автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий для детского питания

На правах рукописи

ЩИПЦОВ ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ОБОГАЩЕННЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005545671

-6 НАР 2014

Москва - 2014

005545671

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор,

Александра Васильевна Устинова

Официальные оппоненты: Творогова Антонина Анатольевна,

доктор технических наук, доцент, заместитель директора Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института холодильной промышленности Россельхозакадемии. Дмитриева Светлана Елисеевна, кандидат технических наук, доцент, заместитель директора Государственного научного учреждения Научно- исследовательского института детского питания Россельхозакадемии.

Ведущая организация: федеральное Государственное

Унитарное Предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океано1рафии

Защита состоится «25» марта 2014 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова по адресу 109316, Москва, ул. Талалихина, д.26, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии и на сайте уучулу.упптр. ги

Автореферат разослан « »

2014г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А.Н. Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Высокая скорость роста, физического и психического развития детей и подростков в сочетании со значительной нервно-психической нагрузкой, обусловленной интенсивным процессом обучения, предопределяют необходимость постоянного поступления с пищей комплекса всех незаменимых и заменимых пищевых веществ. Отсутствие сбалансированного, адаптированного питания сказывается на состоянии здоровья детей дошкольного и школьного возраста.

Основная задача производства продуктов питания для детей -обеспечение их высокой пищевой, биологической ценности и потребительских характеристик, что достигается применением прогрессивных технологических процессов и хранением продукта в охлажденном состоянии. Однако, хранение продукта в охлажденном состоянии должно обеспечивать его микробиологическую безопасность.

В этой связи, значительный интерес представляет использование Молочнокислых бактерий, обладающих биопротекторными свойствами, для продления сроков годности охлажденных мясных изделий для дошкольного и школьного питания, что позволит обеспечить получение безопасной и высококачественной продукции. Антимикробный эффект молочнокислых бактерий использовался издавна для продления срока годности пищевых продуктов, что достигалось за счет образования молочной кислоты, а также веществ белковой природы - бакте-риоцинов, обладающих антагонистическим действием на специфические группы микроорганизмов, включая патогенные.

Среди пищевых факторов, имеющих особое значение для здоровья, важнейшая роль принадлежит полноценному и регулярному снабжению организма ребенка всеми дефицитными микронутриентами: витаминами В], В;, РР и жизненно важными минеральными веществами: кальцием, йодом и железом.

В настоящее время технологии производства готовых к употреблению мясных изделий для дошкольного и школьного питания в охлажденном состоянии с пролонгированными сроками годности отсутствуют.

С учетом выше изложенного, разработка технологии готовых к употреблению обогащенных мясных изделий в охлажденном состоянии для питания детей старше 3 лет, в том числе с применением молочнокислых бактерий, обладающих биопротекторными свойствами, является актуальной.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка мясных рубленных обогащенных кулинарных изделий, в

том числе с применением биопротекторных культур в охлажденном состоянии с пролонгированными сроками годности для детей старше 3 лет. Для выполнения поставленной цели, решались следующие задачи:

•Выбрать молочнокислые бактерии, обладающие биопротекторными свойствами; разработать режимы подготовки закваски с биопротекторной культурой (ВПК); обосновать уровень, способ внесения закваски с БПК и рациональный режим их развития в мясных модельных системах; изучить влияние БПК на подавление вегетативной и споро-образующей форм микрофлоры в мясных модельных системах.

•Установить уровни обогащения готовых к употреблению мясных изделий витаминами, в том числе за счет биопротекторной культуры, и минеральными веществами с учетом их потерь в процессе тепловой кулинарной обработки; изучить эффективность применения различных препаратов йода.

•Разработать технологию изготовления рубленых обогащенных кулинариых мясных изделий, обосновать рациональные режимы биотехнологической, кулинарной обработки, пролонгированные сроки хранения охлажденных изделий.

•Провести комплексную оценку качества, безопасности опытных образцов разработанных мясных изделий и оценку экономической эффективности при их производстве.

•Разработать комплект технической документации на производство мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий.

Научная новизна

•Изучена антагонистическая активность БПК ЬеисопояЬс шсяеп-1еплс1е5 Ь2 в отношении патогенной микрофлоры в мясных системах и обоснованы режимы биотехнологии мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий для детского питания в охлажденном состоянии со сроком хранения 15 суток, обеспечивающие накопление и сохранение витаминов Вь В2, РР в количестве соответственно 27,5%, 26%, 24% от суточной потребности;

•биологическими исследованиями в опытах на лабораторных животных научно обоснована возможность коррекции йододефицита с помощью препаратов «Биойод» и «Иодказеин» в составе мясных изделий; выявлена низкая эффективность применения йодированной соли для коррекции йододефицита и ее существенные потери в процессе изготовления мясных изделий;

•установлены критерии оценки пищевой, биолш ической ценности рубленых обогащенных кулинарных изделий для детского питания.

Практическая ценность работы и реализация результатов

На основании результатов исследований разработаны:

•Технология рубленых обогащенных кулинарных изделий, в том числе с применением БПК, для питания детей в охлажденном состоянии.

•Рекомендации на применение БПК в производстве мясных продуктов для детского питания.

•Комплект технической документации на промышленный выпуск готовых к употреблению обогащенных мясных рубленых изделий для детского питания: ТУ 9214-028-00419779-12 «Изделия кулинарные рубленые из мяса и птицы для детского питания» и изменения № 1 к техническим условиям и технологической инструкции по их производству, предусматривающие применение БПК с удлиненным сроком годности.

Личное участие соискателя заключается в получении результатов, изложенных в диссертационной работе: подборе, анализе и обобщении патентной, отечественной и зарубежной научно-технической литературы по теме диссертационной работы; формулировке цели работы и в решении всех задач по разработке технологии мясных рубленных обогащенных кулинарных изделий для детского питания: по выбору БПК, обоснованию уровней, способов их внесения и режимов биотехнологических процессов в мясных продуктах, с последующей комплексной оценкой качества разработанного продукта, подготовки выводов по диссертации, разработке документации и подготовке публикаций по выполненной работе.

Публикации По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК.

Апробация работы

Основные результаты работы доложены на:

-Всероссийской научно-практической конференции по теме: «Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» сборник докладов Углич 2011г.;

- Всероссийской Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии 2012г.;

- Всероссийской студенческой научно-практической конференции «Теория и практика кооперации», 2012.

Разработанная технология готовых мясных изделий удостоена золотой медали на конкурсе Российской агропромышленной выставки «Золотая осень-2012».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 130 страницах, включает 24 таблиц, 23 рисунка, 6 приложений. Список литературы включает 161 наименование работ, из них 111 отечественных и 50 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы.

В первой главе представлен аналитический обзор научно-технической литературы: проанализированы основные свойства молочнокислых бактерий, возможности и опыт применения биопротекторных молочнокислых культур в производстве различных продуктов питания; проведен анализ перспективных способов и оборудования для изготовления готовых изделий, в том числе для питания детей, сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе описаны объекты и методы исследований, представлена общая схема выполнения исследований.

В третьей главе приведены результаты исследований биопротекторных культур, влияния количества и способов их введения в мясное сырье, результаты по их ингибирующей способности на микрофлору.

В четвертой главе описаны результаты разработки научно-обоснованных рецептур рубленых полуфабрикатов, обоснование уровней и путей их обогащения; исследования эффективности применения различных препаратов йода, обоснования технологии изготовления и режимов хранения охлажденных готовых мясных изделий, в том числе обогащенных витаминами и минеральными веществами.

В пятой главе представлены результаты комплексной оценки качества готовых к употреблению обогащенных мясных кулинарных изделий для детского питания.

Шестая глава посвящена разработке технической документации на производство охлажденных мясных кулинарных изделий. Приведен расчет экономической эффективности.

Представлены выводы по выполненной работе.

В приложении приведена документация, подтверждающая завершенность работы.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований при выполнении экспериментальной части работы являлись: биопротекторная культура (БПК) ЬеисопояТос теэе^еплскз Ь2, препараты Йода (Йодированная соль, «Йодказеин» и «Биойод»), мясные модельные системы; мясные рубленые обогащенные кулинарные изделия для дошкольного и школьного питания в охлажденном состоянии.

Разработка техииесюн документами

Оценка жжометееюй эффегппвости (22)

Рис. 1 Схема проведения исследований Исследования проводили в соответствии со схемой, представленной на рисунке 1. Цифрами обозначены методы исследований: [1] - массовая доля (м.д.) влаги - по ГОСТ 9793-74;

[2] - м.д. белка - пересчетом на белок (коэффициент 6,25) общего азота, определенного по методу Кьельдаля - по ГОСТ 25011-81;

[3] - энергетическая ценность — расчетным путем; [4] - м.д. жира методом Сокелета - по ГОСТ 23042-86; [5) - pH на портативном рН-метре модели 2696; [6] - проектирование рецептурных композиций по методу компьютерного моделирования академика H.H. Липатова; [7] —

оценка нутриентной адекватности аминокислотного состава белков и жирнокислотного состава лшшдов модельных рецептурных композиций - по методологии Липатова H.H.; |8[ - содержание витаминов - по «Временным методическим указаниям по определению массовой доли витаминов в обогащенных ими мясных продуктах»; [9] - минеральный состав:- массовая доля йода в соответствии с ГОСТ Р 52689-2006;- массовая доля кальция по ГОСТ 26570-95; массовая доля железа - методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП); [10] - микробиологические исследования - МУК 4.2.1847-04 «Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов»; КМАФАнМ по ГОСТ 54354, ГОСТ 10444.15; бактерии группы кишечная палочка (БГКП) - по ГОСТ Р 50454, ГОСТ Р54354, ГОСТ 21237; [11] - тиобарбитуровый показатель ТБЧ по дистилляционному методу определения окислительных процессов; [12] - кислотное число (КЧ) - по ГОСТ 8285-95; [13] - перекисное число (ПЧ) - по ГОСТ 8285-91; [14] - показатели безопасности (антибиотики, пестициды, радионуклиды),определение токсичных элементов: ртути - по ГОСТ 26927, мышьяка - по ГОСТ Р 51766; свинца - по ГОСТ Р 51301, МУК 4.1.986; кадмия - по ГОСТ 30538^ МУК 4.1.985; [15] - характеристика ароматического комплекса на приборе «VOCmeter» («Электронный нос»); [16] - структурно-механические показатели на универсальной машине «Инстрон - 3342»; [17] - медико-биологическая оценка - традиционными экспериментальными методами на белых крысах-самках в виварии ВНИИМПа; ИПХИ внутренних органов, общий клинический анализ крови лабораторных животных по общепринятой методике. [18] -переваримость по методу Покровского-Ертанова в модернизации академика Липатова H.H.; [19] - определение выхода готовой продукции весовым методом; [20[ - гистологические исследования - в соответствии с ГОСТ Р 51604 - 2000 «Мясо и мясопродукты. Метод гистологической идентификации состава»; [21] - органолепгическая оценка по ГОСТ 9959-91; органолептическая оценка - по 5-ти бальной шкале в соответствии с ГОСТ 8756.1-79; [22] - экономическая эффективность по общепринятой методике под руководством к.т.н. Небурчиловой Н.Ф.

Экспериментальные исследования проводили в ИЦ - ВНИИМП под руководством к.т.н. Востриковой Н.Л. и лабораториях ВНИИМПа им. В.М. Горбатова: в клинической-лаборатории биологически активных веществ животного происхождения ВНИИМПа под

руководством к.т.н. Федуловой Л.В., микробиологические исследования проводились в лаборатории «Гигиены производства и микробиологии» под руководством к.т.н., доцента Минаева М.Ю., гистологические исследования проводились в лаборатории «Микроструктурных исследований мясных продуктов» под руководством д.т.н., профессора Хвыли С.И. Экспериментальные и опытно-промышленные образцы вырабатывали в условиях «Стенда ВНИИМПа». Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики. Повторность опытов и анализов - трехкратная.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

По результатам анализа ранее выполненных исследований в лаборатории микробиологии ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова, в нашей работе был выбран в качестве биопротекторной культуры запатентованный психротрофный штамм молочнокислых бактерий вида Leuco-nostoc mesenteroides L2, выделенный из охлажденного мяса, обладающий наибольшей антагонистической активностью в отношении S. aureus, Е. coli и L. Monocytogenes. Вышеуказанные работы были выполнены при культивировании штамма на среде MRS-бульон.

Нами были продолжены исследования по подбору питательных сред с учетом тех ингредиентов, которые, как правило используются в детских мясных продуктах - это молоко и соевые белки.

Известно, что большинство бактериоциногенных штаммов молочнокислых бактерий, вносимых в культуральную закваску, растут более интенсивно при добавлении в молочную основу таких лимитирующих факторов, как сахароза и глюкоза.

С целью определения интенсивности роста биопротекторной культуры и накопления продуцируемых бактериоцинов в культуральной закваске были проведены исследования по определению антагонистической активности культуры Leuconostoc mesenteroides L2 на тест штаммах S.aureus, E.coli в зависимости от добавляемых пищевых ингредиентов, обладающих ростовыми характеристиками, и их количества.

Для определения антагонистической активности использовался метод лунок, основанный на диффузии антибиотических веществ, синтезируемых испытуемым штаммом в агар, с растущим в нём тестовым штаммом. Результаты микробиологических исследований представлены на рисунке 2.

= с

О ■ ГТ"С 2 Z

E coli St. aureus

тест штаммы

о молоко

D вода-í- 2%соевого белка

□молоко + 0,2% сахарозы

0 молоко í 19-осахарозы 1 ^«глюкозы

Q молоко - 2% сахарозы ■ молоко -■ 2%глюкозы

Рис. 2 Антагонистическая активность Leuconostoc mesenteroides L 2 в зависимости от питательных веществ в культуральной закваске По результатам исследований антагонистической активности на чашках Петри, выражающейся зонами просветления радиусом больше 2 мм, что характеризует высокий уровень антагонистической активности, было выявлено, что ею обладают молочные закваски с внесенными сахарозой или глюкозой в количестве 2% от общей массы закваски, при этом радиус просветления составил 3 мм. Аналогичный уровень антагонистической активности БПК был отмечен на средах воды с соевым белком с внесенными 2% сахарозы или глюкозы. Увеличение количества вносимой сахарозы или глюкозы до 3% не влияет на уровень антагонистической активности БПК, а так же экономически не целесообразно.

В таблице 1 приведены результаты сравнительного изучения антагонистической активности культуральных заквасок, изготовленных с использованием биопротекторных культур Leuconostoc mesenteroides L2, Laclococcus lactis, а также известного консерванта, обладающего антибиотическим действием, препарата «Низин», который является продуцентом Lactococcus Iactis. Культуральные закваски вносились в разных количествах в мясные модельные системы, контаминирован-ные непатогенными спорами Bacillus stearothermophilus. с последующей тепловой обработкой.

Термообработку мясных модельных систем проводили при 105°С. в течении 15мин в герметично укупоренной стеклянной таре.

В состав мясных модельных систем входила говядина, культураль-ная закваска с БПК и вода. Внесение закваски осуществлялось за счет уменьшения количества воды в составе мясных модельных систем.

Содержание спор в контаминированных мясных модельных системах до тепловой обработки составляло 6*107 клеток на грамм (7,77

Таблица 1

Влияние вносимых культуральных заквасок на выживаемость

Наименование штамма входящий в состав кульгу-ральной закваски Количество вносимой культуралыюй закваски, %

0% 5% 10% 15% 18% 20%

Содержание спор после тепловой обработки, Шг

Leuconostoc mesenteroides L2 5,77 5,77 5,0 4,84 4,69 4,47

Lactococcus /actis 5,69 5,69 5,47 5,47 5,47 5,47

Низин 5,69 5,69 5,60 5,60 5,47 5,47

Из представленных данных видна положительная динамика уменьшения количества непатогенной спорообразующей микрофлоры, зависящая от увеличения количества вносимых культуральных заквасок. Наибольшей антагонистической активностью в отношении споро-образующей термофильной микрофлоры обладает культуральная закваска Ьеисопо.ч1ос те.чеМсго1е1ех Ь2. Внесение культуральных заквасок в количестве свыше 20 % от общей массы модельной системы, оказывает наибольший эффект на уменьшение обсемененности мясной системы после ее тепловой обработки, но при этом продукт приобретает кислый запах и привкус, что не соответствует приемлемым органолеп-тическим показателям мясного продукта. При подготовке закваски с БПК рН закваски снижается с 7 до 4, что свидетельствует об образовании молочной кислоты и биологически активных вешеств, обладающих бактерицидным действием. Для устранения неприятного привкуса проводили нейтрализацию закваски и доведение ее рН до 6,0 с использованием гидроксида калия (Е 525).

Таким образом, обоснован выбор штамма ЬеисошШос те.чеМего1(1ех Ы в качестве биопротекторной культуры с целью снижения риска микробиологической порчи мясного сырья. Установлен способ внесения БПК в виде закваски и рациональная доза вносимой закваски в мясное сырье в количестве от 15 до 20% .

По результатам анализа медицинской и нутрициологической литературы сформулированы научно-обоснованные требования к составу мясных рубленых изделий, произведены выбор ингредиентов репеп-

турных композиций, компьютерное проектирование и оценка нутри-ентной адекватности суммарных белка и жира. Требования разработаны в соответствии с действующими нормами физиологических потребностей в основных пищевых веществах, при этом приняты усредненные нормы для детей дошкольного и школьного возраста, которые приведены в таблице 2.

Требования к макро - и микронутриентному

Таблица 2

1 Пищевые 1 вещества Рекомендованные уровни содержания в кулинарном изделии Рекомендуемый % от суточной нормы потребления (ЮОг продукта)

Белок, г/100г 17,0-19,0 19,0-21,0

Жир, г/100г 7,0-10,0 9,0-12,0

Витамины, мг/ЮОг: В, 0,28-0,56 20,0-40,0

В: 0,32-0,64 20,0-40,0

РР 3,4-7,2 20,0-40,0

Иод , мкг 20,0-30,0 20,0-30,0

Железо, мг 4,0-4,3 25,0-30,0

Кальций, мг 200,0-300,0 20,0-30,0

— —. „ ^wid^ihjjou и разраишщшыми треоованиями спроектирована рецептурная композиция мясных рубленых изделий, которые включают говядину ] сорта, свинину полужирную и молоко' без добавления витаминов и минеральных веществ и проведена оценка ее аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности по методологии Липатова H.H.

Полученные данные, численно характеризующие аминокислотную сбалансированность суммарного белка разработанной рецептуры, максимально приближены к аналогичным показателям выбранного эталона ФАО/ВОЗ (1985) для детей и соответствуют: минимальный скор (Сшш) равен 0,96 дол.ед. Коэффициент утилитарности (U) - 0,76 дол. ед.; коэффициент сопоставимой избыточности (а)-9,14 г/100г белка.

Значения коэффициентов жирнокислотной сбалансированности также находятся на достаточно высоком уровне: Rl(i=i..3)-0,76 и Rto-i..^ 0,70 дол.ед.

Расчетный витаминный и минеральный состав рецептурной композиций, приведен в таблице 3 указывает на существенный дефицит эс-сенциальных витаминов и минералов в проектируемых изделиях даже без учета потерь при изготовлении и хранении. Это указывает на необходимость дополнительного обогащения готового мясного продукта.

Таблица 3

Витаминный и минеральный состав рецептурной композиций

Наименование компонентов входящих в состав рецептурной композиции Количество макроэлементов, мг на 100 г композиции % от суточной потребности

Кальций 60,52 10,0

Магний 18,70 6,5

Фосфор 160,8 13,5

Витамины, мг на 100 г композиции Витамин В1 (Тиамин) 0,11 8,0

Витамин В2 (Рибофлавин) 0,16 10,0

Витамин РР (Никотиновая к-та) 2,3 13,5

Микроэлементы, мкг на 1 ООг композиции Железо 2030,0 12,0

Иод 6,5 6,5

Обогащение мясных изделий проводили двумя способами: за счет витаминного премикса (Вь В:, РР) и минеральных премиксов, вносимых в рецептурную композицию (шницель «Детский») и путем биотехнологической обработки мясного фарша (шницель «Школьный») биопротекторной культурой (БПК) 1-еисоп«х1ос теБе^епнсЗеБ Ь2 с последующим дополнительным внесением минеральных веществ.

Подготовку БПК проводили в питательной среде, в качестве которой использовано молоко, при этом БПК за счет роста и развития, сквашивает его и продуцирует специфические антибиотические вещества белковой природы - бактериоцины, подавляющие жизнедеятельность микроорганизмов, ответственных за порчу мясного продукта.

Сквашенное молоко добавляют к мясному фаршу и вся мясная система выдерживается в течение 18-24 часов ири температуре 0-4°С, при этом в процессе биотехнологической обработки фарша происходит накопление продуктов метаболизма молочнокислых бактерий:

свободных аминокислот, летучих жирных кислот, витаминов, в том числе группы «В». Изменения содержания витаминов в фарше до и после биотехнологической обработки, а также фарша, обогащенного витаминным премиксом, представлены на рисунках 3, 4.

Рис.3 Изменения содержания ви- Рис.4 Изменения содержания гаминоБ В,.В2 в фаршевой системе витамина РР в фаршевой системе

Из рисунка 3 и 4 видно, что внесение премикса позволяет обогатить фарш витаминами в количестве 50 - 65% от суточной потребности, а за счет биотехнологической обработки мясного фарша увеличивается содержание витаминов группы В и витамина РР с 10% до 45% от суточной нормы потребления.

Для обогащения шницеля «Детский» и «Школьный» минеральными веществами наиболее дефицитных в рационе ребенка (кальций, йод, железо) были выбраны: гемоглобин свиной или бычий порошкообразный «Гемобин-60» с содержанием железа 160 мг/100г; цитрат кальция с содержанием кальция 20.5% и йодсодержащие препараты: «Иодказеин», йодированная соль, «Биойод».

В настоящее время в системе питания детей в условиях организованных коллективов рекомендуемыми способами тепловой обработки являются конвекция, представляющая собой тепловую обработку, которая происходит в потоках горячего сухого воздуха, запекание и СВЧ нагрев., а также комбинированная тепловая обработка - кратковременная обжарка и сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев, позволяющие интенсифицировать технологические процессы и повысить качество выпускаемой продукции. Эти способы были выбраны нами для исследований. Образцы считали готовыми при достижении в центре изделия температуры 90 °С, после чего, продукцию охлаждали до +2...+4 градусов, с последующим фасованием в герметичные пакеты (групповая упаковка).

В процессе тепловой обработки происходит изменение пищевой ценности в результате потерь влаги и мясного сока, с которым теряется часть белковых веществ, жира., минеральных веществ и витаминов. Кроме того, происходит частичное разрушение витаминов под действием высоких температур.

Изменения пищевой ценности изделий при конвекционной и комбинированной обработке представлены на рис. 5, 6, 7.

со

50

10 о

* шницель "Школьный"

■ Содержание олап 1-дс т

Содержание ое/гкл :

З'ком&икированнйс тегаловвя й&работкв

Рис 5. Изменения физико-химических показателей мясных рубленых обог ащенных кулинарных изделий при различных способах тепловой обработки

г

ь

<Н'1|>;м*<»ткп: Л 1 ;омб1иш|ювя>1

и»я I иачовим обработки

И оО|»а«1> Пч а:

Рис 6. Изменения физико-химических показателей мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий при различных способах тепловой обработки На рисунке 7 приведены данные сохранности витаминов и минеральных веществ в шницеле «Школьный» при обработке различными способами.

Сохранность витаминов В|, В2 и РР и минеральных веществ на 5- ] 0 % выше при конвекционной тепловой обработке.

тепловая обработка

* кшвекавоншя 1еюгсйа( обработка

В!

В2 РР Ре Са Шницель "Школьный"

Рис. 7. Содержание витаминов и минеральных веществ в шницеле «Школьный» На рисунке 8 представлены результаты исследований по определению количества йодсодержащих препаратов в продукте до и после термической обработки конвекционным режимом, а также в процессе хранения.

% й

25

го

15

-"Биойод"

- "ЙОДкаэекн"

- йодированна» соль

До терм, обработки

после 1

тср«А-ьбработки

сутки хранения

Рис. 8. Потери йодсодержащих препаратов в шницеле «Школьный» в процессе хранения Потери йода на конец срока годности шницеля для питания детей составили: при обогащении йодированной солью - более 70%, «Иод-казеином» - 45%, потери «Биойода» составили 21%.

Внесение йодированной соли при составление рецептурной композиции кулинарных изделий возможно в количестве не более 0,8% от обшей массы модельной системы, но внесение такого

количества йодированной соли не обеспечивает 30% нормы суточного потребления йода.

Разработанная технологическая схема производства готовых к употреблению мясных изделий приведена на рис. 9.

Составление рецыгг«"ръ: мюжх ш.Туфз1:"рикзш

шшенш, сне-

ФормЕше позуфаерншов

Tqpowtm обработка ш-деляг (SOCi цгв?рг nps-зша!

Шницель вДетинй» (осогашекные шамияашкашкралами 10 суток)

Биотехнологический способ Традиционный способ

производства готовых производства

обогащенных готовых обогащенных

кулинарных изделий кулинарных изделий

Cyi ой БАК Ершрат ¡спаи кль-

Leucomstoc meserstergides; »----

Сшпигаши жаоп с 24 сахарин прй1=ЗГСз1:ещевв,18-24 часов

Нжразвзшяо рН $.0

Ферментация нжзого фарша зщ t=4-6rC в ¡ечеши 15-24 часов

Щ^ТОШ МЯСНОГО сьзрьз

3

IUtaqs» аНюьяын.» (оэога-щеинш с сиоаротекторнон шьтдий 15 стих]

«Шошю:» шидаие до1=С-4Т

^ Рис. 9 Технологическая схема производства мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий в охлажденном состоянии, в том числе с БПК для питания детей дошкольного и школьного возраста

Для обоснования сроков годности обогащенных готовых к употреблению мясных изделий выработку шницеля «Детский» и

«Школьный» проводили по разработанной технологической схеме с конвекционным режимом термической обработки. Обогащенные готовые к употреблению мясные изделия хранили при температуре 0-4 °С.

Полученные данные по микробиологической обсемененности кулинарных изделий представлены на рисунке 10.

ПрПДС ЛЫТО ДОПу.-ТЧМ'.И MOJ.MT,

и; а:

в шницель "Детский" ; шницель "Шкальный"

Рис. ¡0 Изменения общей микробной обсемененности мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий в процессе хранения

Внесенная биопротекторная культура в состав шницеля «Школьный» оказывают положительное влияние на снижение обшей обсемененности мясного сырья и готового продукта, мезофильными аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами, ответственных за порчу мясных продуктов. В соответствии с полученными результатами обоснован срок годности шницеля «Школьный», с учетом коэффициента резерва равный 15 суткам, шницеля «Детский» 10 суток.

Результаты расширенных микробиологических исследований в процессе хранения мясных изделий, проводились в соответствии с Техническим Регламентом Таможенного Союза 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции».

БГКП (колиформы), S. aureus, микроорганизмы рода Salmonella, а также L.. monocytogenes в шницеле «Детский» и «Школьный» в процессе хранения в течении 21 суток, были не обнаружены.

Содержание дрожжей в шницеле «Детский» на 7 сутки составило 1,6 Lg/r, в шницеле «Школьный» <1 Lg/r, содержание плесеней соответственно 1,47 Lg/r и 1 Lg/r. На 21 сутки хранения содержание дрожжей и плесеней в шницеле «Детский» составляло 1,6 Lg/r и 1,84 Lg/r, в шницеле «Школьный» эти же показатели составляют <1 Lg/r и 1 Lg/r.

Сравнение результатов .микробиологических исследований образцов свидетельствует о проявлении ингибирующих свойств вносимой биопротекторной культуры в состав шницеля «Школьный» в отношении КМ АФАнМ, а так же дрожжей и плесневых грибов.

В таблице 4 и 5 приведены результаты физико-химических исследований обогащенных готовых к употреблению мясных изделий в процессе хранения, при этом изменения содержания белка, жира и влаги не отмечено.

Содержания белка, жира и вносимых минеральных веществ в обогащенных готовых к употреблению мясных изделий находятся в пределах сформулированных научно-обоснованных требованиях к макро и микронугриентному составу мясных рубленых изделий.

Таблица 4

Изменения физико-химических показателей мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий в процессе хранения

Наименование шницелей Физико-химические показатели

рн ПЧ, мг/% ТБЧ, мг/% ЛЖК, мг КОН 25г

После выработки шницеля

1 5,52±0,27 0,7б±0,04 0,546±0,027 2,18±0,10

2 5,73±0,28 0,75±0,04 0,390±0,019 2.51±0,12

7 сутки хранения

1 5,9]±0,29 0,77±0,04 0,577±0,028 1,74±0,09

2 5,80±0,28 0,77±0,04 0,515±0,025 2,45±0,12

14 сутки хранения

5,9±0,29 0,80±0,04 0,620±0,031 2,04±0,10

2 5,9±0,29 0,80±0,04 0,576±0,028 2,35±0,11

21 сутки хранения

1 5,6±0,28 0,84±0,04 0,686±0,034 2,05±0,10

2 5,45±0,27 0,82±0,04 0,640±0,032 2,37±0.11

1 - шницель «Детский»; 2 - шницель «Школьный».

В образцах с внесенной биопротекторной культурой уровень содержания ЛЖК выше, чем в образцах без их внесения. Данный показатель свидетельствует о более интенсивном ароматообразовании обогащенных готовых к употреблению мясных изделий, что положительно сказывается на их органолептических свойствах.

Значение ТБЧ в хранении в обогащенных готовых к употреблению мясных изделий с применением БПК ниже, чем в группе образцов, выработанных без биотехнологической обработки, что свидетельствуют о снижении окислительных процессов в готовых изделиях в процессе хранения.

Таблица 5

Изменения витаминного состава мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий в процессе хранения

Наименование Витамины, мг/ЮОг

шницелеи В, В2 РР

После выработки шницеля

1 0,85±0,04 0,73±0,04 6,61±0,33

2 0,46±0,02 0,49±0,02 4,90±0,24

7 сутки хранения

1 0,60±0,03 0,60±0,03 5,40±0,27

2 0,39±0,02 0,42±0,02 3,80±0,19

14 сутки хранения

1 0,60±0,03 0,6±0,03 5,40±0,27

2 0,33±0,02 0,37±0,02 3,60±0,18

21 сутки хранения

1 0,50±0,02 0,52±0,02 5,30±0,26

2 0,25±0,01 0,30±0,01 3,31±0,16

1-шницель «Детский»;

2-шницель «Школьный».

Применение биопротекторной культуры, входящей в состав шницеля «Школьный», позволяет получать обогащенные продукты без дополнительного внесения витаминов. Как видно из приведенных данных содержание витаминов после тепловой обработки находится в количестве 32-38%, после рекомендуемого срока хранения 27,5-24% от рекомендуемой нормы их среднего суточного потребления. Суточная обеспеченность витаминами за счет потребления 100 граммов шницеля «Детский» составляет 45%.

Для изучения влияния биопротекторной культуры на изменение структуры мышечного волокна в процессе посола и после термической обработки были проведены гистологические исследования мясного фарша и обогащенных готовых к употреблению мясных издетай (Рис 11). При исследовании фарша и образцов кулинарных изделий было установлено следующее:

-в образце фарша после биотехнологической обработки ВПК наблюдается умеренное увеличение количества мелкозернистой белковой массы, являющейся продуктом распада мышечного волокна. Данные изменения наиболее выражены в мелких частицах мясного фарша, относящихся к мышечной ткани;

-термическая обработка оказывает значительно более сильное воздействие на мышечнз'ю и соединительную ткани мяса в образце с ВПК, что выражалось, прежде всего в усилении деструктивных процессов в мышечной ткани, образовании большего количества мелкозернистой белковой массы и набухании соединительнотканных элементов.

а) с ВПК (об. 10х) б) без ВПК (об. ¡Ох)

Рис. 11 Фотографии микроструктурных исследований мясных

рубленых обогащенных кулинарных изделий (об. 10х) При внесении молочнокислых бактерии в виде бактериальной закваски в мясные модельные системы их продукты метаболизма играют важную роль в формировании аромата. Микроорганизмы и их ферментативные комплексы осуществляют деструкцию основных компонентов мяса и трансформацию их во вкусовые, ароматические и физиологически активные соединения, определяющие органолептические свойства готового продукта.

Площади «визуальных отпечатков» при мультисенсорных исследованиях образцов обогащенных готовых к употреблению шницелей («Детский» и «Школьный») проводились на приборе «\'ОСте1ег» (5«,*)0') и составляют: для шницеля «Детский» 168,47, для шницеля «Школьный» 178,42. Данные результаты свидетельствуют о лучшем

ароматообразовании шницеля «Школьный» в отличие от шницеля «Детский».

По органолептическим показателям мясные рубленые обогащенные кулинарные изделия имели хороший внешний вид, высокие вкусовые качества и соответствовали требованиям, предъявляемым к продуктам для детей. Вкус слабосоленый, не острый. По внешнему виду, консистенции, разработанные изделия соответствовали требованиям, предъявляемым к продуктам для детей.

Были проведены биологические исследования по изучению возможности развития токсических эффектов при применении испытываемых продуктов, а также по обоснованию йодсодержащих препаратов обладающих наибольшим эффектом при профилактике йододефицита в опытах на лабораторных животных

Привесы животных к концу эксперимента составили: в группе животных, потреблявших шницель «Школьный» (1 группа) - 38,9%, у крыс, потреблявших шницель «Детский» (2 группа) - 42,9%, у контрольных (интактных животных)- 32,0%.

При анализе данных полученных в результате биохимических исследованиях крови подопытных животных потреблявших продукты с йодсодержащими препаратами, не было отмечено явных сдвигов в показателях, что свидетельствует об отсутствии токсичности исследуемых йодсодержащих мясных продуктов.

В 1 группе, животные потребляли общевиварный рацион. Во 2 группе животных, получавших готовые изделия с «Йодказеином», наблюдалось достоверное увеличение общего белка, общего билирубина, креа-тинина, мочевины, гамма-глутаминтрансферазы (ГГТ) и холестерина на 13 - 50%, незначительное уменьшение лактатдегидрогеназы (ЛДГ).

У животных 3 группы, получавших мясные изделия с «Биойодом», было отмечено достоверное увеличение креатинина, мочевины и ГГТ 20-70%, уменьшение концентраций ЛДГ, общего билирубина, щелочной фосфатазы.

В 4-ой группе животных, потреблявших обогащенные готовые к употреблению мясные изделия с йодированной солью, наблюдалось достоверное увеличение мочевины и щелочной фосфатазы на 31,9% и 24,7%, соответственно, уменьшение общего белка на 18,0%, общего билирубина, ГГТ, ЛДГ, увеличение холестерина (на 25-55%), также происходит увеличение триглицеридов (в 2-2,5 раза). У крыс, потреблявших до моделирования заболевания, мясные продукты с «Биойодом», количество холестерина уменьшилось (5-12%), показа!ели триглицеридов увеличились от 35 до 84,5%, что, возможно указывает на ускорение липидного обмена.

Исследования гормонального статуса (табл.6) показало, что у животных 2 группы, потреблявших мясные рубленые обогащенные кулинарные изделия с «Подкаченном», концентрация трийодтиронина (ТЗ) достоверно увеличилась на 18,5%. концентрация тироксина (Т4) уменьшилась на 49,3%. Животные 3 группы, получавшие продукты с «Биойодом», показали отрицательную динамику в отношении гормона Т4 - около 40,8% и 41,4%, соответственно, концентрация ТЗ практически не изменилась. У животных 4 группы, потреблявших продукты с йодированной солью, концентрация ТЗ достоверно увеличилась на 14,4%, концентрация Т4 уменьшилась на 12,8%.

Таблица 6

Анализ крови животных, потреблявших мясные рубленые обога-

щенные кулинарные изделия

Параметры I группа 2 группа 3 группа 4 группа

25-е сутки эксперимента (кормление исследуемым мясным продуктом-)

Общ. ТЗ, нмоль/л 3,5±0,5 2,9±0,200 3,4±0,3 4,05±1,0

Общ. Т4, нмоль/л 72,8±12,11 82,8±12,3 77.24±1,6 71,8±2,2

25-е сутки моделирования

Общ. ТЗ, нмоль/л 4,82±2,01 3,407±1,2 3,234±0,3 4,6±0,8

Общ Т4, нмоль/л 66,3±5,02 41,98±9,68 45,3±6,7 62,6±3,7

Были так же проведены исследования переваримости белка «in vitro» мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий. Получен-

ные результаты представлены в таблице 7.

Таблица 7

Переваримость in vitro белковых компонентов мясных рубленых

обогащенных кулинарных изделий

Наименование шницелей Переваримость in vitro

мг тирозина/ г белка % к тирозину

пепсином трипсином общая общая

«Детский» 6,5 12,0 18,5 80,4

«Школьный» 6,5 13,5 20,0 86,9

По результатам проведенных исследований можно сделать вывод, что переваримость продукта с биотехнологической обработкой лучше, т.к. белок этих образцов частично гидролизуется в сравнении с образцами без БПК. Высокий уровень переваримости кулинарных изделий достигается за счет ферментативной обработки мясного сырья молочнокислыми микроорганизмами, входящих в состав закваски с биопротекторными культурами.

С использованием полученных результатов разработана техническая документация ТУ 9214-028-00419779-12 «Изделия кулинарные рубленые из мяса и птицы для детского питания» и изменения № 1 к техническим условиям и технологической инструкции по их производству

Выводы

1.Проведен выбор вида ЬеисопоэЮс те5еп1его1с1е8 Ь2 в качестве биопротекторной культуры, количество и способ ее внесения в мясное сырье, изучено ее влияние на ингибирующую способность вегетативной и спорообразующей формы патогенной микрофлоры. Установлен режим подготовки закваски на молочной основе, изучено влияние вносимых ингредиентов.

2. С учетом научно-обоснованных требований разработаны мясные рубленые изделия для питания детей, сбалансированные по аминокислотному составу (мин. скор -0,96-1,10, коэффициент сопоставимости о - 9,14-9,90 г/ЮОг) и жирнокислотному составу (коэффициент жирно-кислотной сбалансированности К.1-з-0,76, К1-6-0,70), обогащенные минералами (Ре, Са,]), витаминами (В|, Вз, РР) в количестве 24 - 45% от суточной нормы потребности ребенка.

3. При использовании биотехнологического процесса обработки мясного фарша с применением БПК установлено накопление витаминов Вь В2, РР в количестве до 45% от суточной потребности, за счет их жизнедеятельности, что исключает необходимость дополнительной витаминизации продукта. Установлены потери основных макро- и микронутриентов в процессе тепловой обработки, наибольшая стабильность отмечена у витаминов РР- сохранность 80-86%, витаминов В1- 75-80%, Вз-73-75%. В процессе хранения готовых изделий в течении 15 суток, при температуре 0-4 °С потери всех витаминов составили 25-27%.

4. Разработана технология обогащенных готовых к употреблению мясных изделий в охлажденном состоянии, обоснованы рациональные режимы подготовки мясного фарша с использованием БПК и кулинарной обработки изделий до готовности. Применение данной технологии позволяет обеспечить срок годности изделий до 10 суток при темпера-

туре 0-4 °С, а использование биотехнологического способа с БПК - до 15 суток.

5. На лабораторных животных установлена возможность коррекции йододефицита с помощью препаратов «Биойод», «Йодказеин» и йодированная соль. Установлена неэффективность применения йодированной соли из-за ее потерь в процессе изготовления мясных изделий и наименьшего защитного действия при йододефицитных состояниях. Наибольшая эффективность отмечена для «Биойод» и «Йодказеин» в составе шницеля «Детский». По результатам комплексной оценки показана высокая пищевая и биологическая ценность разработанных мясных изделий, установлены критерии их пищевой и биологической ценности.

6. Разработан комплект технической документации ГУ 9214-028-00419779-12 «Изделия кулинарные мясные рубленые из мяеа и птицы дня детского питания» и изменения Лг° 1 к техническим условиям и технологической инструкции по их производству. Рассчитанная экономическая эффективность показала, что средняя рентабельность готовых мясных изделий шницель «Школьный» составляет 9,9 %, шницель «Детский» 10,0 %.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

Публикации а изданиях, рекомендованных ВАК России:

1.Устинова, A.B. Использование соевых белков в мясных продуктах для детского и функционального питания./ A.B. Устинова, О.В. Зернова, А.П. Попова, В.Н. Щипцов Н Пищевая промышленность -2011. — № 3. — С. 18-20.

2. Деревицкая, O.K. Перспективная технология обогащенных готовых к употреблению мясных изделий для детского питания/ O.K. Деревицкая, A.B. Устинова, В.Н. Щипцов // Мясная индустрия - 7012 -№11,- С. 46-51,

3. Дыдыкин, A.C. Иодсодержапше препараты в мясных продуктах детского питания/ A.C. Дыдыкин, A.B. Устинова, Д.Е. Лукин, Л.В, Фе-дулова, В.Н. Щипцов, А.П. Попова // Мясная индустрия . - 2012 №12 -С 14-17.

4. Деревицкая, O.K. Инновационные технологии готовых к употреблению рубленых мясных изделий для здорового питания учащихся/ O.K. Деревицкая, В.Н. Щипцов, \ И. Устинова, Н.Е. Солпатова !! Все о мясе. - 2013. - №3. - С17-21.

Другие arombit и материалы конференций:

1. Щипцов, В.Н. Перспективы применения биопротекторных культур в производстве мясных продуктов детского питания /У Материалы

Всероссийской научно-практической конференции Углич но теме: «Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов». 2011 .Сборник докладов, - С.290-292.

2. Деревицкая, O.K. Инновационные технологии обогащенных готовых к употреблению рубленых мясных изделий для питания школьников/ O.K. Деревицкая, A.B. Устинова, Н.Е. Солдатова, В.Н. Щипцов // Всероссийская студенческая научно-практическая конференция г. Мичуринск по теме: «Теория и практика кооперации», 2012. Сборник докладов, - С. 25- 27.

3. Устинова, A.B. Биотехнология обогащенных готовых к употреблению рубленых мясных изделий/ A.B. Устинова, М.Ю. Минаев, В.Н. Щипцов // 6-я Всероссийская Научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов институтов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии. по теме: «Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности». Сборник научных тру-дов.2011-С. 374-377.

4. Деревицкая, O.K. Биотехнология обогащенных готовых к употреблению мясных изделий для коллективного питания детей/ O.K. Деревицкая, В.Н. Щипцов, Н.Е. Солдатова, A.B. Устинова, М.Ю. Минаев //Конкурс Российской агропромышленной выставки «Золотая осень - 2012»

5. Устинова, A.B. Готовые рубленые мясные изделия для здорового питания учащихся/ A.B. Устинова, Н.Е. Солдатова, O.K. Деревицкая, В.Н. Щипцов //Мясные технологии. - 2012. - №6. - С.49- 53.

6.Щипцов, В.Н. Разработка биотехнологии обогащенных мясных продуктов для детского питания / В.Н. Щипцов, A.B. Устинова, М.Ю. Минаев, Г.И. Солодовникова //Сборник докладов XV международной конференции памяти Василия Матвеевича Горбатова. - М.: ВНИИМП, 2012.-С.-197- 203.

7.Щипцов, В.Н. Биотехнология обогащенных готовых к употреблению рубленых мясных изделий для детского питания/ В.Н. Щипцов, A.B. Устинова // Материалы 3 международной научно-практической конференции г.Каменск - Подольский. Сборник научных трудов 2013 -С. 331-333.

8. Дыдыкин, A.C. Применение йодсодержащих препаратов в мясных продуктах детского питания/ A.C. Дыдыкин, A.B. Устинова, JI.B. Федулова, Д.Е. Лукин, В.Н. Щипцов //Fleisch Wirtschaft. - 2013. - №2. - С 64- 68.

_Заказ № 11_Тираж экз. 100

Отпечатано в типографии ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности имени В.М. Горбатова

04201456398 На правах рукописи

ЩИПЦОВ ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ОБОГАЩЕННЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО

ПИТАНИЯ

Специальность 05.18.04- технология мясных, молочных, рыбных продуктов и

холодильных производств

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор заслуженный деятель науки РФ Устинова A.B.

Москва 2014

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................................7

1.1 Научные направления в питании..................................................................................7

1.1.2 Физиологические потребности детей дошкольного и школьного возраста. Требования к мясным продуктам дошкольного и школьного питания и их производству...................................... 10

1.1.3 Влияние кулинарной тепловой обработки на основные компоненты пищевых продуктов..................................................... 22

1.2 Оборудование для доведения до готовности и основные способы

производства кулинарных изделий........................................... 24

1.2.1 Шоковое охлаждение мясных продуктов в промышленных

условиях............................................................................ 28

1.3. Микроорганизмы, обладающие антимикробным потенциалом, и

их особенности........................................................................................................................................31

1.4.3аключения по литературному обзору, цели и задачи

научного исследования....................................................................................................................36

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ....................................38

2.1 Схема проведения эксперимента....................................................................................38

2.2 Объекты исследований и методы исследований............................................39

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ОБОГАЩЕННЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО

ПИТАНИЯ................................................................................................................................................43

3.1 Разработка научно-обоснованных требований к пищевой ценности и нутриентной адекватности мясных обогащенных кулинарных изделий для питания детей...................................................... 43

3.2 Компьютерное проектирование и оптимизация рецептурных композиций мясных изделий для питания детей........................... 45

3.3 Обоснование выбора биопротекторных культур...................... 48

ГЛАВА 4.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ОБОГАЩЕННЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО 54 ПИТАНИЯ.........................................................................

4.1 Обоснование расчет уровня внесения витаминно-минеральных добавок.............................................................................. 54

4.2 Разработка технологий рубленых обогащенных

полуфабрикатов................................................................... 58

4.3 Разработка технологий мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий для детского питания............................................. 62

ГЛАВА 5 КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ОБОГАЩЕННЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ......................................................... 69

5.1. Микробиологические исследования мясных кулинарных

изделий............................................................................ 69

5.2. Физико-химические исследования готовых к употреблению обогащенных мясных кулинарных изделий для детского питания в

процессе хранения............................................................... 73

5.3 Органолептическая оценка готовых рубленых изделий............ 77

5.3.1 Мультисенсорные исследования на приборе «VOCmeter»........ 79

5.40пределение биологической ценности продукта....................... 80

5.4.1 Определение биологической ценности в опытах «in vitro»...... 80

5.4.2 Определение биологической ценности в опытах «in vivo»........ 81

5.5 Гистологический анализ мясных рубленых кулинарных изделий

для детского питания............................................................ 88

5.5.1 Микроструктурные исследования фаршей для шницеля «Школьный» и «Детский»...................................................... 88

5.5.2 Микроструктурные исследования мясных рубленых

кулинарных изделий для детского питания................................. 89

5.6 Исследования структурно-механических показателей обогащенных мясных рубленых кулинарных изделий................................ 90

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА МЯСНЫЕ РУБЛЕНЫЕ ОБОГАЩЕННЫЕ КУЛИНАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ........................................... 92

6.1 Разработка технической документации.................................. 92

6.2 Технико-экономические показатели производства мясных рубленых обогащенных кулинарных изделий для детского питания.. 93

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ.................................................. 95

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................... 97

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................... 115

Введение

До настоящего времени является нерешенной проблема организации детского питания в условиях коллективного питания в общеобразовательных учреждениях, которая должна базироваться на использовании инновационных промышленных технологий, обеспечивающих безопасность и качество продукции в соответствии с последними рекомендациями науки о питании [13,45,60].

Высокая скорость роста, физического и психического развития детей и подростков в сочетании со значительной нервно-психической нагрузкой, обусловленной интенсивным процессом обучения, предопределяют необходимость постоянного поступления с пищей комплекса всех незаменимых и заменимых пищевых веществ [3,8].

В целом по стране предлагаемые школьными столовыми и комбинатами питания ассортимент и рационы не соответствуют научно обоснованным нормам [85]. В рационе питания детей наблюдается дефицит ряда микронут-риентов: витаминов (Вь В2, РР, А, Е), минеральных веществ (Са, I, Ре), характерен дефицит растительного и животного белка, растительных жиров, существенный недостаток пищевых волокон, отмечен избыток в потреблении углеводов и животных жиров [12, 25, 96, 43].

Такая ситуация сказывается на состоянии здоровья школьников - в настоящее время более половины детей этого возраста имеют функциональные нарушения здоровья. Отмечается тенденция ухудшения состояния здоровья детей от младших к старшим классам [15,84].

Важную роль в организации рационального питания детей играют биологически полноценные продукты, создавать которые можно лишь в условиях промышленного производства [2, 3, 65, 85].

Основная задача производства продуктов питания для детей — сохранение высокой пищевой, биологической ценности и потребительских свойств, что достигается применением режимов щадящей тепловой обработки и хранением продукта в охлажденном состоянии [34,35,101].

Однако снижение режимов тепловой обработки и режимов хранения должны обеспечивать микробиологическую безопасность продукта [74, 75].

Антимикробный эффект молочнокислых бактерий человечество использовало в той или иной форме в течение столетий для продления срока годности пищевых продуктов за счет образования молочной кислоты с сопутствующим понижением рН, а также биологически активных веществ, обладающих бактерицидным действием на специфические группы микроорганизмов, включая и патогенные формы. Ведущее место в объяснении явления антагонизма молочнокислых бактерий отводится специфическим антибиотическим веществам белковой природы - бактериоцинам [113,139, 152].

Бактериоцины - это специфические белки разнообразные по уровню активности, спектру и механизму действия, молекулярной массе, физико-химическим свойствам, вырабатываемые некоторыми бактериями (биопротекторные культуры) и подавляющие жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий [134, 137].

Значительный интерес представляет возможность применения биопротекторных культур для снижения тепловой обработки и продления сроков хранения мясных изделий для детского питания, что позволяет обеспечить получение продукции высокой пищевой и биологической ценности [95].

В настоящее время технологии производства готовых к употреблению мясных изделий для дошкольного и школьного питания в охлажденном состоянии с пролонгированными сроками годности отсутствуют [96, 99, 103].

Глава 1

Анализ состояния вопроса. Обзор литературы.

1.1 Научные направления в питании

Значительное место в питании должны занимать продукты промышленного производства, которые могут обеспечивать соответствующую возрасту и состоянию здоровья человека адекватность питания [14, 19]. Качественная адекватность детского питания - это соответствие химического состава потребляемой пищи потребностям детского организма [80, 84].

Под термином пища понимается совокупность пищевых веществ (нут-риентов), которые после поглощения, переваривания в желудочно-кишечном тракте и всасывания в кровь, становятся источниками жизненной энергии, обеспечивают рост и восстановление биологических тканей, а также участвуют в регуляции биохимических процессов организма [78].

Определяющим фактором для роста и развития детского организма является обеспечение его сбалансированным или оптимальным питанием [16, 55].

Под оптимальным питанием следует понимать правильно организованное и соответствующее физиологическим ритмам снабжение организма хорошо приготовленной, вкусной пищей, содержащей адекватные количества пищевых веществ необходимых для его развития и функционирования [3, 56].

Несмотря на существенные количественные различия, а также различия в рекомендуемой кулинарной обработке продуктов для детей дошкольного и школьного возраста, можно сформулировать общие принципы рационального сбалансированного питания, суть которых - обеспечить наиболее эффективную роль алиментарного фактора в поддержании здоровья детей. К числу таких принципов относятся [12, 16, 8]:

- соответствие энергозатрат энергопотреблению, что предопределяет неоспоримость энергетического баланса организма;

- продукт должен содержать основные макронутриенты, которыми являются белки, липиды и углеводы;

- в состав пищи должны входить минеральные вещества и витамины представляющие собой микронутриенты;

- максимальное разнообразие рационов, являющееся основным условием обеспечения его сбалансированности.

В свою очередь избыточное потребление пищи или отдельных нутриен-тов неизбежно приведёт к отрицательным изменениям пищевого статуса человека и, как следствие, к алиментарно-зависимым заболеваниям [9, 84].

Продолжением теории сбалансированного питания, была представленная академиком A.M. Уголевым теория идеального питания. Эта теория послужила основой элементного питания получившая применение лишь в препаратах, основанных на способе введения питательных веществ в организм путем внутренней инфузии в обход желудочно-кишечного тракта [94, 90].

Основной постулат этой концепции: питание - это преимущественно процесс возмещения расходов организма [94].

Питание должно быть не только сбалансированным, но и адекватным, то есть соответствовать возможностям организма, особенно детскому, так как он нуждается не в каком-либо наборе продуктов, а в определённом соотношении содержащихся в них пищевых веществ. Каждый пищевой продукт может быть охарактеризован по показателям пищевой и биологической ценности [54, 55].

В одних продуктах могут преобладать эссенциальные аминокислоты, в других незаменимые жирные кислоты (в растительных маслах и в животных жирах). Пищевая ценность продукта зависит также и от содержания в нём физиологически активных соединений [21,50].

На процесс пищеварения влияют экстрактивные вещества, алкалоиды, эфирные масла, специи и т.д. Большое содержание в пище эссенциальных факторов свидетельствует о высоком уровне биологической ценности продукта, что положительнее сказывается на потребителе. Но, оказывается, из-

8

быток незаменимых веществ так же вреден, как и недостаток, а большой избыток - токсичен для организма потребителя [23].

Концепция функционального питания [109, 108] стала разрабатываться в последние три десятилетия в связи с получением новых данных в области метаболических аспектов фармакологии и токсикологии пищи. По мере расшифровки химического состава основного сырья и готовых к потреблению продуктов питания, а также выявление зависимостей между содержанием отдельных микронутриентов и биологических веществ с учетом исследований по состоянию здоровья населения, был представлен новый взгляд на пищу как на средство профилактики некоторых заболеваний, а в некоторых случаях и лечения [58, 84, 111].

В настоящее время хорошо изучены сбалансированность и адекватность пищи для разных возрастных групп потребителей в соответствии с концепцией сбалансированного питания, но до настоящего времени не решенной является проблема организации школьного питания на индустриальной основе с использованием инновационных технологий обеспечивающих безопасность, качество и возможность комплектации ассортимента и рационов в соответствии с современными научными рекомендациями [105, 109, 110].

Анализ состояния питания детей в детских дошкольных и особенно школьных учреждениях указывает на существенные отклонения от принципов сбалансированного и адекватного питания, следствием чего являются значительные нарушения пищевой ценности рационов питания [54, 105, 101].

В результате дети потребляют недостаточно микронутриентов (витаминов и минеральных веществ), пищевых волокон и пробиотиков на фоне избыточного потребления легко усваиваемых углеводов и жиров. Это, в свою очередь ведет к нарушению адекватного иммунного ответа и свидетельство-ванием этого происходит увеличение числа часто болеющих детей, в частности значительной распространенности анемии, скалеоза, рахита, избыточной массы тела и др. [44, 88, 89].

1.1.2 Физиологические потребности детей дошкольного и школьного возраста. Требования к мясным продуктам дошкольного и школьного

питания и их производству

По данным анализа медицинской, научно-технической и патентной литературы, неудовлетворительное питание детей дошкольного и школьного возраста приводит к росту алиментарно-зависимых заболеваний. Количество детей с признаками рахита возросло в 1,5 раза, страдающих гипотрофией - в 4 раза, паратрофией - в 5 раз, анемией - свыше 7%, йода дефицита - около 31%, пищевой непереносимостью - до 40%. Наибольшая сложность в организации питания отмечается у детей страдающих пищевой непереносимостью [98, 26, 50, 13].

В современных условиях к здоровью дошкольников и школьников предъявляются повышенные требования и обеспечить высокий его уровень является важной задачей. В решении этой задачи одну из главных ролей играет рациональное питание, а также правильный режим питания [60, 62, 80, 55].

Основные формы организации дошкольного и школьного питания детей и подростков в организованных коллективах в настоящее время могут быть кратко сформулированы следующим образом [45,49,62]:

• приготовление продукции в школьной столовой из сырья;

•приготовление продукции из полуфабрикатов высокой степени готовности;

•приготовление продукции на заготовочных предприятиях с последующим разогревом и порционирование в столовой школы;

• приготовление продукции с упаковкой разового использования.

В качестве перспективных форм выделяют:

• работа с полуфабрикатами высокой степени готовности;

• использование групповой и индивидуальной упаковки;

•контейнерная доставка готовых к употреблению продуктов и порционирование в потребительскую тару в столовой.

К новым технологиям приготовления также относят: • быстрое охлаждение блюд в индивидуальной или групповой упаковке с последующим разогревом в школьных буфетах (столовых);

•использование многофункциональной тары для приготовления, транспортировки, разогрева и раздачи пищи.

Наиболее обоснованным и полезным с точки зрения современных данных в области питания детей школьного возраста, является режим четырех или пятиразового питания, при этом промежутки между отдельными приемами пищи не должны превышать 4-5 часов [15].

За счет такого режима потребления пищи обеспечивается лучшее переваривание и усвоение ее, а также исключается чувство голода. При обычном распорядке дня дети в школе получают завтрак, а при продленном дне должны получать - завтрак и обед [44, 45, 34].

Питание детей должно наиболее полно удовлетворять как энергетические, так и ростовые нужды (таблица 1.1). Потребность в калориях детей младшего школьного возраста (7-11 лет) составляет 2100 ккал, такая же, как потребность в калориях пожилых людей (60-70 лет). Дети в возрасте 11-14 лет должны получать: мальчики 2500 ккал в сутки, девочки 2300 ккал т. е. столько же, сколько и взрослые, занятые трудом, требующим несущественных физических усилий. У подростков (14-18 лет) потребность в калориях большая, чем у взрослых [66а]. Так, потребность в калориях юношей (14-18 лет) составляет 2900 ккал, что соответствует потребности мужчин - рабочих в возрасте 18—40 ле