Теоретические и практические аспекты разработки пищевых продуктов антиоксидантного направления

Москва

ИНФРА-М

2019

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ 
И ПРАКТИЧЕСКИЕ 

АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ 
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 
АНТИОКСИДАНТНОГО 

НАПРАВЛЕНИЯ

Е.В. ПАСТУШКОВА
В.В. ФОЗИЛОВА

МОНОГРАФИЯ

Пастушкова Е.В. 
П19 
 
Теоретические и практические аспекты разработки пищевых 
продуктов антиоксидантного направления : монография / Е.В. Пастушкова, В.В. Фозилова. — М. : ИНФРА-М, 2019. — 164 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/10.12737/monography_5c09
2e0e2b3a30.25186138.

ISBN 978-5-16-013941-8 (print)
ISBN 978-5-16-107479-4 (online)

В монографии представлен методологический подход к формированию пищевых продуктов для населения, проживающего в экологически неблагоприятных районах. Анализируется уровень экологического 
состояния Свердловской области, изучается уровень заболеваемости 
населения с учетом воздействия техногенных факторов. Теоретически 
обоснованы снижение влияния техногенных факторов на уровень заболеваемости населения и выбор местного лекарственного технического 
сырья, произрастающего в экологически благоприятных районах. Представлены разработки по оценке качества и моделированию новой чайной 
продукции, изучены потребительские свойства, даны результаты исследования антиоксидантной активности и динамика показателей качества 
и безопасности в процессе хранения.
Монография представляет практический интерес для специалистов, 
занятых в сфере пищевой промышленности, товароведения и общественного питания.

УДК 664(075.4)
ББК 36

УДК 664(075.4)
ББК 36
 
П19

© Пастушкова Е.В, 
     Фозилова В.В., 2019 
ISBN 978-5-16-013941-8 (print)
ISBN 978-5-16-107479-4 (online)

Р е ц е н з е н т ы: 
Мотовилов О.К. — доктор технических наук, доцент, директор Сибирского научно-исследовательского и технологического института переработки сельскохозяйственной продукции Сибирского федерального научного 
центра агробиотехнологий Российской академии наук (г. Новосибирск);
Попов В.Г. — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Товароведение и технология продуктов» Тюменского индустриального университета

А в т о р ы: 
Пастушкова Е.В. — кандидат технических наук, доцент Уральского государственного экономического университета;
Фозилова В.В. — кандидат технических наук, заместитель директора по 
управлению персоналом Уральского бюро экспертизы и аккредитации

Предисловие

Известно, что появление техногенной среды обитания связано

с деятельностью человека и технических средств на окружающую
среду с целью наилучшего соответствия среды социальным и экономическим потребностям общества. Поэтому постоянное взаимодействие человека в процессе его жизнедеятельности с окружающей средой может представлять для него опасность. Метаморфозы, происходящие с окружающей средой, обуславливают
уровень загрязнения, что в последующем приводит к росту заболеваемости населения. На ситуацию экологической обстановки региона, по мнению ученых, также влияют: растущие перспективные
города, совершенствование технологии производств, увеличение
промышленности, вырубки лесов и осушения водных ресурсов,
разрушение поверхностных слове почвы.

При разработке новых пищевых продуктов, особенно ярко ин
новационных, связанных с большим финансовым риском, следует учитывать не только антропометрические, эргономические,
экономические и стоимостные факторы, такие как себестоимость
продукции, логистическое удобство, но и факторы, влияющие
на сенсорные предпочтения россиян. Учитывая большую территориальную протяженность Российской Федерации, практически невозможно разработать универсальный продукт-новинку, пользующийся одинаково устойчивым активным спросом во всех регионах
России.

Стремительно развивающийся рынок продовольствия и, как

следствие, увеличивающая конкурентная среда, обилие химически
синтезированных пищевых добавок, появление генетически модифицированных продуктов неблагоприятно сказываются на здоровье населения России.

Современные требования к повышению качества жизни насе
ления и увеличению ее средней продолжительности, обеспечению
здорового генома населения России диктуют повышенные требования к формированию систем качества, составу и физиологической ценности продуктов массового потребления.

В настоящее время имеются многочисленные данные о связи

характера и структуры питания с распространенностью некоторых
алиментарнозависимых заболеваний у детей школьного возраста,
в том числе заболеваний ЖКТ, сердечно-сосудистых, железодефицитной анемией, сахарным диабетом, ожирением. Установлено, что
в последние 20 лет имеет место существенное ухудшение структуры
питания населения и, как следствие, резкий рост заболеваний, связанных с этим.

Для того чтобы выжить в условиях глобального экономического

кризиса и высокой конкуренции, производитель должен обладать
знаниями маркетинговых коммуникаций, предвидением и интуицией, информацией о конкурентных преимуществах и недостатках
продукции, глубоким знанием технологических процессов.

Все больший интерес вызывает применение методов органолеп
тического анализа, позволяющих при разработке новых продуктов
экономить маркетинговый бюджет и выпускать не просто новые,
но востребованные продукты, в т.ч. функционального назначения,
продажи которых будут гарантированы.

В Свердловской области в рамках «Концепции государственной

политики в области здорового питания населения Российской Федерации до 2020 года» реализуется «Стратегия социально-экономического развития Свердловской области 2016–2030 года», включающая в себя комплекс мероприятий, направленных на создание
условий, обеспечивающих удовлетворение потребностей населения
в качественном продовольственном сырье и пищевых продуктах.
В сложившихся условиях применение инструментария сенсорного
анализа, позволяющего разработать экспресс-методы оценки качества высокой достоверности, обладает значительным потенциалом и актуальностью, а его внедрение представляется значимым.

Синтез товароведения, сенсорного анализа и маркетинга дает

новые перспективы для создания чайной продукции с заданной
социальной направленностью и высокой конкурентоспособностью, и их популяризации. Данное научное направление является
своевременным и требует своего дальнейшего развития, получения
новых и достоверных данных.

Монография посвящена рассмотрению вопросов моделиро
вания рецептур функциональных продуктов, способных решить
на данном этапе проблемы неполноценного питания. Приведены
методологические подходы к разработке рецептур чайной продукции антиоксидантной направленности, соответствующих потребительским предпочтениям заданной целевой аудитории.

Первая глава посвящена анализу уровня экологического со
стояния Свердловской области, изучению уровня заболеваемости
населения с учетом воздействия техногенных факторов. Вторая
глава посвящена теоретическому обоснованию снижения влияния
техногенных факторов на уровень заболеваемости населения и выбору местного лекарственного технического сырья, произрастающего в экологически благоприятных районах. В третьей главе
представлены разработки по оценке качества и моделированию
новой чайной продукции, изучены потребительские свойства, исследования антиоксидантной активности и динамика показателей
качества и безопасности в процессе хранения. Монография пред

ставляет практический интерес для специалистов, занятых в сфере
пищевой промышленности, товароведения и общественного питания.

Монография написана в соавторстве с В.В. Фозиловой

(1.3.2. «Особенности питания лиц старших возрастных групп»; 3.2.
«Разработка рецептур и технологии производства чайных напитков
с антиоксидантными свойствами»).

Глава 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ 

К РАЗРАБОТКЕ ПРОДУКЦИИ 

АНТИОКСИДАНТНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

Известно, что с появлением жизни на планете организмы стали

приспосабливаться к окружающей среде, и естественно испытывать стресс, который невозможно избежать. Стоить отметить, что
на сегодняшний момент на этапе развития технологий человек находится в практически непрекращающемся стрессе. К основным
стрессорам для организма человека можно отнести неблагоприятные условия среды (в том числе и окружающей) или внутреннее
состояние человека с точки зрения психологии.

В современном мире достаточно сложно организму противо
стоять стрессогенной ситуации, такая ситуация требует мобилизации всех имеющихся ресурсов человека. Чаще возникающие
стрессовые ситуации не позволяют организму полноценно мобилизировать свои внутренние ресурсы (физиологические механизмы
организма, внутренняя энергия). Следствием такого стресса является разрушение самого организма.

Приблагоприятныхусловияхстрессаорганизмчеловекаможеттранс
формироваться в оптимальное состояние, при неблагоприятных — в состояние нервно-эмоциональной напряженности, для которого характерно снижение работоспособности и эффективности функционирования систем и органов, истощение энергетических ресурсов. Сегодня
доказано, что само по себе состояние стресса — не болезнь. Хотя российский психофизиолог Ю.И. Александров отмечает, что стресс стал одним
из самых модных медико-психологических диагнозов.

Современные исследования ученых: Трошина В.Д., Пого
жевой А.В., Черешнева В.А., Гусева Е.Ю., Журавлевой Ю.А., Соломатиной Л.В., Зубовой Т.Э.Очирова О.И., Жигаева Г.Ф., Кривигиной Е.В., Лудуповой Е.Ю. и др. подтверждают, что в последнее
время актуальность приобрела теория оксидантного стресса, сущностью которой является увеличение продолжительности жизни
за счет потребления продуктов с низким содержанием сахара
и жира и увеличением доли потребления продуктов, повышающих
антикосидантный потенциал организма.

Впервые теорию оксидантного стресса предложил Д. Харман

в 1956 г.

Оксидативный стресс играет важную роль в возрастных измене
ниях. По мнению биохимика Б. Эймса, старение организма в первую

очередь вызвано окислительной деструкцией митохондрий клеток,
способствующей снижению выработки аденозинтрифосфата (АТФ).
Автор теории старения считает, что замедление механизма старения
возможо путем потребления природных антиоксидантов и ацетил-Lкарнитина, стимулирующих выработку АТФ.

В России изучение механизма участия свободных ради
калов в процессе старения впервые предложено физикохимиком
Н.М. Эммануэлем.

Причинами возникновения повреждения мембран и возрастных

изменений, согласно теориям оксидантивного стресса, является
поврежение клетки, возникающее под действием килорода, техногенных факторов окружающей среды, разбалансированности питания. Вследствие данной окислительной реакции возникают свободные радикалы, оказывающее негативное влияние на организм
человека. Так как основным источником природных антиоксидантов является пища человека, были проведены ряд исследований
по выявлению веществ, способных увеличивать продлжительность
жизни (геропротекторы).

К причинам активации процесса свободнорадикального окис
ления с избыточным образованием активных форм кислорода (супероксид-аниона, пероксида водорода, гидроксильного радикала,
пергидроксильного радикала и др.) в организме человека относят:
техногенные факторы окружающей среды, социально-экономическую обстановку, харатеризующуюся психоэмоциональным состоянием, нерациональным и разбалансированным питанием, скорость ритма жизни [45].

К одним из основных условий возникновения оксидативного

стресса также относят увеличение свободных радикалов путем
окисления стенок сосудов, молекул белков, ДНК, липидов. Стоит
отметить, что наиболее тесно свободыне радикалы взаимодействуют с липидами клеточных мембран, способствуя изменению
тем самым свойств мембран за счет ненасыщенных связей между
9-м и 10-м углеродами. Вследствие чего липопротеиды низкой
плотности после их окисления могут откладываться в сосудистой
стенке, способствуя развитию тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы.

При взаимодействии свободных радикалов с белками возникает

нарушение третичной структуры последних, происходит изменение
аминокислотных остатков, приводящее к кагрегации и денатурации
белков, вызывающих мутации в ДНК. Повреждение генетического
аппарата клеток возникает за счет разрыва связей в молекулах ДНК
и приводит к развитию онкологических заболеваний.

В первую очередь активация процессов перекисного окисления

липидов приводит к повреждению клеточных мембран, что вызы

вает мутагенное и цитотоксическое действие. Процесс возникновения оксидативного стресса осуществляестся путем активизации
формы кислорода, что приводит к нарушению нормального функционирования клеток и организма в целом и способствуют развитию тяжелых заболеваний.

В процессе развития оксидативного стресса формы кислорода

с высокой химической активностью способствуют ускорению
процессов старения. По мнению ученых, известно, что в результате окислительного стресса многие дегенеративные заболевания
(сердечно-сосудистые, онкологические, катаракта, ослабление иммунной системы, нервной системы) связаны со старением.

Основными причинами дегенеративных процессов старения яв
ляются различные неблагоприятные факторы окружающей среды
(радиоактивный фон, электромагнитные поля, ультрафиолетовое
облучение, высокие температуры), попадание в организм прооксидантов, дефицит в рационе природных антиоксидантов в сезонный
период (в зимне-весенний период).

Стоит отметить, что прооксиданты являются источником обра
зования активных форм кислорода, которые повреждают мембраны
клетки, а так же все органы и ткани нашего организма [38].

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ТЕХНОГЕННОЙ 

НАГРУЗКИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

«В современном мире на сегодняшний момент экологическая

обстановка в силу растущего населения, совершенствования технологии производств, увеличения промышленности, вырубки лесов
и осушения водных ресурсов, разрушения поверхностных слове
почвы, по мнению ученых приводит к загрязнению окружающей
среды, а следовательно, к ухудшению экологической обстановки.

По результатам исследований Йельского и Колумбийского уни
верситетов, проведенных за последние 10 лет в отношении экологической обстановки в мире, было выявлено, что по развитию экологической ситуации последнее место занимает Российская Федерация (далее РФ)».

На основании рисунка 1 можно сказать, что среди стран мира

по проблемам загрязнения окружающей среды РФ занимает лидирующее место. Самыми благополучными с точки зрения экологической обстановки являются: Латвия, Норвегия, Люксембург,
Коста-Рика, Франция, Австрия, Италия, Великобритания и Северная Ирландия, Швеция.

По мнению западных экспертов, РФ стала лидером рейтинга

неблагоприятных экологических стран из-за критически низких
показателей в области охраны окружающей среды. Стоит отметить,

что в РФ в период 2005–2015 гг. снизился объем выброса диоксида
серы.

К основным мировым экологическим проблемам можно от
нести: загрязнение природной среды промышленного и сельского
производства; потепление климата и вызванное этим повышение
уровня Мирового океана; кислотные осадки; озоновые дыры; запустевание больших территорий; скорости темпа снижения биологического разнообразия, вырубки лесов и потери целых экосистем.

«Территория РФ занимает более 17 млн кв. км. Известно, что

неоднородность климата и ландшафта и различные природные
зоны обусловлены месторасположением страны на материке Евразия.

Известно, что экологическое состояние РФ находится в бед
ственном состоянии. Данный факт связан с сосредоточенностью
объектов тяжелой промышленности, нефтегазовой и горнорудной
отраслей, черной и цветной металлургии. Что, следовательно,
приводит к высоким среднегодовым уровням загрязнения атмосферного воздуха, превышающим санитарно-гигиенические
нормы. Стоит отметить, что неблагоприятные факторы сказываются на численности населения РФ (риc. 2)».

Риc. 1. Страны мира по загрязненности в зависимости от экотенденций [38]

Риc. 2. Численность населения РФ в период 2005, 2010, 2015 г., млн человек

Показано, что общая численность по сравнению с 2005 г.

в 2015 г. увеличилась на 2466,3 млн человек. Тогда как численность
сельского населения снизилась на 633,8 млн чел., что свидетельствует о перераспределении населения в города РФ.

При анализе экологической обстановки РФ, стоит отметить,

что наибольшее негативное воздействие на атмосферный воздух
оказывают: промышленность, автомобильный транспорт, а также
большинство водных объектов РФ, не отвечающих нормативным
требованиям. Одной из основных проблем является обезвреживание и переработка бытовых и промышленных отходов, представляющих реальную угрозу здоровью населения и экосистем.

Динамика валовых выбросов загрязняющих веществ в атмо
сферный воздух от стационарных источников и автотранспорта
в РФ за период 2010–2015 гг. отражена на рисунке 3.

Стационарным источником загрязнения окружающей среды

является источник, местоположение которого определено с применением единой государственной системы координат или который
может быть перемещен посредством передвижного источника загрязнения окружающей среды (транспортное средство, двигатель
которого при его работе является источником загрязнения).

Наблюдается тенденция снижения суммарных выбросов загряз
няющих веществ в атмосферу по РФ в целом не более чем на 1%
к 2010 году. При анализе показателей загрязнения в зависимости
от источника, можно отметить снижение за последние 5 лет показателя загрязнения стационарными источниками на 10% (–1866
млн т) и увеличение передвижными источниками на 5% (+736 млн
т). Данный факт связан с тем, что в крупных городах РФ выбросы