автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка технологии и рецептур устойчивых к окислению фосфолипидных продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения

Кубанский государственный технологический университет

На правах рукописи

ШАХРАЙ Татьяна Анатольевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР УСТОЙЧИВЫХ К ОКИСЛЕНИЮ ФОСФОЛИПИДНЫХ ПРОДУКТОВ ДИЕТИЧЕСКОГО И ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Т.И. Тимофеенко

Краснодар - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 5

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 16

1.1 Новые лечебно-профилактические продукты на

основе фосфолипидов, их свойства и область применения 16

1.2 Факторы, определяющие окислительную устойчивость

липидсодержащих объектов 26

1.3 Физиологическое обоснование использования СОг- экстрактов и цветочного меда для повышения пищевой, биологической ценности продуктов и их устойчивости к окислению 28

1.4 Перспективы создания технологии и рецептур пищевых продуктов для диетического и лечебно-

профилактического питания 45

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 49

2.1 Методы исследования СОг-экстрактов 49

2.2 Методы исследования цветочного меда 52

2.3 Методы исследования фосфолипидных продуктов 53

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 62 3.1 Характеристика объектов исследования 62

3.1.1 Характеристика фосфолипидного продукта "Тонус" 62

3.1.2 Физико-химические показатели рафинированных

дезодорированных масел 63

3.1.3 Физико-химические и органолептические показатели

СОг - экстрактов 64

3.1.4 Сравнительная характеристика различных сортов

цветочного меда 67

3.2 Экспериментальное обоснование возможности использования

СОг - экстрактов в производстве фосфолипидных продуктов 68

3.2.1 Изучение антиоксидантной активности СОг-экстрактов 68

3.2.2 Влияние соотношения компонентов

СС>2-экстрактов на антиоксидантную активность их смесей 73

3.2.3 Изучение содержания биологически активных веществ

в СО2 - экстрактах 79

3.3 Изучение влияния композиции СОг - экстрактов

на устойчивость продукта к окислению 83

3.4. Изучение стабильности и качества фосфолипидного продукта "Фито-Тонус" методом инфракрасной спектроскопии 85

3.5 Разработка рецептуры фосфолипидного продукта "Фито-Тонус" 91

3.6 Разработка технологии фосфолипидного продукта "Фито-Тонус" 92

3.7 Опытно-промышленные испытания технологии 96

3.8 Исследование влияния продолжительности хранения 99 фосфолипидного продукта на его биологическую ценность

3.9 Экспериментальное обоснование возможности использования цветочного меда в производстве фосфолипидных продуктов 105

3.9.1 Изучение влияния массовой доли меда на органолептические показатели продукта 105

3.9.2 Изучение пищевой ценности фосфолипидно-медового продукта 107

3.9.3 Исследование реологических характеристик фосфолипидно

медового продукта 109

3.10 Разработка технологии фосфолипидно-медового продукта 113

3.11 Опытно-промышленные испытания технологии 119

3.12 Исследование окислительных процессов, происходящих в

фосфолипидно-медовом продукте при хранении 121

4 ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ НОВЫХ ПРОДУКТОВ 126

4.1 Медико-биологические исследования 126

4.2 Клинические исследования 130

5 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НОВЫХ ПРОДУКТОВ В ДИЕТИЧЕСКОМ И ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОМ ПИТАНИИ 139

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НОВЫХ ВИДОВ ПРОДУКЦИИ 143

7 ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 148

8 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 151 ПРИЛОЖЕНИЯ 169

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время вопросы питания вновь приобрели актуальный характер. Пищевой рацион населения России характеризуется рядом негативных тенденций, основными из которых являются избыточное содержание в нем насыщенных жиров и недостаток полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), низкий уровень потребления витаминов, ряда минеральных веществ.

Все это приводит к нарушениям белкового, липидного и других видов обмена и заканчивается, как правило, биохимической катастрофой, тяжелыми патологическими процессами. В современных экологических условиях рацион человека должен содержать биологически активные природные вещества, повышающие устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, в том числе к химическим канцерогенам и радиации.

В этом аспекте особую актуальность приобретает задача расширения ассортимента здоровых продуктов питания и создания специальных диетических продуктов с лечебно-профилактическими свойствами. При создании последних наибольшее внимание диетологов всего мира уделяется фосфолипидам, в результате проявляемого ими широкого спектра положительного физиологического действия на организм /1-4/.

В России широкое разностороннее использование фосфолипидов было ограничено низким качеством выпускаемых промышленностью фосфатидных концентратов. Кафедрой технологии жиров Кубанского государственного технологического университета разработана новая технология гидратации

растительных масел и получения растительных пищевых фосфолипидов с использованием метода электромагнитной активации на различных стадиях процесса /5 - 6/. Кроме того, накоплен опыт создания технологий и рецептур диетических продуктов с включением в их состав фосфолипидов в качестве эмульгатора или биологически активной добавки /7-9/.

Эта работа ведется в тесном взаимодействии с крупными центрами -Институтом Питания РАМН (г. Москва), Центром разгрузочно-диетической терапии (г. Москва), Кубанской государственной медицинской академией (г. Краснодар), Институтом Аллергии и Астмы (г. Краснодар), Российской диабетической ассоциацией (г. Москва).

В результате разработаны фосфолипидные продукты серии "Тонус", предназначенные для включения в диетическое питание при сердечнососудистой патологии. В связи с высоким уровнем заболеваний пищеварительной системы, а также с учетом тяжелой демографической ситуации, Институт Питания рекомендовал на основе "Тонуса" создать геродиетические, а также лечебно-профилактические продукты с противовоспалительными и гепатопротекторными свойствами.

Продукты, изготовленные на основе фосфолипидов и растительного масла, вследствие высокой степени ненасыщенности легко подвергаются окислительной порче, которая проявляется в их прогоркании, снижении органолептической оценки, накоплении образующихся вредных для здоровья веществ. Поэтому при конструировании новых продуктов на их основе целесообразно подбирать добавки, которые наряду с заданным лечебно-

профилактическим действием повышают устойчивость к окислению последних.

Ассортимент фосфолипидных продуктов по вкусовым свойствам и назначению можно расширить за счет использования в качестве антиоксидантов СОг - экстрактов из лекарственного сырья /10,11/.

Применение углекислого газа в качестве средства для извлечения биологически активных компонентов лекарственных растений имеет следующие преимущества: химическая инертность, отсутствие взаимодействия между белками и углекислым газом, исключение окислительной порчи, полное отделение растворителя от экстракта /12,13/.

Лечебное действие многих видов лекарственных растений связано с наличием в них различных биологически активных веществ, которые при поступлении в организм человека определяют тот или иной физиологический эффект . Растительные экстракты, получаемые экстракцией жидкой двуокисью углерода, содержат, наряду с эфирными маслами, дубильные вещества, аскорбиновую кислоту, каротиноиды, токоферолы (витамин Е), рибофлавин (витамин В), филлохинон (витамин К), гликозиды, крахмал /14-17/.

Качество и ассортимент питания во многом определяют состояние здоровья человека, особенно в пожилом возрасте. Интенсификация свободнорадикальных реакций, повреждающее действие свободных радикалов на биоструктуры и нарушение обмена веществ, обусловленное снижением активности ферментов, увеличением содержания в крови общих липидов и холестерина, замедлением обновления и синтеза белков, может как

ускорять естественные процессы, так и способствовать преждевременному старению и формированию таких болезней, как атеросклероз и рак.

В связи с этим надо полагать , что среди геропротекторов все большее место будут занимать компоненты пищи благоприятно влияющие на антиоксидантный статус человека и нормализующие обменные процессы в организме, поставляющие организму структурный и пластический материал, а также корректирующие в диете дисбаланс биологически активных веществ.

Создание нового продукта на основе "Тонуса" и цветочного меда при улучшении вкуса и аромата, снижении энергетической ценности, повысит его биологическую ценность за счет введения в продукт таких биологически активных компонентов как глюкоза и фруктоза, витамины группы В, минеральные макро- и микроэлементы. Эти вещества необходимы человеку для коррекции в диете дисбаланса биологически активных веществ, что особенно актуально в пожилом возрасте.

Сказанное выше позволяет утверждать, что разработка технологии и организация отечественного производства специальных продуктов на основе фосфолипидов растительных пищевых, содержащих цветочный мед и экстракты лекарственных растений, совместные биологические эффекты которых значительно выше, чем при раздельном их применении, является актуальной.

Таким образом, целью данной работы является разработка научно-обоснованных рецептур и технологии устойчивых к окислению продуктов: лечебно-профилактического, обогащенного экстрактами лекарственных растений, обладающего гепатопротекторным и противовоспалительным

действием, предназначенного для лечения заболеваний пищеварительной системы и диетического фосфолипидно-медового продукта, обладающего мембранопротекторным, иммуномоделирующим действием,

предназначенного для включение в питание, направленное на профилактику и замедление старения клеток организма, а также изучение их пищевой, физиологической ценности и разработка рекомендаций по их использованию.

В связи с этим в работе необходимо было решить следующие задачи:

- анализ теоретических предпосылок создания новых пищевых продуктов лечебно-профилактического и диетического назначения;

- определение основных органолептических, физико-химических характеристик и состава биологически активных веществ СОг - экстрактов ромашки, тысячелистника, укропа, шалфея, облепихи, мяты, шиповника, календулы;

- определение оптимальных дозировок СО2 - экстрактов в фосфолипидном продукте, обеспечивающих полноту и гармоничность их вкусового восприятия;

- оценка антиоксидантной активности СОг - экстрактов в модельных растворах рафинированного дезодорированного подсолнечного масла;

- изучение влияние взаимодействия компонентов СОг -экстрактов на их антиоксидантную активность для оптимизации состава комплексного экстракта;

- описание предположительного механизма антиоксидантного и синергетического действия компонентов комплексного экстракта;

- изучение влияния выбранной композиции экстрактов на стойкость фосфолипидного продукта к окислению;

- разработка рецептуры лечебно-профилактического продукта "Фито-Тонус";

- выявление параметров электромагнитного поля, обеспечивающих наилучшие показатели по степени окисленности, а также реологические;

- изучение качественных показателей и стойкости фосфолипидного продукта "Фито-Тонус", полученного по разработанным режимам;

- изучение особенностей химического сотава и биологической ценности различных сортов меда;

- изучение влияния массовой доли меда на органолептические характеристики и консистенцию моделируемого продукта;

- разработка рецептуры фосфолипидно-медового продукта "Медовый Тоник", гарантирующей оптимальное соотношение фосфолипидов, моносахаров и полиненасыщенных жирных кислот с учетом норм их потребления;

- изучение влияния технологических режимов на реологические показатели фосфолипидно-медового продукта и разработка технологической схемы его получения;

- исследование органолептических, физико-химических показателей и стойкости к окислению продукта "Медовый Тоник", полученного по разработанной технологии;

- санитарно-гигиенические и медико-биологические исследования физиологической активности новых продуктов (гиполипидемические, иммуномоделирующие, мембранопротекторные свойства);

клинические испытания продуктов (гепатопротекторные, геропрофилактические и противовоспалительные свойства);

- разработка рекомендаций по использованию фосфолипидных продуктов в профилактике заболеваний пищеварительной системы и старения организма;

оценка экономической эффективности от производства фосфолипидных продуктов.

Научная новизна. Выявлены антиоксидантные свойства СОг-экстрактов тысячелистника, ромашки, облепихи, шиповника, календулы, укропа, шалфея, мяты. Обнаружен синергизм антиоксидантной активности в различных композициях из этих экстрактов. Показано, что наибольшей антиоксидантной активностью обладает композиция, состоящая из тысячелистника, облепихи, мяты, шиповника в сочетании 4:3:2:1. На основании изучения состава биологически активных веществ СОг - экстрактов описан предположительный механизм синергетического и антиоксидантного действия их компонентов. Показано, что СО2 - экстракты являются источником биологически активных компонентов для создания нового фосфолипидного продукта с заранее заданными свойствами. Разработана рецептура фосфолипидного продукта "Фито-Тонус" с учетом его антиоксидантной и биологической активности, а также органолептических характеристик. Получено решение о выдаче патента РФ от 15.01.98 г. по

заявке № 97115122 "Масложировой фосфолипидный пищевой продукт". Разработаны технологические режимы получения фосфолипидного продукта "Фито-Тонус".

Подтверждено в медико-биологических и клинических исследованиях предположение о наличии гепатопротекторного и противовоспалительного действия продукта, обогащенного экстрактами. Получены решения о выдаче патентов от 15.01. 98 по заявке № 97115115 "Масложировой фосфолипидный пищевой продукт, обладающий противовоспалительными и ранозаживляющими свойствами" и от 20.01.98 по заявке № 97115118 "Масложировой фосфолипидный пищевой продукт, обладающий гепатопротекторными свойствами".

Предложен механизм противовоспалительного действия, который заключается в образовании под влиянием фосфолипидно-триацилглицеринового комплекса поверхностно-активной защитной пленки, препятствующей раздражению чувствительных нервных окончаний слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, и стимулирующем воздействии компонентов СОг-экстрактов на процессы регенерации и эпителизации язвенных поверхностей.

Предложено сочетать моносахариды и фосфолипиды. Экспериментально установлено соотношение в системе фосфолипидный продукт "Тонус" - мед, гарантирующее оптимальное сочетание фосфолипидов, моносахаридов, полиненасыщенных кислот при обеспечении высоких органолептических характеристик и пониженной энергетической ценности. Разработана рецептура фосфолипидного продукта "Медовый

Тоник" для диетического питания и лечебно-профилактических целей при ослабленном иммунитете. Получено решение о выдаче патента РФ от 15.01.98 г. по заявке № 97115116/13 "Масложировой фосфолипидный продукт".

Разработаны оптимальные режимы получения фосфолипидно-медового продукта. Выявлены геропрофилактические свойства фосфолипидно-медового продукта "Медовый Тоник", подтвержденные медико-биологическими экспериментами и клиническими испытаниями. Получено решение о выдаче патента РФ от 16.01.98 по заявке № 97115124 "Масложировой фосфолипидный пищевой продукт, обладающий геропрофилактическими свойствами".

Предложен механизм геропрофилактического действия фосфолипидно-медового продукта, который заключается в интенсификации белкового и липидного обмена стареющего организма, обеспечении его легкоусвояемыми углеводами и пластическим материалом для восстановления функциональной активности клеточных мембран.

Практическая значимость работы. Показана принципиальная возможность использования С02-экстрактов и меда в качестве антиоксидантов и биологически активной добавки в составе фосфолипидных продуктов.

Разработаны рецептуры новых продуктов "Фито-Тонус" и "Медовый Тоник", а также технология их производства, обеспечивающая высокую биологическую активность и устойчивость к окислению. Разработаны рекомендации по применению фосфолипидного продукта "Фито-Тонус" в

диетотерапии заболеваний, связанных с нарушениями деятельности пищеварительной системы. Разработаны рекомендации по включению фосфолипидно-медового продукта "Медовый Тоник" в диетическое питание, направленное на профилактику старения организма.

На защиту выносятся следующие основные п�