автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка инновационных технологий консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни

На правах рукописи

КАСЬЯНОВ Дмитрий Геннадьевич

РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНСЕРВИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С МАЛОПОДВИЖНЫМ ОБРАЗОМ ЖИЗНИ

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар - 2013

1 6 МАП 2013

005058471

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)

Научный руководитель: Запорожский Алексей Александрович,

доктор технических наук, ст. науч. сотр. Официальные оппоненты: Донченко Людмила Владимировна, доктор

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский НИИ консервной и

Защита состоится 30 мая 2013 г. в 13.00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан «29» апреля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

технических наук, профессор, директор НИИ биотехнологии и сертификации пищевой продукции ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» Минсельхоза РФ;

Шипулин Валентин Иванович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой технологии мяса и консервирования ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» Минобрнауки РФ

овощесушильной промышленности» Россельхозакадемии (ВНИИКОП РАСХН)

канд. техн. наук, доцент

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы. В промышленно развитом обществе от 15 до 20 % людей в силу различных обстоятельств вынуждены вести малоподвижный образ жизни. Это - водители транспорта дальнего следования, работники бухгалтерии, программисты, операторы различных служб, работники банков, торговых центров, учителя, врачи, инвалиды, раненые и травмированные люди и др. Большинство людей, которые ведут малоподвижный образ жизни, страдают нарушениями обмена веществ, имеют избыточный вес и склонны к заболеваниям сердечно-сосудистой системы. По данным специалистов НИИ питания РАМН (Батурина А.К., Строковой Т.В., Ханферяна P.A.) все это является следствием дисбаланса метаболизма, недостаточного функционирования эндокринной системы, нарушения кислотно-щелочного и ионного равновесия в организме.

Возможным решением проблемы нарушенного пищевого статуса этих категорий людей является использование в рационах питания функциональных пищевых продуктов, содержащих недостающие вещества, в числе которых достойное место должны занять рыбо- и мясорастительные продукты.

Трудами отечественных и зарубежных ученых — Абрамовой JI.C., Антиповой JI.B., Донченко Л.В., Дунченко Н.И., Евдокимова И.А., Жаринова А.И., Липатова H.H., Лисицына А.Б., Новиковой М.В., Позняковского В.М., Сафроновой Т.М., Слуцкой Т.П., Тимошенко Н.В., Токаева Э.С., Тутельяна В.А., Храмцова А.Г., Шипулина В.И., Юдиной С.Б., Adashi S., Middleton Е., Mizutaki J., Petuelu F., Sultan А. и других, доказана целесообразность производства комбинированных пищевых продуктов функционального назначения.

Однако выпускаемые в настоящее время рыбо- и мясорастительные продукты, как правило, не имеют целевой направленности, а применяемые традиционные способы тепловой обработки сырья и полуфабрикатов существенно снижают пищевую и биологическую ценность готовой продукции.

Кроме того, антропогенный прессинг на окружающую природную среду в России остается достаточно высоким, что способствует накоплению в ней, а соответственно и в продуктах питания, токсичных веществ, кото-

рые в организме человека могут провоцировать развитие окислительного стресса, существенно снижающего в нем активность системы антиокси-дантной защиты.

Таким образом, в качестве эффективного пути решения данной проблемы можно было бы предложить конструирование специализированных продуктов питания с использованием растворимых пищевых волокон и антиоксидантного комплекса, применить щадящую тепловую обработку сырья и полуфабрикатов.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с гос. заданием Министерства образования и науки РФ, НИР «Разработка инновационных технологий продуктов питания функционального назначения на основе глубокой и комплексной переработки растительного сырья» (№4.1897.2011, 2012-2013 гг.).

1.2 Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработка инновационных технологий консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни. Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- проанализировать сложившуюся систему питания людей с малоподвижным образом жизни; сформулировать основные требования к разработке биологически безопасных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни;

- провести оценку химического состава выращенного на Кубани животного и растительного сырья для создания на их основе специализированных продуктов питания;

- обосновать состав композиции из пищевого и лекарственного растительного сырья для получения антиоксидантного комплекса в форме С02-экстракта, разработать технологию его выделения;

- усовершенствовать технологию получения зостерина; разработать рекомендации по его применению в технологии продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни;

- теоретически и экспериментально обосновать возможность применения холодной аргоновой плазмы для стерилизации рыбо- и мясораститель-ных композиционных смесей;

- разработать рецептуры и инновационные технологии рыбо- и мясорас-тительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни;

- исследовать пищевую, биологическую ценность и безопасность разработанных рыбо- и мясорастительных консервов;

- осуществить опытно-промышленную апробацию разработанных инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов;

- разработать проекты технической документации на консервированные рыбо- и мясорастительных продукты для питания людей с малоподвижным образом жизни;

- рассчитать ожидаемый экономический эффект от использования разработанных технологий производства консервированных продуктов питания.

1.3 Научная новизна. Сформулированы подходы и систематизированы основные требования к конструированию консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

Обоснованы условия получения антиоксидантного комплекса в форме С02-экстракта из смеси пищевого и лекарственного растительного сырья, исследованы его состав и свойства. Установлено, что антиоксидантная активность (АОА) комплексного С02-экстракта на 21-39 % выше, чем АОА индивидуальных С02-экстрактов.

В условиях нейросетевого конструирования ингредиентного состава обоснованы рецептуры новых консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

Исследована кинетика изменения микробиологических показателей рыбо- и мясорастительных композиций при воздействии на них холодной аргоновой плазмы. Полученные результаты явились обоснованием возможности применения холодной аргоновой плазмы для щадящей тепловой обработки пищевого сырья.

Новизна научных и технических решений, представленных в работе, подтверждена 6 охранными документами на изобретения и полезные модели.

1.4 Практическая ценность работы. Разработаны инновационные технологии и оригинальные рецептуры биологически безопасных консервированных продуктов питания с заданными качественными характеристиками для людей с малоподвижным образом жизни.

Предложен новый способ стерилизации при производстве мясо- и ры-борастительных консервов, включающий обработку модельной смеси в среде холодной аргоновой плазмы. Определены режимные параметры (температура 37 °С, продолжительность обработки 10 мин.) применения холодной аргоновой плазмы для обеспечения стабильности термолабильных веществ пищевого сырья при стерилизации, а также создания барьерного эффекта для обеспечения микробиологической безопасности мясо- и рыборастительных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

Выявлен синергизм в проявлении антиоксидантных свойств СОг-экстрактивного комплекса, полученного из смеси семян амаранта, тмина черного, расторопши, тыквы, плодов перца розового, листьев инжира, таволги вязолистной и пророщенного овса.

Усовершенствована технология получения зостерина из азовской морской травы зостеры, в которой взамен традиционного способа гидролиза неорганическими кислотами использован новый способ гидролиза с помощью угольной кислоты.

Разработаны проекты технической документации на новые виды консервированной продукции для питания людей с малоподвижным образом жизни: ТУ 9223-005-82549201-11 «Рыборастительные консервы. Бутербродная паста», ТУ 9223-006-82549201-11 «Рыборастительные консервы. Рыбный гратен», ТУ 9223-007-82549201-11 «Мясорастительные консервы. Фрикасе из кролика», ТУ 9223 -344-02067862-2012 «Комплексная пищевая антиоксидантная добавка».

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс при реализации основных образовательных программ подготовки бакалавров по направлениям 260100.62 «Продукты питания из растительного сырья» и 260200.62 «Продукты питания животного происхождения».

1.5 Соответствие диссертации паспортам научных специальностей. Диссертационное исследование соответствует п. 4, 5, 6 паспорта специальности 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства и п. 2, 7 паспорта специальности 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств.

1.6 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях: «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов питания функционального назначения» (г. Краснодар, 2007 г.), «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов» (г. Краснодар, 2008 г.), «Теория и практика суб- и сверхкритической флюидной обработки сельскохозяйственного сырья» (г. Краснодар, 2009 г.), «Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии» (г. Краснодар, 2010 г.), «Российская аквакультура: состояние, потенциал и инновационные производства в развитии АПК» (г. Воронеж, 2012 г.), «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.).

1.7 Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 научных работ, в том числе монография, 4 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено 4 патента РФ на изобретения, патент на полезную модель и свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

1.8 Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной патентно-информационной литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 130 страницах компьютерного текста, содержит 35 таблиц, 41 рисунок. Список литературных источников включает 136 наименований, в том числе 16 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основная часть экспериментальных исследований и практических разработок выполнена в специализированных и научно-исследовательских лабораториях института пищевой и перерабатывающей промышленности КубГТУ. Отдельные этапы исследований проведены в лабораториях Краснодарского НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, Кубанском государственном аграрном университете, экстракционном цехе ООО «Компания Караван».

2.1 Объекты исследований. Основными объектами исследования служили: растительное сырье - баклажаны сорта Фрегат, кабачки сорта гибрид Кавили, капуста савойская сорта Сфера, картофель сорта Розалид, лук сорта Эллан, морковь сорта Чаровница, перец сладкий сорта гибрид F1 Арарат, томаты ранние сорта Вера, томаты поздние сорта Мираж, зелень укропа и петрушки, шампиньоны, лекарственные и пищевые растения; животное сырье -филе карася, пеленгаса, толстолобика, мясо креветок, кролика, рубец говяжий, меланж, сыр, масло сливочное, сливки, сметана; морская трава Zostera семейства Взморниковых; пищевые волокна (зостерин), полученные по модифицированной технологии; С02-экстракгы из семян амаранта, тмина черного, расторопши, тыквы, плодов перца розового, листьев инжира, таволги вязолистной и пророщенного овса; комплексный С02-экстракт; полуфабрикаты и новые виды консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни, изготовленные по разработанным инновационным технологиям.

2.2 Методы исследований. В работе применены современные стандартные физические, химические, микробиологические и органолептические методы исследования сырья, полуфабрикатов и готовых консервированных продуктов питания, а также модифицированные и усовершенствованные методики.

Аминокислотный состав объектов исследования определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105 М». Реологические показатели - на струкгурометре СТ-2. Математическую обработку результатов экспериментальных исследований вели в приложениях Statistic v.6.0, MathCAD 14.

Для генерации холодной аргоновой плазмы использовали модернизи-

рованную СВЧ-установку Samsung СЕ-103 VR. Для исследования характеристик холодной аргоновой плазмы использовали метод эмиссионной спектроскопии Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН. Структурная схема эксперимента приведена на рисунке 1.

Рисунок 1— Структурная схема исследований

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Основные требования к разработке продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни. На основании данных медико-биологических исследований и анкетирования людей, ведущих малоподвижный образ жизни (проведенного при помощи компьютерной сети Интернет), проанализирована сложившаяся система питания этих категорий людей и сформулированы основные требования к разработке специализированных продуктов питания (таблица 1).

Таблица 1 - Сравнительные данные по фактическому режиму питания отдельных категорий людей с малоподвижным образом жизни,

рекомендуемые уровни потребления пищевых веществ

Показатели Величины потребления Реко-

(в сутки) в зависимости от категории людей с малоподвижным образом жизни мендуемые

работники офисов программисты операторы служб уровни потребления

Калорийность питания, ккал

для мужчин 2500 2900 2800 2200

для женщин 2300 2500 2500 2000

Белок, г/кг веса 1Д 1,3 1,4 1

Незаменимые аминокислоты, % 70 56 60 100

Углеводы, г 380 390 390 300

Жиры, г 95 110 120 95-100

в т.ч. животные 60 80 85 50

растительные 35 30 35 30

линолевая кислота 9 10 11 12-15

ПНЖК, г 17 15 14 25-30

Витамин Вь мг Витамин В2, мг Витамин В6, мг 0,4 1,0 0,9 0,5 1,2 0,8 0,5 1,2 0,8 1,3 1,8 2

Содержание пищевых волокон, г 11 15 14 25

Отмечена повышенная калорийность суточного рациона питания (на

12-25 %), превышение уровней потребления углеводов (на 23-30 %) и жиров (на 10-20 %) с высоким содержанием насыщенных жирных кислот. Наблюдается недостаточное поступление с пищей пищевых волокон (до 60 %) и ряда эссенциальных элементов.

3.2 Химический состав выращенного на Кубани животного и растительного сырья. Химический состав сырья животного и растительного происхождения, предназначенного для конструирования продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни, представлен в таблице 2. Таблица 2 - Данные исследования химического состава пищевого сырья

(г на 100 г продукта)

Наименование сырья Вода Белок Жир Угле воды Зола ß- каротин, мкг Витамины, мг

в, В2 РР С

Кабачки 93,9 0,6 0,3 4,6 0,4 30 0,03 0,03 0,6 15,0

Картофель 79,9 0.3 0,5 17,9 1,3 20 0,12 0,07 1,3 20,0

Томаты ранние 92,9 1,2 0,2 3,9 0,7 800 0,06 0,04 0,5 25

Томаты поздние 84,9 3,9 1,2 8,6 1,3 850 0,08 0,05 0,7 30

Шампиньоны 92,9 4,5 1,2 0,1 1,1 150 0,1 0,45 4,8 7

Филе карася 78,9 17,7 1,8 - 1,6 - 0,06 0,17 2,1 1

Филе пеленгаса 75 18,4 5,1 - 1,5 - 0,09 0,19 2,4 1,5

Филе толстолобика 75,7 18,7 2,9 - 1,5 - 0,07 0,18 2,2 1,3

Мясо креветок 78,2 18,3 1,2 0,8 1,5 - 0,06 0,07 2,0 1,4

Мясо кролика 66,7 21,4 10,6 0,1 1,2 - 0,12 0,18 6,2 0,8

Рубец говяжий 80,2 14.9 4,3 0,5 - 0,05 0,20 1,6 -

Сливки (20-ти % жирности) 72,8 2,5 20 4 0,5 60 0,03 0,11 0,1 0,3

Компьютерную оценку нутриентной адекватности животного и расти-

тельного сырья сформулированным требованиям проводили с использованием программы "0епепс-2.0" (разработчики Запорожский А.А., Запорожский В.А.).

3.3 Обоснование условий получения антиоксидантного комплекса в форме С02-экстракта. С целью получения антиоксидантного комплекса из растительного сырья проведен компьютерный анализ химического состава более 300 лекарственных и пищевых растений, из которых отобраны образцы с высоким содержанием природных химических соединений, проявляющих антиоксидантную активность.

Антиоксидантный комплекс получали из смеси различных частей пищевых и лекарственных растений, взятых в следующем соотношении: амарант (семена) - 2, тмин черный (семена) - 1, инжир (листья) - 1, перец розовый (плоды) - 1, расторопша (семена) - 1, тыква (семена) - 4, таволга вязолистная (трава) - 2, пророщенный овес - 3.

Комплексный С02-экстракт из смеси растительного сырья получали на экспериментальной экстракционной установке ООО «Компания Караван» по разработанной нами технологии с наложением ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц, при температуре 21 °С и давлении 6,5 МПа. Высокий выход экстракта (5,2 %), содержащего целевые компоненты, отмечается при продолжительности процесса экстрагирования 180 мин.

Получены экспериментальные данные о качественном и количественном составе, а также величине антиоксидантной активности комплексного и индивидуальных С02-экстрактов (таблица 3).

Таблица 3 - Качественный состав С02-экстрактов, %

С02-экстракты из Выход, % Жиро подо бные веще ства Титруемые кислоты Омыляемые вещества Неомыляемые соединения Антиоксидантная активность, %

Всего Фенолы Всего Карбонильные соединения

Амарант (семена) 4,1 32,0 7,8 28,0 18,3 29,9 12,0 26,4 ±5,1

Тмин черный (семена) 3,0 5,9 8,9 29,2 17,1 50,80 15,9 37,8 ± 2,0

Инжир (листья) 0,8 3,0 5,4 19,9 8,0 69,45 26,3 21,6 ±6,3

Перец розовый (плоды) 4,1 28 6,4 26,3 17,8 26,9 14,6 39,1 ±5,2

Расторопша (семена) 3,2 7,3 2,0 30,2 16,2 57,18 23,2 37,4 ±3,3

Тыква (семена) 6,0 36,0 6,5 26,2 12,8 29,9 12,0 21,5 ±7,1

Таволга вязо-листная (трава) 1,4 3,1 5,8 20,6 15,2 46,0 26,6 19,7 ±4,8

Пророщенный овес 10,3 37,0 6,3 25,2 14,5 31,2 12,0 24,9 ± 5,0

Комплексный экстракт 5,2 18,0 6,28 26,4 16,3 33,9 12,0 53,2 ± 3,7

3.4 Обоснование возможности применения холодной аргоновой плазмы для стерилизации рыбо- и мясорастительных композиционных смесей. Выполнена серия экспериментов по стерилизации рыбо- и мясорастительных композиционных смесей потоком холодной аргоновой плазмы. С участием автора, под руководством профессора Канарева Ф.М., создана экспериментальная установка для обработки исследуемых объектов холодной аргоновой плазмой (рисунок 2).

/ /

3 /

J_ J L

TT

Аргон

1 - блок питания, 2 - разрядная камера, 3 - анод, 4 - продукт, 5 - катод, 6 - спектрофотометр СФ- 104, 7 - персональный компьютер

Рисунок 2 - Схема установки для получения холодной аргоновой плазмы Изучение стерилизующего эффекта холодной аргоновой плазмы проводилось с использованием суточных культур микроорганизмов Ps. fluorescens, St. aureus, E. coli с исходной концентрацией 5x104 КОЕ/мл в 50 мл физиологического раствора. Опыт проводили в трех повторностях с каждой культурой в течение 12 мин, с отбором обработанных плазмой проб через каждую минуту, в объеме 0,3 мл. суспензии микроорганизмов, с последующем высевом по 0,1 мл на пластинки МПА. На рисунке 3 представлена динамика отмирания микроорганизмов в ходе обработки в среде холодной аргоновой плазмы. Концентрация микроорганизмов, КОЕ/мл

105

ю'

к

4N N к

з !

0 3 6 9 Время обработки, мин

/- Pseudomonas fluorescens, 2- Staphylococcus aureus, 3- Escherichia coli Рисунок 3 - Динамика отмирания микроорганизмов под воздействием холодной аргоновой плазмы

Исследования показали, что увеличение продолжительности плазменной обработки до 10 мин приводит к практически полному уничтожению вегетативных клеток и спор микроорганизмов. В результате микробиологических исследований определены режимные параметры стерилизации мясо- и рыборастительных модельных смесей холодной аргоновой плазмой: т = 10 мин, t = 37 °С, иа = 3,5 кВ, Ja = 0,4 А, Р = 26,6 Па, G = 0,04г/с, мощность УФ-облучения при длинах волн 309 и 316 нм составляла 90 мкВт/см2, мощность ИК-облучения 40 мкВт/см2.

Получены экспериментальные данные о влиянии стерилизации рыбо-и мясорастительных модельных смесей холодной аргоновой плазмой и в автоклаве (швейцарской фирмы Phakma Арр Adate объемом 50 л) на содержание термолабильных веществ пищевого сырья (таблица 4). Таблица 4 — Витаминный состав модельной смеси для рыборастительных

консервов «Бутербродная паста» после стерилизации

Способ стерилизации Содержание витаминов, мг/100 г.

С в, в6 РР Р-каротин

Автоклав 1,7 0,09 0,020 1,25 0,50

Холодная плазма 3,5 1,10 0,026 1,61 0,92

Как следует из данных таблицы 4, витаминный состав модельных смесей лучше сохраняется при использовании нового способа стерилизации.

Таким образом, выявленные эффекты могут служить обоснованием возможности применения холодной аргоновой плазмы для щадящей тепловой обработки пищевого сырья, а также создания барьерного эффекта с целью обеспечения микробиологической безопасности мясо- и рыборастительных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

3.5 Разработка рецептур и инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов для людей с малоподвижным образом жизни. Проведено нейросетевое конструирование рецептур новых видов консервированных продуктов питания, реализованное ресурсами пакета МаШСАБ 14. В таблице 5 представлен ингредиентный состав оригинальных рыбо- и мясорастительных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни трех ассортиментных групп.

Таблица 5 — Ингредиентный состав рыбо- и мясорастительных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни

Продукт Ингредиенты

Бутербродная паста Филе карася, мука гороховая, белковый текстурат, баклажаны, кабачки, морковь, лук, перец сладкий, томаты, капуста савойская, зелень укропа и петрушки, чеснок, масло растительное, соль поваренная, зостерин, комплексный С02-экстракт

Фрикасе из кролика Мясо кролика, шампиньоны, белковый текстурат, лук, сметана, сливки, сок лимона, чеснок, масло сливочное, меланж, корень сельдерея, соль поваренная, зостерин, сукци-нат натрия, бульон, комплексный С02-экстракт

Рыбный гратен Филе толстолобика, филе пеленгаса, мясо креветок, белковый текстурат, картофель, перец сладкий, сливки, сыр, зелень укропа, соль поваренная, зостерин, комплексный С02-экстракт

Инновационные технологии производства консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни по ассортиментным группам подробно описаны в утвержденной технической документации.

На рисунке 4 представлена технологическая схема производства рыбо-растительных консервов «Бутербродная паста» по разработанной инновационной технологии, при реализации которой сконструирован оригинальный рецептурный состав консервированного продукта, обогащенного антиокси-дантным комплексом в форме С02-экстракта и растворимыми пищевыми волокнами (зостерин), впервые применена стерилизация холодной аргоновой плазмой, осуществлена фасовка рецептурной смеси в биоразлагаемый упаковочный материал.

Процесс получения зостерина из зостеры проводили по модифицированной нами технологии: в качестве гидролизующего агента использовали не неорганические кислоты, а угольную кислоту, которая образуется в растворе под действием диоксида углерода под давлением до 4,5 МПа. При такой обработке водной суспензии зостеры, рН среды снижается до значения 4,2. Фасование стерилизованных рыбо - и мясорастительных продуктов осуществляли в упаковку типа «Ламистер» или в биоразрушаемые пакеты.

Филе карася

т

Измельчение на волчке с решеткой диаметром отверстий 3-5 мм

Посолочная смесь, _сахар

т

Посол выдержка при 1= 0...4"С в течении 12 ч

Подготошіенное овощное сырье

Компл. С02-Экстракт

Чешуйчатый лед

Приготоштетте пасты, К-кутгерование Т = 8...12 мин, 12-14 "С

Раствор зостерина

3

Мука гороховая, текстура™

Наполнение р еторт-пакетов из биоразрушаемой пленки

4

Стерилизация холодной плазмой Т= 10 мин, 1=37 °С

і

[ Закатка пакетов в среде Аг

*

Проверка на герметичность

1

Этикетирование

і

Упаковка

*

- Контроль показателей качества и безопасности

J

Рисунок 4 - Технологическая схема производства рыборастительного консервированного продукта - «Бутербродная паста» Опытно-промышленная апробация разработанных инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов проведена в условиях ООО «Комбинат детского питания» (станица Крыловская, Краснодарский край).

3.6 Исследование пищевой, биологической ценности и безопасности рыбо- и мясорастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни. В таблице 6 представлены данные о пищевой

ценности консервированных продуктов для питания людей с малоподвижным образом жизни.

Таблица 6 - Пищевая ценность рыбо- и мясорастительных консервов

Во- Бе- Жир Углево- Витамины Энергети-

да лок ды в, в2 в6 Р-каро- Е С ческая

тин ценность.

100 г консервов «Бутербродная паста»)

54,4116,41 10,7 16,9 0,15 | 0,17 8,4 11,6 41,8 0,15 236

100 г консервов «Фрикасе из кролика»)

64,6] 17,1 9,4 7,6 0,16 0,13 13 10,2 2,3 0,16 186

100 г консервов «Рыбный гратен»)

61,5|11,1| 10,1 15,8 0,14 0,15 13,9 4,4 I 4,6 0,14 203

Структурно-механические показатели рыборастительных консервов «Бутербродная паста» представлены в таблице 7. Таблица 7 - Структурно-механические показатели консервированных продуктов питания «Бутербродная паста»

Показатель Структурно-механические характеристики образцов консервов

Контрольный образец В автоклаве В плазме

Глубина пенетрации, м* 10"3 Предельное напряжение сдвига, кПа Предельное напряжение среза, кПа Работа резания, Дж/м2 3,57±0,28 24,49±1,10 84,94±0,25 469,01±2,15 3,75+0,20 22,21±1,25 77,11±0,30 406,26±2,14 4,27±0,20 17,21±1,20 71,62+0,20 378,73+2,16

Из данных таблицы 7 следует, что глубина пенетрации опытных образцов выше по сравнению с контрольным (до стерилизации) и возрастает с увеличением содержания в рецептурах овощного сырья.

Изучение реологических свойств консервов показало, что при изменении рецептурного состава происходит изменение вязкости и предельного напряжения сдвига продукта.

Исследования рыбо- и мясорастительных консервов в процессе хранения проводили в соответствии с МУК № 4.2.1847-04. Консервы хранили при температуре от 0 до 25 °С в течение 18 мес. На рисунке 5 представлена

графическая зависимость изменения эффективной вязкости рыбо- и мясо-растительных консервов от скорости сдвига при температуре 25 °С.

,. -і С. корост» сдвига, с

1 - контроль; 2 - «Бутербродная паста»; 3 - «Фрикасе из кролика» Рисунок 5 —Зависимость эффективной вязкости рыбо- и мясораститель-ных консервов от скорости сдвига при температуре 25 °С В рыбо- и мясорастительных консервах определяли массовую долю белка после стерилизации и в процессе хранения. Установлено, что до 18 месяцев хранения массовая доля белка не изменяется. Для характеристики степени окислительной порчи жира и глубины его гидролитического распада в процессе хранения определяли перекисное, тиобарбитуровое и кислотное число. Выявлено незначительное снижение значений перекисного и тиобарбитурового чисел при хранении продукта до 18 мес., что позволяет продлить срок хранения с 12 до 18 мес.

При проведении органолептической оценки в течение рассматриваемого срока хранения не выявлены изменения качества консервов. В опытных вариантах отмечена более однородная консистенция, по сравнению с контролем.

По микробиологическим показателям консервированные продукты удовлетворяли требованиям промстерильности для консервов группы «А».

Таким образом, предложенные к внедрению инновационные технологии мясо- и рыборастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни, наряду с сокращением времени и затрат на проведение

процесса стерилизации, гарантируют получение стойкого при хранении, биологически безопасного продукта с заданными структурными формами, высокой биологической и пищевой ценностью.

3.7 Расчет экономического эффекта от использования разработанных технологий рыбо- и мясорастительных консервов. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов составляет 8-9 тыс. руб. на 1 туб продукции.

ВЫВОДЫ

1. На основании данных медико-биологических исследований и анализа анкетированных данных сформулированы основные требования к разработке биологически безопасных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни, сложившаяся система питания которых не обеспечивает достаточное поступление питательных веществ: пищевых волокон до 60 %, витаминов группы В до 33-50 %, микроэлементов до 75-80 %. Отмечен дисбаланс в поступлении в организм людей с малоподвижным образом жизни незаменимых аминокислот и полиненасыщенных жирных кислот.

2. Проведена оценка химического состава выращенного на Кубани животного и растительного сырья. Для создания специализированных продуктов питания выбрано растительное сырье: баклажаны сорта Фрегат, кабачки гибрид Кавили, капуста савойская Сфера, картофель сорта Розалид, лук сорта Эллан, морковь сорта Чаровница, перец сладкий гибрид Fl Арарат, томаты ранние Вера, поздние Мираж, шампиньоны. В качестве высокобелкового животного сырья использовали филе карася, пеленгаса, толстолобика, мясо креветок и кролика, субпродукты.

3. В результате экспериментальных и аналитических исследований обоснован состав композиции из пищевого и лекарственного растительного сырья для получения антиоксидантного комплекса. Разработана С02-технология получения антиоксидантного комплекса из смеси амаранта (се-

мена), тмина черного (семена), инжира (листья), перца розового (плоды), расторопши (семена), тыквы (семена), таволги вязолистной (трава), проро-щенного овса, с наложением ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц, при температуре 21 °С и давлении 6,5 МПа. Установлено, что антиоксидантная активность комплексного С02-экстракта на 21-39 % выше, чем у индивидуальных СОг-экстрактов.

4. Усовершенствована технология получения зостерина из азовской морской травы зостеры, в которой традиционный способ гидролиза неорганическими кислотами заменен на гидролиз угольной кислотой. Показано, что введение 1 % зостерина способствует увеличению водосвязывающей способности рыбо- и мясорастительных композиционных смесей на 3-6 %, снижению предельного напряжения среза на 12-15 % и потерь при термообработке до 17 %.

5. На основе изучения характера изменения микробиологических показателей рыбо- и мясорастительных композиций при воздействии на них холодной аргоновой плазмы научно обоснована и практически подтверждена возможность применения нового физического способа щадящей тепловой обработки пищевого сырья. Установлено, что стерилизация рыбо- и мясорастительных композиций в среде холодной аргоновой плазмы (температура 37°С, продолжительность обработки 10 мин.) приводит к полному уничтожению вегетативных клеток и спор микроорганизмов.

6. В условиях нейросетевого конструирования ингредиентного состава обоснованы оригинальные рецептуры новых консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию возможности применения холодной аргоновой плазмы для стерилизации пищевых систем, условий получения антиоксидантного комплекса в форме СОг-экстракта, производства и применения биоразлагаемого упаковочного материала, совершенствованию технологии получения зостерина, использованы при разработке инновационных технологии рыбо- и мя-

сорастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни.

8. Исследованы пищевая, биологическая ценность и безопасность разработанных рыбо- и мясорастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни. Установлено, что предложенные инновационные технологии мясо- и рыборастительных консервов гарантируют получение стойкого при хранении, биологически безопасного продукта с заданными структурными формами, высокой биологической и пищевой ценностью.

9. Разработаны проекты технической документации на новые виды пищевой продукции. Рецептуры и технологические режимы производства консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни апробированы в опытно-промышленных условиях ООО «Комбинат детского питания» (станица Крыловская, Краснодарский край).

10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни составляет 8-9 тыс. руб. на 1 туб готовой продукции.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Гайдаров P.A., Касьянов Д.Г. Технология продуктов питания для водителей-профессионалов (монография). Краснодар: Издательский Дом-Юг,2010.-140с.

2 Сарапкина О.В., Белоусова C.B., Кудинов В.И., Касьянов Д.Г. Технология рыбоовощных продуктов //Известия вузов. Пищевая технология, №3, 2007.-С.61-63.

3 Коновалова Т.А., Касьянов Д.Г. Система питания для людей с малоподвижным образом жизни //Известия вузов. Пищевая технология, №4, 2008,- С. 47-50.

4 Царахова Э.Н., Касьянов Д.Г., Одинец H.A. Интенсификация технологических процессов с помощью ультразвука //Известия вузов. Пищевая технология, №2-3, 2010 - С.122-123.

5 Касьянов Д.Г. Разработка технологии продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни //Известия вузов. Пищевая технология, №1, 2012,-С.56-59.

6 Касьянов Д.Г. Особенности технологии продуктов питания для людей ведущих малоподвижный образ жизни. Сб. матер, межд. науч.-практич. конф. «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения», Краснодар: КубГТУ, 2007 - С.134-135.

7 Корниенко Е.В., Касьянов Д.Г. Управление качественными показателями пищевых продуктов функционального назначения. В сб. матер, межд. науч.-практич. конф. «Управление качеством и резервы экономического роста предприятий и организаций», Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. — С.34-37.

8 Касьянов Д.Г. Проблемы обеспечения безопасности рыбных продуктов. Сб. трудов КНИИХП «Перспективные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья», Краснодар: КНИИХП, 2008-С.110-112.

9 Запорожский A.A., Касьянов Д.Г. Управление качеством продуктов из сырья животного и растительного происхождения. Сб. матер, межд. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов», Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2008,- С.83-85.

10 Запорожский A.A., Касьянов Д.Г. Комплексное использование растительного и рыбного сырья. Сб. матер, межд. науч.-практич. конф. «Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии». Краснодар: Изд. Дом Юг, 2010. - С.78-81.

11 Патент РФ №2302786. Способ производства консервов «Борщ постный с карасями» /Квасенков О.И., Григорьев А.А.Касьянов Д.Г. Заявка № 2006102254. Опубл. 20.07.2007 Бюл. №20.

12 Патент РФ №2341991. Способ выработки консервов «Котлеты беловежские» /Квасенков О.И., Касьянов Д.Г. Заявка №2007129908/13 от 08.06.2008. Опубл. 27.12.2008.

13 Патент РФ №2461220. Способ производства консервов «Кроличье фрикасе» /Квасенков О.И., Касьянов Д.Г. Заявка №2011120100/13 от

20.05.2011. Опубл. 20.09.2012.

14 Патент РФ №2460395. Способ получения консервов «Рубец со свиной грудинкой в томатном соусе» /Квасенков О.И., Касьянов Д.Г. Заявка №2011117590/13 от 05.05.2011. Опубл. 10.09.2012.

15 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2007611068 Усовершенствованная система регулирования параметров процесса газожидкостной экстракции /Коробицын B.C., Бородихин A.C., Запорожский А.А, Касьянов Д.Г., Тагирова П.Р. №2010612858, заявка №2010611196, заявл. 09.03.10, зарегистр. 28.04.2010.

16 Патент РФ №117352 на полезную модель МПК В 29 С 47/00. Установка для производства биоразлагаемой упаковочной пленки из вторичного сырья /Бирбасов В.А., Касьянов Д.Г., Запорожский A.A., Алтуньян C.B., Сязин И.Е. Заявка №2012108285/05. Заявлено 05.03.2012. Опубл.

27.06.2012.

17 Касьянов Д.Г. Разработка специализированных продуктов питания для людей ведущих малоподвижный образ жизни. Сб. матер, межд. на-уч.-практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой промышленности» -Краснодар: КубГТУ, 2011. - С.13-16.

18 Касьянов Д.Г. Стерилизация пищевых продуктов с помощью объемной плазмы на основе сильноточного газового разряда. Сб. матер, межд. науч.-практич. интернет — конф. «Суб — и сверхкритические флюидные технологии в пищевой промышленности». Краснодар: КубГТУ, 2012. -С.37-39.

19 Касьянов Д.Г. Технология рыборастительных продуктов для людей ведущих малоподвижный образ жизни. Сб. матер, межд. науч.-практич. конф. «Российская аквакультура: состояние, потенциал и инновационные производства в развитии АПК». Воронеж: ВГУИТ, 2012. - С.204-208.

20 Касьянов Д.Г. Функциональные продукты питания для людей ведущих малоподвижный образ жизни. Сб. матер. I межд. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности». Краснодар: Изд. КубГТУ, 2012. - С.615-618.

Отпечатано в типографии издательства «Экоинвест» 350072, г. Краснодар, ул. Зиповская, 9. Тел./факс (861) 277-92-42. E-mail: ecoinvest@publishprint.ru http://publishprint.ru

Подписано в печать 24.04.13. Формат 60*84 Vi6. Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 1594.

На правах рукописи

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический

университет»

04201357879

КАСЬЯНОВ Дмитрий Геннадьевич

РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНСЕРВИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С МАЛОПОДВИЖНЫМ ОБРАЗОМ ЖИЗНИ

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, ст. научн. сотр. Запорожский A.A.

Краснодар-2013

2 СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................. 4

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ С МАЛОПОДВИЖНЫМ ОБРАЗОМ ЖИЗНИ............................... 8

1.1 Современные тенденции и перспективы консервирования пищевых

продуктов................................................................................ 9

1.2 Существующий опыт производства продуктов питания функциональ-

ного назначения......................................................... 16

1.3 Исследование образа жизни и определение потребностей в пищевых и

БАВ организма людей ведущих малоподвижный образ жизни.............. 23

1.4 Современные способы щадящей тепловой обработки сырья........... 30

1.5 Пути продления сроков хранения комбинированных продуктов за

счет антиоксидантных добавок.................................................... 34

1.6 Заключение по обзору литературы и задачи исследований............ 37

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ, ВЕДУЩИХ МАЛОПОДВИЖНЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ.................................... 39

2.1 Схема и объекты проведения исследований, изучаемые показатели. 39

2.2 Методы исследований........................................................................... 40

2.3 Оценка аминокислотной сбалансированности и биологической ценно-

сти продукта..................................................................... 45

2.4 Микробиологические исследования....................................... 46

2.5 Методы определения функционально-технологических свойств.... 47

2.6 Особенности компьютерного проектирования многокомпонентных

продуктов с требуемым комплексом показателей пищевой ценности... 48

2.7 Метод газожидкостной обработки растительного сырья............... 49

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ, ВЕДУЩИХ МАЛОПОДВИЖНЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ.................................... 51

3.1 Основные требования к разработке продуктов питания для людей с

малоподвижным образом жизни............................................ 51

3.2. Химический состав выращенного на Кубани животного и раститель- 54

3

ного сырья.........................................................................

3.3 Обоснование условий получения антиоксидантного комплекса в

форме С02-экстракта................................................................. 63

3.4 Особенности автоклавного способа стерилизации рыбо - и мясорас-

тительных композиционных смесей............................................... 70

3.4.1 Обоснование возможности применения холодной аргоновой плазмы

для стерилизации рыбо - и мясорастительных композиционных смесей.. 72

3.5 Разработка рецептур и инновационных технологий рыбо - и мясорас-

тительных консервов для людей с малоподвижным образом жизни... 81

3.6 Исследование функционально-технологических свойств (ФТС)

комбинированных мясных систем с применением зостерина............ 94

3.7 Исследование пищевой, биологической ценности и безопасности

рыбо - и мясорастительных консервов для питания людей с малоподвиж-

ным образом жизни............................................................. 99

3.8 Осуществить опытно-промышленную апробацию технологии произ-

водства рыбо и мясорастительных консервов и разработать проект техни- 10

ческой документации......................................................... 2

4 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ МЯСО- И РЫБОРАСТИТЕЛЬНЫХ КОНСЕРВОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ, ВЕДУЩИХ МАЛОПОДВИЖНЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ........ 105

4.1 Технологические аспекты промышленного производства консервиро-

ванных продуктов для людей, ведущих малоподвижный образ жизни... 106

4.2 Разработка режимов стерилизации новых видов консервов............ 110

4.3 Расчет экономического эффекта от использования разработанных 11

технологий рыбо - и мясорастительных консервов..................... 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................... 119

ВЫВОДЫ.............................................................................. 120

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................... 124

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА......................... 132

ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................................... 135

ВВЕДЕНИЕ

В промышленно развитом обществе от 15 до 20 % людей в силу определенных обстоятельств вынуждены вести малоподвижный образ жизни. Это - водители транспорта дальнего следования, работники бухгалтерии, программисты, операторы различных служб, работники банков, торговых центров, учителя, врачи, инвалиды, раненые и травмированные люди и др. Большинство людей, которые ведут малоподвижный образ жизни, страдают нарушениями обмена веществ, имеют избыточный вес и склонны к различным заболеваниям.

Возможным решением проблемы нарушенного пищевого статуса этих категорий людей является использование в рационах питания функциональных пищевых продуктов, содержащих недостающие вещества, в числе которых достойное место должны занять рыбо- и мясорастительные продукты.

Трудами многих ученых - Абрамовой JI.C., Антиповой JI.B., Донченко JI.B., Дунченко Н.И., Жаринова А.И., Липатова H.H., Лисицына А.Б., Новиковой М.В., Позняковского В.М., Сафроновой Т.М., Слуцкой Т.П., Токаева Э.С., Ту-тельяна В.А., Храмцова А.Г., Шипулина В.И., Юдиной С.Б., Adashi S., Mizutaki J., Petuelu F., Sultan А. и других, доказана целесообразность производства комбинированных продуктов функционального назначения.

Однако выпускаемые в настоящее время рыбо- и мясорастительные продукты, как правило, не имеют целевой направленности, а применяемые традиционные способы тепловой стерилизации сырья и полуфабрикатов существенно снижают пищевую, биологическую и энергетическую ценность готовой продукции.

Цель исследований заключалась в разработке инновационных технологий консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни. Для реализации поставленной цели сформулированы задачи по анализу сложившейся системы питания людей с малоподвижным образом жизни; формулировки основных требований к разработке микробиологически безопасных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни; проведения оценки химического состава выращенного на Кубани овощного, мясного и рыбного сы-

рья для создания на их основе специализированных продуктов питания; обосновании состава композиции из пищевого и лекарственного растительного сырья для получения антиоксидантного комплекса в форме С02-экстракта, разработать технологию его выделения; совершенствовании технологии получения зостери-на; разработать рекомендации по его применению в технологии продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни; обосновании возможности применения холодной аргоновой плазмы для стерилизации рыбо- и мясораститель-ных композиционных смесей; разработке рецептур и инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов для питания людей с малоподвижным образом жизни; исследовании пищевой и биологической ценности рыбо- и мясорастительных консервов; опытно-промышленной апробации разработанных инновационных технологий рыбо- и мясорастительных консервов.

К научной новизне работы относится формулировка подходов и систематизация основных требований к конструированию консервированных продуктов питания для людей с малоподвижным образом жизни.

В диссертации обоснованы условия получения антиоксидантного комплекса в форме СОг-экстракта из смеси пищевого и лекарственного растительного сырья, исследованы его состав и свойства.

Исследована кинетика снижения микробной обсемененности рыбо- и мясорастительных композиций при воздействии на них холодной аргоновой плазмы. Полученные результаты явились обоснованием возможности применения холодной аргоновой плазмы для щадящей тепловой обработки пищевого сырья.

Новизна научных и технических решений, представленных в работе, подтверждена 6 охранными документами на изобретения, полезную модель и программу ЭВМ.

К практической значимости диссертации относится разработка инновационных технологий и оригинальных рецептур биологически безопасных консервированных продуктов питания с заданными показателями качества для людей с малоактивным образом жизни.

Предложен новый способ стерилизации при производстве рыбо- и мясорас-тительных консервов, включающий обработку модельной смеси в среде холодной аргоновой плазмы. Определены режимные параметры применения холодной аргоновой плазмы для обеспечения стабильности термолабильных веществ пищевого сырья при стерилизации и обеспечения барьерного эффекта для обеспечения микробиологической безопасности рыбо- и мясорастительных продуктов питания для людей с малоактивным образом жизни.

Выявлен синергизм в проявлении антиоксидантных свойств СО2-экстрактивного комплекса, полученного из смеси семян амаранта, тмина черного, расторопши, тыквы, плодов перца розового, листьев инжира, таволги вязоли-стной и пророщенного овса.

Усовершенствована технология выделения зостерина из азовской морской травы зостеры, в которой взамен традиционного способа гидролиза пектина неорганическими кислотами использован новый способ гидролиза с помощью угольной кислоты.

В работе применены современные стандартные физические, химические, микробиологические и органолептические методы исследования сырья, полуфабрикатов и готовых консервированных изделий, а также модифицированные и усовершенствованные методики.

Аминокислотный состав объектов исследования определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105 М». Реологические показатели - на структурометре СТ-2. Математическую обработку результатов экспериментальных исследований вели в приложениях Statistic v.6.0, MathCAD 14.

Для генерации холодной аргоновой плазмы использовали модернизированную СВЧ-установку Samsung СЕ-103 VR. Для исследования характеристик холодной аргоновой плазмы использовали метод эмиссионной спектроскопии Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН.

На защите предлагается обсудить: формулировку основных требований к разработке биологически не опасных продуктов питания для людей с малоактивным образом жизни на основании данных медико-биологических исследований и

анализа анкетированных данных Интернет-опроса. Оценить химический состав выращенного на Кубани овощного, рыбного и мясного сырья. Обосновать состав композиции из смеси пищевого, вторичного и лекарственного сырья для извлечения из них антиоксидантного СОг-комплекса. Усовершенствовать технологию получения зостерина из азовской морской травы зостеры. Сформулировать теоретические аспекты стерилизации рыбо- и мясорастительных продуктов в среде холодной аргоновой плазмы. Обосновать рецептуры новых консервированных продуктов, рекомендованных для людей с малоподвижным образом жизни. Разработать технологии производства и применения биоразлагаемого упаковочного материала для фасования пищевых продуктов. Исследовать пищевую безопасность разработанных рыбо- и мясорастительных консервированных продуктов для питания людей с малоподвижным образом жизни.

Достоверность научных результатов, изложенных в диссертации, подтверждается экспериментальными исследованиями, выполненными с применением современных апробированных методик и подтвержденным положительным эффектом производственной проверки технологических разработок. Обоснованность полученных результатов обусловлена корректным использованием математического аппарата.

Основное содержание и выводы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на 6 международных научно-практических конференциях. По тематике диссертационной работы соискателем опубликовано опубликовано 20 научных работ, в том числе монография, 4 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено 4 патента РФ на изобретения, патент на полезную модель и свидетельство на программу для ЭВМ. Автореферат диссертации полностью отражает основное содержание диссертационной работы.

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮДЕЙ С МАЛОАКТИВНЫМ ОБРАЗОМ ЖИЗНИ

В индустриально развитых странах значительная часть населения вынуждена в силу различных обстоятельств принять малоподвижный образ жизни. Известно, что до 20% населения Европы и США работают в сменном режиме (с ночными сменами), что приводит к снижению физической активности из-за сбоев времени сна и бодрствования. В связи с нарушениями режима и качества питания у людей возникают проблемы с весом и риском развития диабета второго типа [9,46].

По данным специалистов Санкт-Петербургского Института биорегуляции и геронтологии РАМН в России ежегодно увеличивается число людей с малоактивным образом жизни. К ним относится большинство сотрудников НИИ, раненые, больные и травмированные люди [82].

По данным специалистов НИИ питания РАМН (Батурина А.К., Строковой Т.В., Ханферяна P.A. и других), это является следствием дисбаланса метаболизма, недостаточного функционирования эндокринной системы, нарушения кислотно-основного и ионного равновесия в организме[6,67,68,86]. Обобщенный анализ стиля питания людей с малоподвижным образом жизни показал повышенную калорийность рационов, избыток углеводов и жиров с высоким содержанием насыщенных жирных кислот и недостаток витаминов группы В и С, незаменимых амино - и жирных кислот, эссенциальных микроэлементов и пищевых волокон.

Снизить остроту этих проблем можно путем изменения системы питания и переходом на сбалансированные по составу рыбо - и мясорастительные продукты функционального назначения, обогащенные антиоксидантным СОг-комплексом из пищевых и лекарственных растений, выращиваемых или заготавливаемых в Краснодарском крае.

Анализ доступной патентно-информационной литературы позволил сформулировать ряд задач для оценки особенностей производства продуктов питания людей, ведущих малоподвижный образ жизни.

Главной проблемой является сбор объективной информации о потребности организма людей с малоподвижным образом жизни в основных пищевых и биологически активных веществах. Важно также определить возможность конструирования рецептур продуктов для данной категории населения с использованием рыбного и растительного сырья. Притом такие рецептуры должны содержать компоненты, компенсирующие дефицит БАВ в организме людей с малоподвижным образом жизни.

1.1 Современные тенденции и перспективы консервирования пищевых продуктов

В основе современных представлений о здоровом питании лежит концепция оптимального питания, разработанная академиком РАМН В.А. Тутельяном, в которой предусматривается обязательность полного обеспечения потребностей организма не только в эссенциальных макро - и микронутриентах, но и в минорных биологически активных компонентах пищи.

В последние годы учеными многих стран разрабатываются новые методики производства продуктов здорового питания [10,24,59,63]. Современные тенденции производства консервированных продуктов базируются на комплексном использовании сырья животного и растительного происхождения [14,48,69]. Особое внимание обращено на создание специализированных продуктов питания [11,21,46,51,84]. Выпуск консервированных продуктов питания во многом зависит от состояния сырьевой базы. По прогнозу международного агентства «Statistics Group», в 2011 г. Россия могла обеспечить население сельскохозяйственным сырьем примерно на 40-50 % [80]. Известно, что более 70 % российской территории относится к зоне рискованного земледелия. По сравнению с советским временем количество скота уменьшилось (в млн. голов): овец и коз - с 67 до 9,7; свиней с 33,2 до 8,5; коров с 20,6 до 12. До 70% потребности России в продовольствии покрываются за счёт импортных поставок.

В 2011 и 2012 гг. в стране предпринимаются действия к ослаблению зависимости от импортных поставок мяса и рыбы. По сведениям Федеральной службы государственной статистики, Россия может полностью обеспечить себя картофелем собственного производства. По овощам уровень самообеспеченности составляет в среднем 84,4%. Недостаток собственного производства восполняется за счет импорта [101].

В Краснодарском крае с помощью передовых технологий достигнуты феноменальные показатели в растениеводстве: 85% от общероссийского производства риса, более 60% винограда, около 40% кукурузы на зерно, 30% сахарной свеклы и свыше 10% зерна. По данным Федеральной службы государственной статистики, картофеля в 2011 г. убрано около 32,6 млн. т., что было вполне достаточно для удовлетворения потребностей внутреннего рынка, а валовой сбор овощей в хозяйствах всех категорий превышал 14 млн. т. Данные по валовому сбору овощей и картофеля показаны на рисунке 1.1.

35 30 25 20 15 10 5 О

Рисунок 1.1 -�