Объекты исследования ...................................................................... 41 2.2. Методы исследования ....................................................................... 41 3. Ягоды и выжимки ягод брусники и клюквы .................................... 51 3.1. Химической состав ягод и выжимок ягод брусники и клюквы .... 51 3.2. Показатели безопасности выжимок ягод брусники и клюквы ..... 62 4. Разработка технологических схем переработки и консервирования вторичных сырьевых ресурсов ........................ 69 4.1. Разработка технологических схем переработки вторичных сырьевых ресурсов ......................................................... 69 4.2. Определение параметров климатических режимов хранения продуктов, полученных на основе выжимок ягод (брусники, клюквы) ........................................................................... 75 4.3. Влияние продуктов, полученных из вторичных сырьевых ресурсов, на хлебопекарные свойства пшеничной муки высшего сорта .................................................................................... 80 4.4. Студнеобразующая способность продуктов, полученных из выжимок ягод ................................................................................ 82 5. Разработка технологических схем получения функциональных продуктов питания с заданным составом, структурой и свойствами ....................................................................... 85 5.1. Разработка технологических схем производства мучных кондитерских изделий и сахаристых полуфабрикатов .................. 85 5.2. Математическое моделирование многокомпонентных рецептур мучных кондитерских изделий и сахаристых полуфабрикатов ... 89
Оглавление 4 5.3. Оценка качества кексов повышенной калорийности и мармеладно-ягодных масс ............................................................. 112 5.4. Медико-биологическая эффективность использования разработанных продуктов в рационах питания населения ............ 116 5.5. Оценка экономической эффективности внедрения технологии функциональных продуктов питания .............................................. 118 Заключение ................................................................................................... 122 Библиографический список ...................................................................... 124 Приложение А .............................................................................................. 137 Приложение Б .............................................................................................. 140 Приложение В .............................................................................................. 144 Приложение Г .............................................................................................. 148 Приложение Д .............................................................................................. 152
Введение
5
ВВЕДЕНИЕ
Резкому снижению резистентности организма к неблагоприятным
факторам окружающей среды способствует дефицит витаминов, микроэлементов в рационах питания населения России1. В настоящее время важнейшей проблемой является обогащение продуктов питания эссенциальными нутриентами, способными улучшить многие физиологические процессы в организме человека, повысить защитные системы организма,
адекватно отвечать на неблагоприятные воздействия окружающей среды,
снижая риск развития алиментарно-зависимых заболеваний. Поэтому одним из приоритетных направлений, способных решать проблемы здорового питания населения Красноярского края, выступает поиск новых видов
нетрадиционных сырьевых ресурсов растительного происхождения, использование которых при производстве продуктов питания позволит обогатить их жизненно важными нутриентами до уровня, соответствующего
физиологическим потребностям организма.
Среди перспективных видов дополнительного сырья для предприятий
пищевой промышленности практический интерес представляют вторичные
сырьевые ресурсы других отраслей, в частности соковых производств, объем которых, по литературным данным, составляет 23,5–43,5 % от общего
объема перерабатываемых ягод (по РФ). В качестве вторичных сырьевых
ресурсов растительного происхождения были выбраны отходы соковых
производств, выжимки ягод брусники и клюквы. В настоящее время выжимки ягод не используются на предприятиях пищевой промышленности.
О вторичных ягодных ресурсах имеются единичные сведения, подтверждающие, что этот вид сырья служит важным источником пищевых волокон, витаминов, минеральных и других веществ [65, 67] и отсутствуют сведения о способах консервирования, переработки, использования их в качестве обогащающей добавки при производстве пищевых продуктов. Поэтому
комплексные исследования, направленные на решение важной народнохозяйственной задачи – рациональное использование вторичных сырьевых
ресурсов растительного происхождения с высоким содержанием биологически активных веществ и создание на их основе технологических схем производства кондитерской продукции функционального назначения – являются актуальными. Тем более что предлагающаяся населению кондитерская
продукция имеет высокую энергетическую ценность при дефиците витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон.
1 Батурин, 1998; Гаппаров, 1999, 2005; Онищенко, Конь, Прахин, Базарный, Тутельян,
Спиричев, Кудашева, 2002, 2003, 2004, 2005, Климацкая, Куркатов, 2003, 2004, 2007.
Введение 6 Актуальность выбранных направлений исследования подтверждается тем, что их результаты могут быть использованы при реализации Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 года (распоряжение Правительства РФ № 1873-р от 25.10.2010 г.), в соответствии с которой предусмотрено комплексное использование растительных сырьевых ресурсов на основе рационального сочетания традиционных и нетрадиционных видов сырья, а также «создания технологий производства качественно новых пищевых продуктов с заданными свойствами, соответствующих потребности организма человека, в том числе функциональных продуктов для профилактики различных заболеваний и укрепления защитных функций организма». Цель исследований проведенных авторами заключается в разработке технологий получения продуктов функционального назначения с использованием вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: исследовать химический состав, показатели безопасности ягод и выжимок дикорастущих ягод (брусники, клюквы) с целью расширения сырьевой базы для предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности; разработать технологические схемы переработки выжимок ягод брусники, клюквы и определить климатический режим хранения полученных полуфабрикатов – порошков и паст, обеспечивающий максимальную сохранность биологически активных веществ; обосновать целесообразность применения порошков и паст в производстве кондитерской продукции; разработать нормативно-техническую документацию; разработать технологические схемы и рецептуры производства кондитерской продукции профилактического назначения с использованием полуфабрикатов из выжимок ягод брусники и клюквы с заданным составом, структурой и свойствами; оценить качество полученной кондитерской продукции – кексов пониженной калорийности и мармеладно-ягодных масс – по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям, установить регламентированные значения показателей качества; разработать нормативно-техническую документацию на новые виды кондитерской продукции, провести апробацию разработанных технологических решений и оценить их экономическую эффективность. Научная новизна исследований, представленных в монографии, заключается в том, что авторами впервые изучено нетрадиционное для пищевой промышленности сырье – выжимки брусники, клюквы, полученные из ягод, произрастающих в различных природно-климатических условиях. В монографии представлены технологические схемы переработки выжи
Введение 7 мок ягод брусники и клюквы в полуфабрикаты – порошки и пасты. Авторами установлены показатели климатического режима хранения паст и порошков из выжимок ягод брусники, клюквы, обеспечивающие максимальную сохранность биологически активных веществ – антиоксидантов – аскорбиновой кислоты, Р-активных веществ. Разработаны математические модели, позволяющие регулировать структурно-механические свойства кондитерской продукции (ПНС, пластичность, эластичность) и получать готовую продукцию с заданным составом, структурой и свойствами. Выявлены закономерности изменения структурно-механических свойств кондитерской продукции в зависимости от концентрации ингредиентов, входящих в состав рецептуры. Установлены регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для кексов пониженной калорийности и мармеладно-ягодных масс. Научная новизна представленных в монографии исследований подтверждена следующими патентами РФ: № 2555592 «Способ получения порошков из сушеных выжимок ягод брусники и клюквы», № 2560074 «Способ получения паст из мороженых выжимок ягод брусники и клюквы», № 2498574 «Кексы пониженной калорийности», № 2501315 «Мармеладноягодные массы». Результаты исследований реализованы в технологиях, подтвержденных нормативной документацией и внедрением на предприятиях питания и пищевой промышленности в г. Красноярске (УПК ФГАОУ ВПО «СФУ», ООО «Изюминка»), г. Нижнеудинске (кондитерский цех ИП «Маршалко Т.Ю.»).
Разработка технологий получения продуктов функционального назначения… 8 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Тема разработки технологий получения продуктов функционального назначения с использованием различных вторичных сырьевых ресурсов растительного происхождения рассматривалась различными авторами в различные промежутки времени. С целью определения степени изученности данной темы нами был проведен аналитической обзор вопросов, непосредственно связанных с данной темой, в частности, с исследованиями фактического питания населения Красноярского края, использованием вторичных сырьевых ресурсов в производстве функциональных продуктов питания. 1.1. Фактическое питание населения Красноярского края Фактическое питание населения оказывает существенное влияние на сохранение и регулирование важнейшего национального ресурса – здоровья граждан. Обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов является одним из важнейших составляющих для роста, развития, сохранения здоровья граждан [102]. При анализе пищевой ценности потребляемых населением пищевых продуктов отмечается, что в целом по Красноярскому краю сохранилась положительная тенденция к увеличению потребления биологически ценных продуктов питания: молочных продуктов, рыбы, яиц, овощей и фруктов [102]. Уровень потребления населением Красноярского края основных групп пищевых продуктов нестабильный и ежегодно меняется. В 2011 г. незначительно увеличился объем потребления овощей и бахчевых – на 3,3 %, фруктов и ягод – на 4,4 %, мяса и мясопродуктов – на 8,3 %, яиц – на 0,8 %, рыбы и рыбопродуктов – на 6 %. По остальным группам пищевых продуктов наблюдается снижение объемов потребления, по сравнению с данными 2010 г., в том числе на 3,8 % уменьшился объем потребления хлебопродуктов, на 8,1 % картофеля, на 2,3 % молочных продуктов, на 5,4 % сахара и кондитерских изделий, на 12,6 % масла растительного и других жиров. Несмотря на увеличение, по сравнению с данными 2010 г., объема потребления овощей, фруктов и ягод, мяса, яиц, рыбы и рыбопродуктов, фактически отмечается их несоответствие рекомендуемым рацио
1. Аналитический обзор по теме исследования 9 нальным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания, утвержденных Приказом Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 2 августа 2010 г. № 593н [102]. Потребление пищевых продуктов в 2011 г., в сравнении с рекомендуемыми рациональными нормами, составило (кг/год/чел.): хлебопродуктов – 94 (рекомендуемая норма 95–105), картофеля – 62,4 (рекомендуемая норма 95–100), овощей и бахчевых – 92,2, фруктов и ягод – 73,8 (рекомендуемая норма 90–100), мяса и мясопродуктов – 79,6 (рекомендуемая норма 95–100), молока и молочных продуктов – 207,7 (рекомендуемая норма 320–340), яиц – 241,9 шт. (рекомендуемая норма 260 шт.), рыбы и рыбопродуктов – 19,4 (рекомендуемая норма 18–22), сахара – 31,4 (рекомендуемая норма 24–28), масла растительного – 10,4 (рекомендуемая норма 10–12). Приведенные данные свидетельствуют о том, что потребление пищевых продуктов жителями Красноярского края соответствует рекомендуемым нормам только по группам «мясо и мясопродукты», «рыба и рыбопродукты», «масло растительное». Потребление сахара превышает рекомендуемые нормы. Потребление на душу населения ниже рекомендуемых норм продуктов, являющихся источником белка (молоко и молочные продукты, рыба, яйца), витаминов и микроэлементов (овощи и фрукты), приводит к несбалансированности питания по белкам, жирам, углеводам и энергетической ценности питания, что является одной из причин возникновения алиментарно-зависимых заболеваний среди населения [102]. Питание – один из важнейших факторов, определяющих здоровье человека. Именно питание тесно связывает нас с окружающей средой, а пища – это материал, из которого строится человеческий организм. Многочисленные профилактические проекты и оздоровительные программы, которые проводятся во всем мире, продемонстрировали, насколько важную роль играет улучшение структуры питания в повышении качества жизни, снижении заболеваемости и смертности [102, 103]. Уровень заболеваемости населения Красноярского края экологически обусловленными болезнями на протяжении 2007–2011 гг. имеет тенденцию к росту по всем классам заболеваний [102, 103]. В 2011 г. по сравнению с данными 2007 г. темпы прироста уровня заболеваемости населения по различным классам болезней составили 28,9– 98,8 %. Наибольший темп прироста отмечается по классу болезней системы кровообращения (98,8 %), в большей степени за счет болезней, характеризующихся повышенным кровяным давлением (уровень заболеваемости увеличился в 2 раза). В 2011 г. по сравнению с данными 2006 г. снизился уровень заболеваемости населения края болезнями эндокринной системы, по другим классам болезней отмечается рост заболеваемости.
Разработка технологий получения продуктов функционального назначения… 10 В течение 2007–2011 гг. наблюдалась динамика роста заболеваемости населения злокачественными новообразованиями (темп прироста составил 11,1 %). Поэтому одним из проблемных остается вопрос обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Красноярского края за счет обеспечения жителей края полноценным (рациональным), сбалансированным питанием, обеспечивающим профилактику алиментарно-зависимых заболеваний [101, 103]. 1.2. Пищевой статус детей в школьных общеобразовательных учреждениях г. Красноярска. Необходимость коррекции рационов и совершенствования организации питания С целью совершенствования организации питания и выявления спроса на реализуемую продукцию в школьной столовой нами проведен опрос 238 учащихся (1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11-й классы) школ г. Красноярска. Изучение проводилось в осенний период года анкетно-опросным методом. Анкеты младших школьников заполняли родители, старшеклассники заполняли анкеты самостоятельно. Статистическая обработка результатов проведена с использованием интегрированной системы «Statistica 6.0». В результате анкетного опроса выявлено, что из 238 опрошенных учащихся услугами школьной столовой пользуются 209 человек (87,8 %), 25 человек (10,5 %) не пользуются услугами школьной столовой и 4 человека (1,7 %) не дали ответа (р < 0,01). Структура ответа на вопрос представлена на рис. 1.1, 1.2. Как видно на рисунках, услугами школьной столовой в 5-х и 6-х классах пользуется (86 %) и не пользуется (13,6 %) одинаковое количество учеников. В 7-х классах количество учеников, пользующихся услугами столовой, уменьшилось на 13,3 % по сравнению с 5-ми и 6-ми классами, но количество не посещающих столовую осталось на том же уровне. В 9-х классах количество учеников, пользующихся услугами столовой, уменьшилось на 0,4 % по сравнению 7-ми классами, но при этом количество не посещающих столовую выросло на 13,7 % по сравнению с 5, 6, 7-ми классами. В 10-х и 11-х классах выросло количество учащихся, посещающих столовую, по сравнению с 5-ми и 6-ми классами на 6,1 %, а по сравнению с 7-ми и 9-ми классами – на 20 %. Количество не посещающих школьную столовую в 10-м и 11-м классах снизилось на 8,6 % по сравнению с 5, 6, 7-ми классами, а по сравнению с 9-ми классами – на 22,3 %. Ученики младшей школы практически 100 % посещают школьную столовую.