автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка рецептур и совершенствование технологии желейных конфет функционального назначения

На правах рукописи 005и»«и«''

ЛЕОНОВ Дмитрий Валерьевич

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЖЕЛЕЙНЫХ КОНФЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ФЕВ т

Тамбов 2012

005010600

Работа выполнена на кафедре «Технологии продовольственных продуктов» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Дворецкий Станислав Иванович (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Магомедов Газибег Омарович (ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»), кандидат технических наук Мирошникова Татьяна Николаевна (ООО КРЦ «ЭФКО-Каскад» г. Алексеевка Белгородская обл.)

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Мичуринский

государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится 21 февраля 2012 г. в 13.30 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, п-т Революции, д. 19, ауд. 035.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу: 394036, г. Воронеж, п-т Революции, д. 19, ауд. 035.

С диссертацией автореферата можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий».

Автореферат диссертации размещен в сети Интернет на официальном сайте Министерства образования и науки РФ referat_vak@mon.gov.ru и на сайте ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» http:// www.vsuet.ru 19 января 2012 г.

Автореферат разослан 20 января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.В. Голубева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Продукты функционального питания получают, как правило, путем внесения добавок в традиционные изделия, в том числе кондитерские, основным недостатком которых является несбалансированность по микронутриентному составу на фоне высокой энергетической ценности. В настоящее время для создания функциональных продуктов перспективным является применение добавок на основе местных лекарственных растений, широко распространенных в регионе. Большой вклад в разработку научных основ производства кондитерских изделий с использованием функциональных ингредиентов внесли Л.М. Аксенова, Л.В. Донченко, Г.О. Магомедов, З.Г. Скобельская, С.Я. Корячкина, Л.П. Пащенко, Т.В. Савенкова, М.А. Талейсник, А.Е. Туманова, Б.А. Фалькович и др.

Среди обширного ассортимента кондитерских изделий желейные конфеты обладают рядом преимуществ (студнеобразная консистенция, пониженная энергетическая ценность, стабильность потребительских характеристик), позволяющих рекомендовать их в качестве базовых объектов для разработки функциональных продуктов с использованием добавок из крапивы двудомной и аскорбиновой кислоты.

Актуальность работы подтверждается ее выполнением в рамках программы Администрации Тамбовской области и Управления образования и науки «Гранты для проведения прикладных исследований молодых учёных 2010 года» (номер проекта 09-21/02-МУ).

Цели и задачи исследования. Целью работы является расширение ассортимента функциональных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности, обогащенных антиоксидантами и биогенными элементами.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- обосновать выбор функциональных ингредиентов для создания желейных конфет, обладающих С-витаминной активностью;

- исследовать влияние рецептурных ингредиентов и режимных параметров на физико-химические свойства желейных полуфабрикатов;

- разработать математическую модель для определения оптимального соотношения рецептурных ингредиентов, обеспечивающих заданные структурно-механические характеристики корпусов конфет;

- разработать рецептуры и технологию производства желейных конфет функционального назначения, обеспечивающих удовлетворение

30...40% суточной потребности организма в витамине С;

- исследовать влияние функциональных ингредиентов, защитных покрытий и методов упаковки на качественные показатели конфет при хранении;

- разработать проект технической документации на производство желейных конфет функционального назначения, провести техникоэкономическое обоснование внедрения предлагаемых технических решений.

Научная новизна. Научно обоснован выбор ингредиентов для создания желейных конфет функционального назначения: пектин марки итресйп РО ББ; концентрированный водный экстракт листьев крапивы двудомной и аскорбиновая кислота.

Изучено влияние рецептурных ингредиентов и режимных параметров на реологические свойства желейных полуфабрикатов. Подтверждена способность концентрированного водного экстракта крапивы увеличивать молекулярную массу пектина.

Установлено рецептурное соотношение пектина, лимонной кислоты и экстракта крапивы (% масс.): 1,98 : 1,72 : 4,43, позволяющее получать желейные студни заданной прочности - 40 кПа.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено проявление синергизма при взаимодействии пектина, экстракта крапивы и аскорбиновой кислоты в составе желейных конфет, обеспечивающего сохранность биологически активных веществ (БАВ) при хранении.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2409215 «Способ производства желейных конфет с фитодобавками».

Практическая значимость. Разработаны рецептуры и технология производства желейных конфет на пектине, обогащенных экстрактом крапивы и аскорбиновой кислотой; сокращена продолжительность производственного цикла и потери БАВ.

Обоснован способ упаковки конфет по технологии «флоу пак» в металлизированную пленку из ориентированного полипропилена, позволяющий повысить стабильность их качества при хранении.

Разработаны проекты технической документации на желейные конфеты «Цветик-семицветик крапива» (ТУ, ТИ, РЦ).

Результаты исследований внедрены на ОАО «Кондитерская фирма ТАКФ», ожидаемый экономический эффект от реализации 1 т глазированных конфет составит 13 939 р., неглазированных - 13 056 р.

Материалы диссертации используются в образовательном процессе для студентов, обучающихся по специальности 240902 «Пищевая биотехнология» и бакалавров - по направлению 260100 «Продукты питания из растительного сырья».

Научные положения, выносимые на защиту:

- научно обоснованные рецептуры желейных конфет функционального назначения, базирующиеся на комплексном использовании обогатителей из лекарственного растительного сырья и витамина С;

- научно обоснованные технологические решения по созданию желейных конфет функционального назначения на пектине, позволяющие, сократить потери БАВ и продолжительность производственного цикла;

- результаты экспериментальных исследований влияния рецептурных ингредиентов и режимных параметров на реологические свойства желейных полуфабрикатов и качество готовых изделий.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 4, 6 и 11 паспорта специальности 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 14 Международных и Всероссийских научных конференциях.

Публикации результатов работы. По материалам исследований опубликовано 26 научных работ, в том числе 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено 2 патента РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных глав, выводов, списка используемых источников из 149 наименований и 11 приложений. Работа изложена на 199 страницах и содержит 20 таблиц, 45 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована цель работы, обоснована актуальность, аргументирована научная новизна и практическая значимость, приведена аннотация основных результатов работы.

Глава i. Аналитический обзор современного состояния технологии кондитерских изделий функционального назначения. Обоснован выбор желейных конфет в качестве основы, а полуфабрикатов крапивы двудомной и аскорбиновой кислоты в качестве физиологически-функциональных пищевых ингредиентов для расширения ассортимента кондитерских изделий функционального назначения. Определены задачи диссертационного исследования.

Глава II. Объекты и методы исследования. Экспериментальные исследования проводили в условиях научно-исследовательской лаборатории кафедры «Технологии продовольственных продуктов» ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», производственной лаборатории ОАО «Кондитерская фирма «ТАКФ», и ИЛЦ «Биотест» ГОУ ВПО МГУПБ. Схема исследований представлена на рис. 1.

Основными объектами исследований служили: желейные полуфабрикаты и конфеты на основе: сахара-песка (ГОСТ 21), патоки крахмальной (ГОСТ Р 52060), кислоты лимонной (ГОСТ 908-2004), цитрата натрия (ГОСТ 31227-2004), пектинов Unipectin PG DS, Classic CS 401, АРС 105, порошков и 70%-ного спиртового экстракта (далее - спиртового экстракта) из высушенного лекарственного технического сырья крапивы двудомной

Анализ и систематизация информационных источников по теме исследования

Выбор и обоснование использования ингредиентов для создания желейных конфет функционального назначения

Исследование влияния рецептурных ингредиентов и режимных параметров __________________на комплекс свойств полуфабрикатов________________

Оценка физико-химических и органолептических свойств желейных масс и студней

Исследование процесса студнеобразования желейных масс

Разработка математических моделей для определения оптимального соотношения рецептурных ингредиентов

Разработка рецептур и технологии желейных конфет функционального назначения, расчет пищевой и энергетической ценности, оценка качественных показателей

Оценка физико-химических, микробиологических и органолептических показателей конфет

Исследование влияния функциональных ингредиентов, защитных покрытий и методов упаковки на качество конфет при хранении

Разработка проекта технической документации

Технико-экономическое обоснование

Рис. 1. Схема исследований

(ГОСТ 12529-67), концентрированного водного экстракта (далее - водного экстракта) листьев крапивы двудомной (ТУ 9169-037-20680882-03,

ООО «Биолит», г. Томск), кислоты аскорбиновой, разрешенной к применению Минздравом РФ.

При выполнении диссертационного исследования применяли общепринятые и специальные аналитические, физико-химические, микробиологические и органолептические методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики с использованием пакетов прикладных программ: Texture PRO СТ, HAAKE RheoWin 3, MS Office 2003(Exel), MathLab 7.1.

Глава Ш. Экспериментальное исследование влияния рецептурных ингредиентов и режимных параметров на физико-химические свойства желейных полуфабрикатов. Основной реологической характеристикой желейных масс является вязкость, студней (корпусов конфет) — пластическая прочность (предел прочности), зависящие от рецептурного состава и режимных параметров.

Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что реологические кривые желейных масс описываются уравнениями Бингама. Вязкость масс интенсивно снижается при увеличении скорости де-

формации до 30...35 с-1, после чего остается практически постоянной, что соответствует предельной степени разрушения структуры.

При фиксированной концентрации пектина вязкость масс увеличивается в направлении: Unipectin PG DS < Classic CS 401< АРС 105, что связано с величиной молекулярной массы и заряда пектиновых молекул. Это подтверждается результатами экспериментальных исследований вязкости 2%-ных пектиновых растворов (Classic CS 401 - 80мПа-с; Unipectin PG DS — 77,6мПа-с; АРС 105 - 68мПа с) и известной степенью этерификации пектинов (63,0, 62,5 и 59,3 соответственно). С ростом концентрации студнеобра-зователя на 0,5%, вязкость желейных масс возрастает в среднем на 35%.

Упрочнение структуры масс на основе Unipectin PG DS начинается при охлаждении до 85 °С, прочность межмолекулярных контактов возрастает при дальнейшем охлаждении (рис. 2).

Температурные зависимости вязкости масс на основе других пектинов имеют аналогичный характер, однако студнеобразование начинается при более высоких температурах.

Предельное напряжение сдвига желейных масс возрастает при их охлаждении. В интервале температур 85...90 °С наблюдается обратная зависимость, что свидетельствует об изменении структуры массы - отдельные макромолекулы пектина переориентируются в пространстве, происходит построение пространственного каркаса студня, что подтверждается дальнейшим возрастанием предельного напряжения сдвига в интервале 75...80 °С и нарушением сплошности масс при 70...75 °С.

На основе полученных данных определены температуры начала процессов студнеобразования и предельные температуры формования желейных масс (табл. 1).

Рис. 2. Кривые течения желейной массы с 1,5% содержания Unipectin PG DS

U

N

1.01 80 °С

П = Пш1 +Vy'

14

Ч = П-л + то/7

■75 °С

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Скорость сдвига, с'1

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Скорость сдвига, с-1

1. Температуры начала студнеобразования и садки масс

Марка пектина ипіресйп РСі Б5 СІазБІс СБ 401 АРС 105

Температура начала 85 90 90

процесса студнеобразо-

вания, °С

Температура садки, °С 75...80 ОО О ОО и» 1Л ОС © ОО

Экспериментальные данные изменения пластической прочности и температуры корпусов конфет с 2%-ным содержанием пектинов в процессе выстойки (рис. 3, 4) свидетельствуют, что продолжительность процесса студнеобразования желейных масс составляет 50...60 мин (до достижения температуры внутри корпусов конфет 36.. .38 °С).

Установлено, что увеличение концентрации пектина в интервале

1...2% не оказывает влияния на продолжительность процесса студнеобразования, а пластическая прочность студней возрастает в среднем на 35 кПа. На основе полученных данных установлено, что продолжительность процесса выстойки резко возрастает при повышении температуры воздуха выше 18,5 °С. Обобщая полученные данные, можно сделать вывод, что в рецептурных композициях желейных конфет из рассмотренных марок пектина целесообразно использовать ишресйп РО ББ, так как желейные массы на его основе имеют наименьшую вязкость и температуру садки, что способствует снижению энергозатрат в процессах перемешивания, транспортирования, отливки.

Продолжительность выстойки, мин

Рис. 3. Изменение прочности желейных студней во времени при температуре 25 °С:

1 - АРС 105; 2 -СБ 401;

3 - ишресИп Рв ОЭ

4- т=4Е-0&5+1Е-0*х4-ЛСЮ1Лс5+0ДОУ1хМ.41*1х+$У.Л1 3 • у=.1&ГА5+ 4Е-0'Х* • -ШГч+

2-У = .іЕ-0?Х5+ІЕ-0?х4-<ІШх5+0..і58оХі-4.59:;х+ї9.?У> Ьу = ЛЕ-^+іЕ^-й№і\Но.ІЙ-х1-4.і>0»ч+»!;:$

(> Ю 21» № 40 5Й ('II "I) М

Продолжительность выстойки, мин

Рис. 4. Изменение температуры корпусов конфет при различных режимах выстойки, °С:

У-25; 2-22,5; 3-18,5; 4-8

Исследования влияния функциональных ингредиентов на реологические свойства желейных масс показали, что аскорбиновая кислота (до 0,2% к общей желейной массе) не оказывает заметного влияния, а добавки крапивы способствуют повышению вязкости масс.

При использовании порошков это связано с появлением в массе дисперсных частиц. При этом размер частиц порошков и способ внесения порошков оказывают существенное влияние на степень увеличения вязкости (рис. 5).

Рис. 5. Кривые вязкости желейной массы (90 °С):

1 - контроль; 2 - 0,5% водного экстракта; 3-1% спиртового экстракта; 4 - 0,5% порошка 0,14...0,2мм; 5, 6-0,5% гидратированного порошка

0,14...0,2мм и 0,2...0,25мм соответственно

Повышение вязкости в случае использования экстрактов определяется природой экстрагента, концентрацией и составом экстрактивных веществ. Исследованиями химического состава водного экстракта установлено, что он значительно превосходит рассмотренные полуфабрикаты (порошки и спиртовой экстракт) по содержанию витамина С (на 98%), биофлавоноидов (на 65%), и содержит в высоких концентрациях макро- и микроэлементы, недостаток которых в питании россиян отмечен наиболее остро: К - 10,9%, Са - 2,3%, - 0,74%, Р - 0,18%, Бе - 1,76 мг/100г.

Дальнейшие исследования вязкости пектиновых растворов с добавками крапивы позволили установить, что повышение вязкости при использовании спиртового экстракта объясняется дегидратирующей способностью этанола по отношению к пектиновым молекулам, водного -возрастанием молекулярной массы пектина за счет сшивания пектиновых макромолекул ионами поливалентных металлов (Са, 1У^, Бе). При этом снижение pH среды, ускоряющее данный процесс, обеспечивается переходом в раствор органических кислот, содержащихся в экстракте.

Анализ зависимостей изменения пластической прочности корпусов конфет с добавками крапивы в процессе выстойки при 25 °С, показывает,

•в*

Скорость сдвига, с’1

что использование порошков и водного экстракта приводит к снижению пластической прочности студней на 22% и 40% соответственно, а спиртового экстракта не оказывает заметного влияния (рис. 6).

Рис. 6. Изменение пластической прочности корпусов конфет в процессе выстойки:

1 - с 1% спиртового экстракта;

2 - без добавок; 3-с 0,5% гидратированного порошка

0,14... 0,2 мм; 4 - с 0,5 % водного экстракта

Исследование влияния добавок на адгезионные свойства желейного студня показало, что внесение добавок крапивы в количестве 0,5% приводит к снижению адгезионного давления желейного студня к нержавеющей стали на 26...66%. При этом наибольшее влияние оказывают порошки крапивы, наименьшее - водный экстракт.

Исследованиями органолептических характеристик конфет установлена возможность применения добавок крапивы как вкусоароматических и красящих веществ.

Результаты экспериментальных исследований изменения массовой доли влаги желейных конфет в процессе хранения (рис. 7, а) позволяют сделать вывод, что по истечении 90 суток влажность глазированных образцов, упакованных методом двусторонней перекрутки, снижается на 38,2%, неглазированных - на 45,3%. Образцы конфет, упакованные по технологии «флоу пак», высыхают значительно медленнее, потеря влаги неглазированных образцов - 13,9%.

В конфетах с добавлением спиртового экстракта по истечении 135 суток массовая доля влаги снижается на 16,75%, гидратированного порошка на 20,9%, водного экстракта на 26,7% (рис. 7, б). Установленный характер влияния добавок можно объяснить, с одной стороны, их различной влагоудерживающей способностью, с другой стороны, различным влиянием на структурно-механические свойства студня. При этом пластическая прочность корпусов с добавками крапивы в процессе хранения возрастает на 2,6...14,1%, а в образцах без добавок на 9,9...41,1%.

Продолжительность выстойки, мин

10

О 10 10 .10 40 50 60 70 80 90

14

411 Ы» *0 1011 1211 1411

Продолжительность хранения, сут

а)

Рис. 7. Изменение массовой доли влаги образцов упакованных методом перекрутки (а) и по технологии «флоу пак» (б):

1 - без добавок, глазированные; 2 - без добавок, неглазированные;

3-1% спиртового экстракта; 4 - 0,5% порошка;

5 - 0,5% концентрированного экстракта

Таким образом, анализ экспериментальных данных, а также ряд технологических преимуществ (использование нейтрального экстрагента -воды, отсутствие консервантов, длительный срок хранения - 3 года), позволил рекомендовать водный экстракт в качестве функционального ингредиента для производства желейных конфет.

Глава IV. Разработка рецептур и технологии желейных конфет функционального назначения. В связи с отсутствием данных, регламентирующих структурно-механические свойства корпусов желейных конфет в нормативно-технической документации, по результатам экспериментальных и теоретических исследований для обеспечения желаемой консистенции и достаточной формоудерживающей способности корпусов обосновано значение пластической прочности - 40 кПа.

Для нахождения рецептурного соотношения, позволяющего получить корпуса конфет с требуемыми реологическими характеристиками, и установления соответствующего значения вязкости желейных масс использовали методы регрессионного анализа.

Постановка и проведение экспериментов осуществлялась в соответствии с рототабельным центрально-композиционным планированием. В качестве основных факторов, влияющих на реологические характеристики желейных полуфабрикатов (у1 - вязкость, Па-с; у2 - прочность, кПа), были выбраны: Х\ - количество пектина, г; х2 - количество лимонной кислоты, г; х3 - количество водного экстракта листьев крапивы, г.

В результате обработки экспериментальных данных получены нелинейные уравнения регрессии:

у1 — —14 — 1,55х, +5,44х2 + 0,68х3 +0,4Цх2 -0,17х,х3 +

+ 0,4х,2-0,68х22 - 0,02х32; (1)

У2 =-233,19 + 3,79х] +46,92х2 + 25,32х3 +4,73X5X2 -0,77X5X3 ~

- 0,084х2х3 - 0,55х[2 - 6,4х22 - 1,208х32. ^

Задача определения реологических свойств корпусов желейных конфет формулируется следующим образом: требуется найти значения независимых переменных Х\, х2 и х3, при которых пластическая прочность желейного студня достигает значения 40 кПа. В результате ее решения получено соотношение (%): 1,98 : 1,72 : 4,43. Рассчитанная по уравнению (1) вязкость желейной массы в процессе отливки составит 5,40 Па-с.

С учетом полученного соотношения разработаны рецептуры нового вида желейных конфет, расчет которых проводился с использованием системы автоматизированного расчета рецептур многокомпонентных продуктов питания МиЖаг, разработанной при участии автора на кафедре «Технологии продовольственных продуктов» ФГБОУ ВПО «ТГТУ» (свидетельство о регистрации программ для ЭВМ № 2011616793).

На основе анализа полученных экспериментальных данных с учетом минимизации потерь БАВ в процессе технологической обработки разработана эскизная схема производства желейных конфет, обогащенных концентрированным экстрактом крапивы и аскорбиновой кислотой (рис. 8). Основными преимуществами разработанной технологии являются: сокращение продолжительности производственного цикла, минимизация потерь БАВ и получение конфет со стабильными, заранее заданными свойствами.

Анализ физико-химических и микробиологических показателей конфет в момент изготовления и по истечению четырех месяцев хранения показал их соответствие требованиям ГОСТ 4570-93 и СанПиН 2.3.2.1078-01.

Аналитические исследования содержания витамина С показали, что потери на момент изготовления составляют 15,0%, а по истечении четырех месяцев хранения для глазированных - 4,5%, неглазированных -6,3%. В образцах конфет, обогащенных только аскорбиновой кислотой, потери витамина составили 27,3%.

Органолептическая оценка образцов показала, что по истечении четырех месяцев, вкус и запах конфет незначительно ослабли, сохранив гармоничность и целостность. Структура корпусов конфет однородная. Консистенция равномерная, упругая, синерезиса не отмечено. Неглазиро-ванные образцы покрылись тонкой сахарной корочкой.

С учетом установленных и известных норм потерь БАВ, в процессе технологической обработки и хранения рассчитаны пищевая и энергетическая ценность желейных конфет функционального назначения (табл. 2).

Желейные конфеты

Рис. 8. Эскизная схема производства желейных конфет

2. Пищевая и энергетическая ценность конфет

Наименование показателя Пищевая ценность (г/1 ООг продукта)

неглазированные глазированные

Энергетическая ценность на 100г конфет, ккал (кДж) 304(1267) 352(1467)

Белки - 1,15

Жиры 0,04 7,55

Углеводы 70,04 70,26

Содержание БАВ в расчете на ЮОккал (удовлетворение нормы физиологической потребности, %)

Флавоноиды, в пересчете на рутин, мг 0,18(0,072) 0,12 (0,048)

Пектиновые вещества, мг 634,0 (3,17) 420,0 (2,1)

Содержание хлорофилла, мг 24,0 (-) 16,27 (-)

Содержание витамина С, мг 36,0 (40,0) 28,77(31,97)

Содержание К, мг 136,0(5,44) 108,0 (4,32)

Содержание Са, мг 29,0 (2,90) 19,0 (1,90)

Содержание М”, мг 9,0 (2,25) 5,60(1,40)

Содержание Ре, мг 0,02 (0,2) 0,02 (0,2)

Содержание Р, мг 2,25 (0,28) 1,68 (0,21)

На основе комплекса проведенных исследований разработан проект технической документации: ТУ 9124-001-02069289-2011 «Конфеты с желейными корпусами, обогащенные экстрактом крапивы и аскорбиновой кислотой», ТИ, РЦ. Результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «Кондитерская фирма «ТАКФ» (Тамбов).

Проведен экономический расчет эффективности внедрения предложенных технологических решений, по результатам которого установлено, что прибыль от реализации 1 т глазированных конфет составит 13 939 р., неглазированных - 13 056 р.

Выводы

1. Научно обоснован выбор цитрусового высокоэтерифицированно-

го пектина, полуфабрикатов крапивы двудомной и аскорбиновой кислоты для создания новых видов желейных конфет функционального назначения с выраженной С-витаминной активностью. Впервые исследован химический состав концентрированного водного экстракта листьев крапивы и установлено высокое содержание БАВ: витамин С - 148 мг/100 г; флаво-ноиды - 13 мг/100 г; К - 10,9%; Са - 2,33%; - 0,74%; Р - 0,18%; Бе -

1,76 мг/100 г.

2. Установлено, что внесение 0,5% полуфабрикатов крапивы приводит к возрастанию вязкости желейных масс на 100...400% и снижению пластической прочности студней до 44% в зависимости от формы добавки. С учетом влияния на органолептические свойства желейных полуфабрикатов установлены рекомендуемые нормы внесения: порошков до 1%, экстрактов до 5%, аскорбиновой кислоты до 0,2%. Определены предельные температуры формования желейных масс (75...85 °С) и завершения процесса студнеобразования (36...38 °С).

3. Построены нелинейные регрессионные уравнения, описывающие влияние концентрации пектина, лимонной кислоты и экстракта крапивы на вязкость желейной массы и пластическую прочность студней. Установлено оптимальное рецептурное соотношение исследуемых ингредиентов (% масс.): 1,98 : 1,72 : 4,43, позволяющее получать желейные студни заданной прочности - 40 кПа.

4. Разработаны рецептуры и технология производства желейных конфет, обогащенных концентрированным водным экстрактом листьев крапивы двудомной и аскорбиновой кислотой, позволяющие получать конфеты с заранее заданными качественными характеристиками, отказаться от использования синтетических вкусоароматических и красящих веществ, сократить потери БАВ и длительность производственного цикла.

5. Подтверждено проявление синергизма действия пектина, экстракта крапивы и аскорбиновой кислоты, заключающееся в обеспечении высокой сохранности БАВ в процессе хранения. По результатам сравнительных испытаний установлена целесообразность упаковки конфет по 12

технологии «флоу пак» в металлизированную пленку из ориентированного полипропилена, позволяющей повысить стабильность качественных и потребительских характеристик конфет в процессе хранения.

6. Разработан проект технической документации (ТУ9124-001-02069289-2011, ТИ, РЦ) на желейные конфеты «Цветик-семицветик крапива». Результаты диссертационного исследования внедрены на ОАО «Кондитерская фирма «ТАКФ», прибыль от реализации 1 т глазированных конфет составит 13 939 р., неглазированных - 13 056 р.

Основное содержание диссертации представлено в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Леонов, Д.В. Разработка технологии желейных конфет функционального назначения / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова // Вопросы современной науки и практики. Университет им В.И. Вернадского. - Тамбов, 2010. - № 4 - 6(29). 0,7 печ. л. (авт. объем 0,35 печ. л.).

2. Леонов, Д.В. Системный подход к разработке кондитерских изделий функционального назначения / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова, С.И. Дворецкий // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - Тамбов, 2011. - Т. 17, № 4. 1,14 печ. л. (авт. объем 0,38 печ. л.).

3. Леонов, Д.В. Использование результатов реологических исследований при разработке новых видов желейных конфет / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова // Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2011. - № 4(322). 0,46 печ. л. (авт. объем 0,23 печ. л.).

4. Леонов, Д.В. Вопросы обеспечения стабильности качественных характеристик конфет в процессе хранения / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета, 2011. - № 2, Ч. 2. 0,70 печ. л. (авт. объем 0,35 печ. л.).

5. Леонов, Д.В. Исследование изменения качественных характери-

стик желейных конфет в процессе хранения / Д.В. Леонов // Научный журнал КубГАУ, 2011. - № 73(09). Шифр Информрегистра:

0421100012\0361. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/09/pdfl0.pdf. 0,56 печ. л.

6. Донских, Н.В. Разработка автоматизированной информационной системы для расчета и оптимизации рецептур / Н.В. Донских, Е.И. Муратова, С.Г. Толстых, Д.В. Леонов // Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2011.-№ 2-3 (320-321). 0,23 печ. л. (авт. объем 0,06 печ. л.).

7. Муратова, Е.И. Определение температурных режимов при производстве новых видов конфет / Е.И. Муратова, П.М. Смолихина, Д.В. Леонов // Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2008, -Т. 14, № 3. 0,27 печ. л. (авт. объем 0,10 печ. л.).

8. Леонов, Д.В. Моделирование и оптимизация реологических свойств желейных полуфабрикатов / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова, С.И. Дворецкий // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - Тамбов, 2011. - № 3. 0,53 печ. л. (авт. объем 0,20 печ. л.).

Статьи и материалы конференций:

9. Дворецкий, С.И. Исследование кинетики студнеобразования желейных масс с фитодобавками на основе пектина / С.И. Дворецкий, Е.И. Муратова, Д.В. Леонов // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания : сб. материалов IV Междунар. научн.-практ. конф. - Челябинск : ЮУрГУ, 2010. 0,29 печ. л. (авт. объем 0,1 печ. л.).

10. Леонов, Д.В. Разработка рецептур желейных конфет функционального назначения / Д.В. Леонов // Пищевые технологии и биотехнологии: сб. тез. докл. XI Междунар. конф. молодых ученых 2. - Казань : Изд-во «Отечество», 2010. 0,06 печ. л.

11. Леонов, Д.В. Разработка новых видов желейных конфет и оценка их качественных характеристик / Д.В. Леонов, Е.В. Бордак, Ю.В. Каплен-кова // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы III Всерос. науч.- практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с Международным участием 2. -Бийск : Изд-во Алтайского гос. техн. ун-та, 2010. 0,47 печ. л. (авт. объем 0,30 печ. л.).

12. Леонов, Д.В. Обоснование выбора пектина для получения желейных полуфабрикатов и конфет с заданными технологическими и потребительскими характеристиками / Д.В. Леонов II Проблемы техногенной безопасности и устойчивого развития : сб. науч. ст. молодых ученых, аспирантов и студентов. - Тамбов : ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. - Вып. II. 0,25 печ. л.

13. Леонов, Д.В. Влияние видов вносимых фитодобавок на технологические свойства желейных полуфабрикатов / Д.В. Леонов // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы IV Всерос. науч-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с Международным участием. - Бийск : Изд-во Алтайского гос. техн. ун-та, 2011. 0,35 печ. л.

14. Леонов, Д.В. Исследование реологических свойств конфетных масс для обоснования режимов производства новых видов помадных и желейных конфет / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова // Всерос. смотр-конкурс науч.- техн. творчества студ. высших учебных заведений: Эврика - 2008: сб. конкурсных работ. - Новочеркасск : Лик, 2008. 0,23 печ. л. (авт. объем 0,12 печ. л.).

15. Леонов, Д.В. Обоснование новых технологических решений в производстве желейных конфет / Д.В. Леонов, Е.В. Бордак, Ю.В. Каплен-

кова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: Качество. Экономика. Образование: сб. материалов III Всерос. науч.- практ. конф. с международным участием: в 3 т. Т. 3. - Челябинск : ЮУрГУ, 2010. 0,23 печ. л. (авт. объем 0,15 печ. л.).

16. Леонов, Д.В. Получение конфет с комбинированными корпусами: проблемы и пути решения / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова, П.М. Смолихи на // Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (Приоритеты развития): материалы III Междунар. науч.- техн. конф.: в 3 т. Т. 1. - Воронеж : Воронеж, гос. технол. акад., 2009. 0,29 печ. л. (авт. объем 0,10 печ. л.).

17. Муратова, Е.И. Контроль реологических характеристик кондитерских изделий / Е.И. Муратова, Н.В. Донских, Д.В. Леонов // Пищевые технологии и биотехнологии : сб. тез. докл. XI Междунар. конф. молодых ученых 1. - Казань : Изд-во «Отечество», 2010. 0,06 печ. л. (авт. объем 0,03 печ. л.).

18. Леонов, Д.В. Разработка автоматизированной информационной системы расчета рецептур многокомпонентных продуктов питания / Д.В. Леонов, Е.И. Муратова, С.Г. Толстых // Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека: материалы

I Междунар. науч.- практ. конф. - Тамбов : Изд-во Першина Р.В., 2010. 0,29 печ. л. (авт. объем 0,10 печ. л.).

19. Толстых, С.С. Построение математических моделей минимальной сложности по экспериментальным данным / Е.И. Муратова, С.Г. Толстых, Д.В. Леонов // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22 : сб. тр. XXII Междунар. науч. конф.: в 10 т. Т. 9. - Псков : Из-во Псков, гос. политех, ин-та, 2009. 0,17 печ. л. (авт. объем 0,05 печ. л.).

20. Леонов, Д.В. Аппроксимация зависимости структурно-механических свойств конфет от рецептурных и режимных параметров / Д.В. Леонов, Е.В. Бордак // Труды ТГТУ: сб. науч. стат. молодых ученых и студентов. - Тамбов : Из-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. - Вып. 22. 0,23 печ. л. (авт. объем 0,15 печ. л.).

21. К разработке рецептур желейных конфет функционального назначения / Д.В. Леонов, Е.В. Бордак, Ю.В. Капленкова // Молодежь. Наука. Инновации: I Междунар. науч-практ. конф. - Пенза : Рос. гос. ун-т инновационных техн. и предпринимательства, 2010. Режим доступа: Ьйр://г^-penza.ru/mni/content/files/10_l_Bordak, Kaplenkova.pdf. 0,47 печ. л. (авт. объем 0,30 печ. л.).

22. Муратова, Е.И. Математическое моделирование реологических свойств конфетных масс / Е.И. Муратова, С.Г. Толстых, Д.В. Леонов // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-21): сб.тр. XXI Междунар. науч. конф.: в 11 т. Т. 11: Осенняя школа молодых уче-

ных. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2008. 0,17 печ. л. (авт. объем 0,06 печ. л.).

23. Муратова, Е.И. Построение математических моделей по результатам исследования реологических свойств конфетных масс / Е.И. Муратова, С.Г. Толстых, П.М. Смолихина, Д.В. Леонов // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование : сб. тр. XIV науч. конф. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. 0,23 печ. л. (авт. объем 0,08 печ. л.).

24. Леонов, Д.В. Математическое моделирование реологических свойств желейных и помадных конфетных масс / Д.В. Леонов, П.М. Смолихина, Е.В. Бордак // Пищевые технологии и биотехнологии : сб. тез. докл. X Междунар. конф. молодых ученых. - Казань : Изд-во «Отечество», 2009.0,06 печ. л. (авт. объем 0,03 печ. л.).

Изобретения

25. Пат. 2409215 Российская Федерация, 1Ш 2409215 С1 МПК А23Ь 3/00; А23В 7/08. Способ производства желейных конфет с фитодобавками / Муратова Е.И., Леонов Д.В., Смолихина П.М. ; заявитель и патентообладатель Тамб. гос. техн. ун-т. - № 2009128281, заявл. 21.07.09 ; опубл.

20.01.10, Бюл № 2.

26. Пат. 2402915 Российская Федерация, 1Ш 2402915 С1 МПК А23Ь 3/00; А23В 7/08. Способ производства помадных конфет с фитодобавками / Муратова Е.И., Смолихина П.М., Леонов Д.В. ; заявитель и патентообладатель Тамб. гос. техн. ун-т. - № 2009128347; заявл. 21.07.09 ; опубл

10.11.10, Бюл №31.

Подписано в печать 19.01.2012 Формат 60 х 84/16. 0,93 усл.-печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 16

Издательско-полиграфический центр ФГБОУ ВПО «ТГТУ» 392000, Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14

61 12-5/1936

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

Леонов Дмитрий Валерьевич

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЖЕЛЕЙНЫХ КОНФЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и

виноградарства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Дворецкий С.И.

Тамбов-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Список обозначений.......................................................................5

Список аббревиатур и сокращений.......................................................6

Введение......................................................................................7

1. Аналитический обзор современного состояния технологии кондитерских изделий функционального назначения.........................13

1.1. Актуальность разработки кондитерских изделий для функционального питания...............................................................13

1.2. Кондитерские изделия функционального назначения на желейной основе........................................................................................17

1.3. Обоснование использования пектина и оценка его функционально-технологических характеристик..................................31

1.4. Выбор физиологически-функциональных пищевых ингредиентов для обогащения желейных конфет.....................................................53

2. Объекты и методы исследования..................................................65

2.1. Характеристика объектов исследования...............................65

2.2. Методы исследования......................................................69

2.2.1. Методика определения содержания хлорофилла.........70

2.2.2. Методика исследования реологических свойств желейных масс и растворов пектина.........................71

2.2.3. Методика определения пластической прочности корпусов конфет..................................................73

2.2.4. Методика определения адгезионных характеристик.....76

2.2.5. Методика определения пластической прочности и температуры корпусов конфет в процессе выстойки.....77

2.3. Методика оценки органолептических характеристик..............78

2.4. Методика оценки качественных показателей конфет в процессе хранения.....................................................................................81

3. Экспериментальные исследования влияния рецептурных ингредиентов и режимных параметров на физико-химические и органолептические свойства желейных полуфабрикатов....................82

3.1. Исследование реологических свойств желейных масс.............82

3.2. Исследование влияния температуры на реологические свойства желейных масс..............................................................................91

3.3. Исследование изменения реологических свойств желейных студней в процессе выстойки...........................................................95

3.4. Исследование влияния функциональных ингредиентов на органолептические и поверхностные характеристики желейных студней......................................................................................101

3.5. Исследование влияния добавок крапивы, защитных покрытий и способов упаковки на физико-химические показатели корпусов конфет в процессе хранения.......................................................................105

4. Разработка рецептур и технологии желейных конфет функционального назначения........................................................115

4.1. Обоснование необходимого и достаточного значения пластической прочности корпусов желейных конфет............................115

4.2. Определение оптимального соотношения рецептурных ингредиентов, позволяющего получать корпуса конфет заданной прочности...................................................................................117

4.3. Расчет рецептур и пищевой ценности желейных конфет

функционального назначения..........................................................124

4.4. Разработка эскизной технологической схемы процесса производства желейных конфет.......................................................126

4.5. Оценка качественных показателей желейных конфет.............131

Основные выводы и результаты работы...............................137

Список информационных источников..................................139

Приложения......................................................................156

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

т| - эффективная вязкость, Пах;

0 - пластическая прочность, кПа;

- массовая доля влаги, %;

1 - температура, °С;

со - скорость вращения, об/мин. Б - оптическая плотность; V - объем, мл; т - масса, г;

х - напряжение сдвига, Па; То - предельное напряжение сдвига, Па; г|пл - пластическая вязкость, Па-с; у' - скорость деформации, с"1.

СПИСОК АББРЕВИАТУР И СОКРАЩЕНИЙ

ФПП - функциональные продукты питания;

БАВ - биологически активные вещества;

БАД - биологически активные добавки;

СЭ - степень этерификации;

СВ - сухие вещества;

ВМС - высокомолекулярные соединения.

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня в России, как и во всем мире, реализуются национальные программы по оздоровлению населения, неотъемлемой частью которых являются меры по улучшение структуры питания и качества пищевых продуктов. С учетом изменений, произошедших в социальной сфере, физических и эмоциональных нагрузок, стрессовых ситуаций и тревог, характерных для современного общества, человеку требуется рацион с достаточным количеством микронутриентов, что при использовании традиционных продуктов обеспечить невозможно. В связи с этим все большее распространение получают новые виды ФПП, отвечающих физиологическим потребностям конкретных групп населения, обладающих лечебно-терапевтическим и лечебно-профилактическим спектром действия [1].

Сегмент ФПП имеет наибольшую динамику продаж на мировом рынке, ежегодный рост по данным различных источников составляет не менее 10%. По прогнозам ведущих специалистов, рынок ФПП в ближайшие 15-20 лет будет составлять 30% всего продовольственного рынка [2].

Как правило, такие продукты получают путем внесения функциональных добавок в традиционные пищевые продукты, в том числе кондитерские изделия, основным недостатком которых является несбалансированность по микронутриентному составу на фоне высокой энергетической ценности.

В настоящее время одним из наиболее перспективных способов создания ФПП позволяющих комплексно решать задачи по обогащению продуктов питания, является использование фитодобавок - сбалансированного, природного источника витаминов, незаменимых аминокислот, минеральных веществ, пищевых волокон, способных даже в минимальных количествах оказывать стимулирующее и лечебно-профилактическое действие на организм человека. Использование фитодобавок позволяет расширить сырьевую базу кондитерской промышленности за счет использования нетрадиционного сырья и частично или полностью отказаться от использования синтетических вкусоароматических и красящих веществ. Большой вклад в разработку научных

основ производства кондитерских изделий с использованием нетрадиционных источников сырья внесли А.В. Зубченко, Л.М. Аксенова, Г.О. Магомедов, З.Г. Скобельская, С.Я. Корячкина, Л.В. Донченко, Т.В. Савенкова, М.А. Талейсник, А.Е. Туманова, Л.П. Пащенко, И.В. Матвеева, Б.А. Фалькович и др.

В качестве фитодобавок перспективным является использование местных видов растений, имеющих низкую себестоимость и широкую распространенность в регионе. Однако при использовании фитодобавок, в большинстве случаев не удается добиться удовлетворения потребностей организма в БАВ, при употреблении рекомендуемой суточной порции продукта и гарантированного содержания БАВ на этом уровне в течении срока годности на уровне предусмотренном ГОСТ Р 52349-2005. В связи с этим, эффективным приемом является комплексное использование фитодобавок и индивидуально выделенных или синтезированных витаминов, минеральных веществ и их смесей, особое место среди которых занимает аскорбиновая кислота (витамин С), нашедшая широкое применение в пищевой промышленности так же в качестве консерванта, стабилизатора цвета и регулятора кислотности. Дефицит витамина С на территории РФ отмечен у 60-80% обследованных людей, поэтому поиск приемов, позволяющих повысить стабильность аскорбиновой кислоты в процессах производства и хранения пищевых продуктов, является важной технологической проблемой.

Среди обширного ассортимента кондитерских изделий желейные конфеты на основе пектина обладают рядом преимуществ (студнеобразная консистенция, пониженная по сравнению с другими кондитерскими изделиями энергетическая ценность, стабильность потребительских характеристик в процессе хранения, широкий спектр терапевтического действия пектина), позволяющих рекомендовать их в качестве базовых объектов для разработки функциональных продуктов.

Учитывая вышесказанное, задача разработки нового вида желейных конфет функционального назначения, на основе пектина с использованием добавок из местного растительного сырья и аскорбиновой кислоты является актуальной.

Работа выполнена в рамках программы Администрации Тамбовской области и Управления образования и науки Тамбовской области «Гранты для проведения прикладных исследований молодых учёных 2010 года» (номер проекта 09-21/02-МУ).

Цель работы. Целью работы является расширение ассортимента функциональных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности, обогащенных антиоксидантами и биогенными элементами.

Работа выполнялась в период 2008-2011г. в Тамбовском государственном техническом университете. Тема диссертационной работы утверждена ученым советом ФГБОУ ВПО «ТГТУ» (протокол № 8 от 4 июля 2011 года).

Научная новизна.

Научно обоснован выбор ингредиентов для создания желейных конфет функционального назначения: пектин марки ишресйп Рв Б8; концентрированный водный экстракт листьев крапивы двудомной и аскорбиновая кислота.

Изучено влияние рецептурных ингредиентов и режимных параметров на реологические свойства желейных полуфабрикатов. Подтверждена способность концентрированного водного экстракта крапивы увеличивать молекулярную массу пектина.

Установлено рецептурное соотношение пектина, лимонной кислоты и экстракта крапивы (% масс.): 1,98 : 1,72 : 4,43, позволяющее получать желейные студни заданной прочности - 40кПа.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено проявление синергизма при взаимодействии пектина, экстракта крапивы и аскорбиновой кислоты в составе желейных конфет, обеспечивающего сохранность биологически активных веществ (БАВ) при хранении.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2409215 «Способ производства желейных конфет с фитодобавками».

Практическая значимость.

Разработаны рецептуры и технология производства желейных конфет на пектине, обогащенных экстрактом крапивы и аскорбиновой кислотой; сокращена продолжительность производственного цикла и потери БАВ.

Обоснован способ упаковки конфет по технологии «флоу пак» в металлизированную пленку из ориентированного полипропилена, позво-ляющий повысить стабильность их качества при хранении.

Разработаны проекты технической документации на желейные конфеты «Цветик-семицветик крапива» (ТУ, ТИ, РЦ).

Результаты исследований внедрены на ОАО «Кондитерская фирма ТАКФ», ожидаемый экономический эффект от реализации 1т глазированных конфет составит 13939 р., неглазированных - 13056 р.

Материалы диссертации используются в образовательном процессе для студентов, обучающихся по специальности 240902 «Пищевая биотехнология» и бакалавров - по направлению 260100 «Продукты питания из растительного сырья».

Научные положения, выносимые на защиту.

- научно обоснованные рецептуры желейных конфет функционального назначения, базирующиеся на комплексном использовании обогатителей из лекарственного растительного сырья и витамина С;

- научно обоснованные технологические решения по созданию желейных конфет функционального назначения на пектине, позволяющие, сократить потери БАВ и продолжительность производственного цикла;

- результаты экспериментальных исследований влияния рецептурных ингредиентов и режимных параметров на реологические свойства желейных полуфабрикатов и качество готовых изделий.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты проведенных исследований были доложены и обсуждены на научных конференциях различных уровней: научных конференциях Тамбовского государственного технического университета (2008-2010гг.); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и

технологиях - ММТТ-21» осенняя школа молодых ученых, г.Тамбов; XXII Междунарной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22», г.Псков, 2009г.; всероссийском смотре конкурсе научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «ЭВРИКА-2008», г.Новочеркасск, 2008г.; X и XI международных конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии», г.Казань, 20092010г.; III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (приоритеты развития), г.Воронеж, 2009г.; III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием и IV Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания», г.Челябинск, 2009г. и 2010г.; Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук», г.Мичуринск, 2009г.; I Международной научно-практической конференции «Молодежь. Наука. Инновации», г.Пенза, 2010г.; III и IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с Международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности», г.Бийск, 2010-2011г.

По итогам Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «ЭВРИКА-2008» (г.Новочеркасск, 2008 г.) научная работа «Исследование реологических свойств конфетных масс для обоснования режимов производства новых видов помадных и желейных конфет» отмечена дипломом 2 степени.

Публикации результатов работы. По материалам выполненных исследований опубликовано 26 научных работы, в том числе 8 статей в журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора информационных источников, описания объектов и методов исследования, результатов исследований и их обсуждений, выводов, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 199 страницах машинописного текста и содержит 20 таблиц, 45 рисунков и 11 приложений. Список используемых источников включает 149 наименований российских и зарубежных авторов.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.1 Актуальность разработки кондитерских изделий для

функционального питания

В последние годы состояние здоровья населения России характеризуется негативными тенденциями, что во многих случаях объясняется малоподвижным образом жизни, снижением иммунного статуса организма, резким дефицитом необходимых для нормальной жизнедеятельности человека веществ.

Регулярные массовые обследования различных групп населения, подтверждают широкое распространение дефицита микронутриентов, наиболее выраженным из которых является недостаток [1,2,4]:

- витаминов С, Вь В2, В6, фолиевой кислоты, (3-каротина;

- минеральных веществ: кальция, натрия, калия;

- микроэлементов: йода, фтора, селена, цинка, железа;

- пищевых волокон и полиненасыщенных жирных кислот.

Следует отметить, что недостаточное потребление микронутриентов становится массовым и постоянно действующим фактором, оказывающим отрицательное влияние на здоровье, рост и жизнеспособность всей нации [3].

Особенно неблагоприятно обстоит дело с обеспеченностью витамином С, дефицит которого, по обобщенным данным, выявляется у 80-90% обследуемых

людей, а его глубина достигает 50-80% [2,4].

Человек урбанизированного общества при традиционном питании обречен на те или иные виды пищевой недостаточности, и связанной с ними неспособностью соответствующих защитных систем организма адекватно отвечать на неблагоприятные воздействия окружающей среды, что резко повышает риск развития многих заболеваний.

Следует отметить, что нарушения питания обусловлены не только низкой пищевой ценностью продуктов и несбалансированностью рациона по основным

пищевым веществам и энергии, но и незначительной покупательской способностью населения, слабым уровнем знаний и неправильными, вредными привычками в питании.

Нарушения в структуре питания происходят на фоне существенных изменений состояния окружающей среды [4]. В 1986, 2010 и 2011 годах на Чернобыльской и Фукусимской атомных электростанциях, на нефтяной буровой платформе у берегов Северной Америки произошли техногенные катастрофы, последствия которых еще многие десятилетия будут отражат