автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии специализированных мясопродуктов для питания спортсменов

На правах рукописи

Щедрина Татьяна Викторовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МЯСОПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 ОКТ 2011

Ставрополь, 2011

4856984

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Пятигорский государственный гуманитарно-технологический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Садовой Владимир Всеволодович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Серов Александр Владимирович

доктор биологических наук, профессор Храмова Валентина Николаевна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет»

Защита состоится 28 октября в 13:00 на заседании диссертационного совета Д212.245.05 при Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу: 355029 г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2, ауд. К308.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО СевероКавказского государственного технического университета. С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайте СевКав ГТУ www.ncstu.ru и ВАК РФ Министерства образования и науки РФ www.vak.ed.gov.ru/iu/disscrtation/ Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В. И. Шинулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Адекватное питание - необходимое условие в комиксе мер по поддержанию здоровья па высоком функциональном уровне, по ре->илитации, восстановлению, профилактике и излечению патологий.

При разработке современных технологий мясопродуктов немаловажное зна-;ние имеет компонентный состав используемого сырья, позволяющий регулиро-1ть пищевую ценность и функционально-технологические свойства (ФТС) гото-.ix изделий, а также прогнозировать ожидаемый терапевтический эффект.

Значительный вклад в развитие научных исследований по разработке ком-эзиций и индивидуальных норм потребления пищевых продуктов, совершен-вованию технологий производства функциональных мясопродуктов внесли ггельян В. А., Антипова Л. В., Баранов А. А., Рогов И. А., Липатов Н. Н., Липатов . Н. (мл.), Жаринов А. И., Лисицин А. Б., Большаков О. В., Касьянов Г. И., Тол-огузов В. Б., Титов Е. И., Бражников А. М., Храмцов А. Г., Каганов Б. С., Евдо-imob И. А., Журавская Н. К., Kitagawa S., Takakii F., Sakamoto S. и другие. Poc-[йскими и зарубежными учеными показана актуальность использования в ра-юне питания пищевых продуктов (в том числе мясопродуктов) комбинирований) состава базирующихся на принципах полного удовлетворения физиологиче-:их потребностей различных категорий граждан в эссенциальных компонентах.

Научные исследования часто показывают недостаток питательных веществ у юртсмспов. На эго влияют с одной стороны — недостаточное обеспечение орга-[зма полноценными белками, высококачественными жирами, витаминами, мине-шьными веществами и биологически активными добавками в базовом питании, с >угой стороны - потребность в этих вещеегвах у спортсменов выше, чем у основ->й массы населения.

Индивидуальное оптимальное питание для высоких достижений и хорошей «ической формы должно состоять из сбалансированного основного питания и

целевого дополнительного питания. Сбалансированность рациона может пъ достигнута за счет разработки технологий функциональных мясопродуктов тправленным терапевтическим действием.

В связи с вышеизложенным, разработка научных принципов обоснования руктуры индивидуального питания и технологии специализированных мясо-юдуктов для спортсменов является актуальной проблемой, имеющей большое учное и практическое значение.

Цель и задачи исследовании. Целью настоящей работы является создание руктурпо-параметрической модели (СПМ) для проектирования суточного ра-она питания но основным эесенциальпым компонентам и разработка техноло-и специализированных мясопродуктов для питания спортсменов. Для достиже-:я намеченной цели предусмотрено решение следующих задач:

- выполнить анализ структуры индивидуального питания различных катего-й граждан и выявить основные виды сырья и биологически активные добавки АДы), используемые в рационе питания спортсменов;

- выполнить расчет потребления основных эссенциальных компонентов индивидуальном питании, в том числе для лиц занимающимися различными в дами спорта;

- разработать рациональные по аминокислотному составу композиции м сопродуктов и исследовать их качественные характеристики;

- с учетом рекомендаций врачей-диетологов и качественных характерист! мясопродуктов выполнить оценку эффективности разработанных композиций д. питания спортсменов;

- разработать структурно-параметрическую модель для определения кал рийности суточного рациона, норм потребления основных эссенциальных комп нентов и мясопродуктов, апробировать эффективность СПМ при проектирован! композиций для индивидуального питания спортсменов;

- исследовать антиоксидантные и молекулярно-динамические свойства, определить возможность использования рекомендуемых БАДов в рецептурах в реных колбасных изделий;

- разработать технологию получения пищевой добавки на основе конце трата сывороточных белков (КСБ);

- разработать технологию производства вареных колбас с пищевой добавке на основе КСБ и рекомендуемых БАДов;

- провести комплексное изучение качества новых видов продуктов по физ; ко-химическим, биохимическим и органолептическим показателям;

- разработать и утвердить техническую документацию на пищевую добавь и колбасные изделия функциональной направленности для питания спортсменов

- апробировать разработанную технологию производства мясопродуктов промышленных условиях;

- разработать методику оценки соответствия рецептурного состава мяс< продуктов нормативным требованиям.

Научная новизна. Теоретически обоснованы и разработаны рациональнь композиции мясопродуктов. С помощью методов Data Mining разработана СП] использования в рационе питания мясопродуктов. В результате исследования м< лекулярных характеристик в процессе технологической обработки и изучения ai тиоксидантных свойств обоснована целесообразность использования в рецепт; pax мясопродуктов БАДов креатина и кверцетина. На основании аналитических экспериментальных исследований разработана методика оценки соответств1-рецептур мясопродуктов нормативным требованиям.

По результатам изучения качественных характеристик разработан специаш зированный мясопродукт для питания спортсменов.

Практическая ценность. Разработана технология получения пищевой д< бавки с требуемыми функционально-технологическими свойствами. Разработан технология колбасы вареной «Спортивной» с биологически активными добавкам креатином и кверцетином и пищевой добавкой на основе концентрата сыворото1 ных белков КСБ-УФ-55. Разработана и утверждена техническая документация н пищевую добавку для мясопродуктов на основе КСБ-УФ-55 (СТО № 8843448^ 02-2009) и колбасу вареную «Спортивную» (СТО № 88434482-002-2009). Технс

огии апробированы в обществе с ограниченной ответственностью «ИНТЕР — ООО» и на предприятии индивидуального предпринимателя Иванова М. А.

Качество опытных партий продукции положительно оценено на предпри-тии, результаты внедрения подтверждены актами выработки и дегустации.

Анробаиия работы. Результаты работы докладывались на международных, (сероссийских и региональных конференциях, конгрессах и симпозиумах: (Вол-оград, 2002; Углич, 2002; Пятигорск, 2003, 2007, 2009, 2010; Новосибирск, 2006; )рел, 2007; Челябинск, 2007, 2010; Саратов, 2007; Владивосток, 2008; Ставро-оль, 2009, 2010; Краснодар, 2009 2011; мое. Персиановский, 2009; Москва, 2009, 010).

Публикации. Основные научные результаты, представленные в диссертации, изложены в 30 научных работах, из них 1 монография, 4 статьи в журналах, ¡екомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и 6 лав, выводов и списка литературы, содержащего ссылки на 185 источников и [риложепий. Основной текст работы изложен на 154 страницах, включает 33 таб-ИЦЫ, 30 рису!ЕКОВ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности выбранного направления ис-ледований, показана его научная и практическая значимость.

В первой главе выполнен аналитический обзор научной, технической и па-ентной литературы по современным проблемам адекватного питания различных атегорий граждан, обоснована необходимость создания специализированных [родуктов питания для спортсменов. Рассмотрены основные принципы формиро-ания индивидуального питания с учетом суточной потребности в основных эс-енциальных компонентах для различных категорий граждан. Проведен анализ юстроения рациона питания спортсменов. Приведены материалы изучения каче-твенных характеристик БАДов (витамипно-минеральные комплексы, экзогенные глеводы, белковые препараты, глутамин, L-карнитин, антиоксиданты и др.) и их ^пользования при разработке продуктов повышенной биологической ценности. 1ыявлсны наиболее эффективные пищевые добавки для разработки продуктов пециализировапного назначения. Рассмотрены основные принципы создания 1ищевых продуктов для спортсменов. I Ia основании анализа и обобщения соб-laiiHOM информации определены цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена методологии проведения исследований. Общая хема проведения исследований (рис. I) состоит из следующих этапов: анализ юрм потребления, выявление компонентов рецептуры и оценка эффективности 1ациопальных по аминокислотному составу композиций; разработка СПМ ис-юльзования в рационе спортсменов мясопродуктов; исследование изменений модулярных свойств креатина и кверцетина при технологической обработке; изу-|ение антиоксида!ггной активности кверцетина на модельных липидных образцах; >азработка технологии получения пищевой добавки для колбасных изделий;

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

разработка рецептуры колбасы «ареной для питания спортсменов; разработка и апробация методики определения соответствия рецептур анализируемых изделий нормативным требованиям.

В соответствии с поставленными задачами был осуществлен выбор объектов исследования и условий проведения -эксперимента. Экспериментальная часть работы выполнена в ФГБОУ ВПО «Пятигорский государственный гуманитарно-технологический университет» на кафедре «Технологии продуктов общественного питания и пищевых производств», опытно-промышленные выработки и дегустация продукции проводились на базе общества с ограниченной ответственностью «ИНТЕР - 2000» и на предприятии индивидуального предпринимателя Иванова М. А.

В качестве объектов исследований были использованы: мясное сырье - говядина жилованная всех сортов (ГОСТ 779-55), свинина жилованная нежирная, полужирная, грудинка свиная (ГОСТ 7724-77), шпик колбасный ОСТ 49 38, печень говяжья (ГОСТ 19342-73), эмульгатор-стабилизатор из свиной шкурки (ТУ 9212-460-00419779); биологически активные добавки - креатин (импортный Паи-реак 371283), кверцегин (ТУ 6-09-10-745-78), хитозан ТУ 9289-001-44162258-98; белковые добавки - концентраты сывороточные белковые (ГОСТ Р 53456-2009) и API Whey Xtreme (импортный), казеинат натрия (ТУ 48233-73), желатин пищевой (ГОСТ 11293-89), белок животный Кат-про 95 (импортный компании BHJ Protein Food) и другие ингредиенты и материалы, отвечающие требованиям действующей нормативной документации. При выполнении работы применялись оригинальные и стандартные методы измерений, обработки данных и моделирования.

С целыо повышения эффективности и качества научных исследований при выполнении работы использовали математические методы планирования и обработки экспериментальных данных. Анализ результатов исследований вели в пакетах прикладных программ Statistic v.6.0, 7.0, 8.0, Statistic Neural Networks (SNN) v.4, Statistic Automatically Neural Networks Code Generator (SANN) v.8. Для создания массивов данных использовали алгоритмический язык Pascal. Расчеты химического и аминокислотного составов проектируемых продуктов автоматизировали, используя приложение Excel.

В третьей главе приведены материалы по разработке композиций мясопродуктов для индивидуального питания. В зависимости от вида спорта, типа телосложения, веса, пола, возраста и характера трудовой деятельности выполнены расчеты энергозатрат, суточного потребления основных эссенциальных ингредиентов и соотношений компонентов (животные белки, животные жиры и пищевые волокна) для проектируемых мясопродуктов.

Разработку рациональных по аминокислотному составу рецептур вели в соответствии с матрицей планирования. С помощью нсйросетсвых технологий и алгоритмического языка Pascal был создан массив входных (компоненты рецептуры) и выходных (аминокислотный состав) переменных. Для выявления рациональных по аминокислотному составу сочетаний сырьевых компонентов в массив выходных данных вводили показатели эталона ФАО/ВОЗ, затем полученные данные подвергали кластеризации. С помощью методики, разработанной профессором, д.т.н., академиком РАСХН 11. Н. Липатовым, выполнена оценка сбалансиро-

ванности аминокислотного состава исследуемых композиции эталонного кластера. Окончательное выявление рациональных композиций вели с использованиер метода многомерного шкалирования (МНШ). В результате (рис. 2) выявлено 1' композиций, аминокислотный состав которых наиболее рационален, то есть, при ближен к эталонным показателям ФАО/ВОЗ.

184-Ф

гЯМЙя ВР » ~

РЦ. «Г— | ф - } 1 * 1 Эталл-

183 18Й |

ш Безразмерное расстояние по оси «X»

Рисунок 2 — Выявление рациональных по аминокислотному составу композиций

Для каждого варианта композиций выполнена оценка сбалансированносп аминокислотного состава и изучены основные качественные характеристики мо дельных фаршевых систем и готовой продукции. Несмотря на то, что все образць были изготовлены при одинаковых режимах технологической обработки, их каче ственные характеристики варьировали в широком диапазоне: водосвязывающа) способность изменялась от 76,0 до 100,0 % к общей влаге; стабильность эмульст варьировала в диапазоне 6,3 - 92,1 %; средняя органолептическая оценка иаходи лась в интервале 3,5 — 4,9 баллов; выход готовой продукции составлял 117,5 -142,3 % к массе основного сырья; оптовая цена используемого сырья колебалам от 5258,33 до 11104,54 руб. на 100 кг готовой продукции.

Поскольку к вареным колбасным изделиям предъявляется комплекс требо ваний рекомендации диетологов, рациональность аминокислотного состава, тех нологические свойства, органолептические характеристики и стоимостные пока затели), выбор продукции для конкретной детерминированной группы населени! необходимо осуществлять с учетом свойств желаемых продуктов, а также множеств специфических факторов и соотношений, определяющих цели, назначение и использование создаваемых изделий. В соответствии с поставленной целью ^ задачами исследований выполнена оценка эффективности рецептур и разработаны рекомендации по использованию мясопродуктов для питания спортсменов.

На основании оценки эффективности составов методами экспертных оценок, парных сравнений и с помощью модифицированного метода рангов выявлеш композиция соответствующая рекомендациям врачей-диетологов, рациональна)! по аминокислотному составу и стоимостным показателям, с высокими органолеп-тическими характеристиками.

Четвертая глава посвящена разработке структурно-параметрической модели использования в питании мясопродуктов. При построении СПМ (рис. 3) были использованы разработанный массив данных по установлению типа телосложения, матрицы планирования и результаты расчетов главы 3. Разработку рекомендаций по проектированию рациона питания (с учетом мясопродуктов) вели с помощью автоматизированных нейронных сетей (SANN Code Generator) и интерактивной классификации: регрессионных деревьев (Interactive Classification and Regression Trees) и расширяемых простых деревьев (Boosted Trees).

В СПМ на начальном этапе (1 этап) разработана нейросетевая модель по установлению типа телосложения (худой, нормальный, ожирение 1, 2 или 3 степени) в зависимости 6т возраста, пола, роста и веса. Подобные расчеты выполнены с помощью деревьев классификации. Группа интенсивности труда, пол, тип телосложения и вес являются входными переменными для расчега суточной потребности в калориях, животном белке и жире, пищевых волокнах (2 этап). Требуемое количество компонентов животного происхождения и рекомендации диетологов служат основой для разработки базы данных рецептур пищевых продуктов.

Па 3 этапе определяется оптимальная рецептура, рассчитывается ее энергетическая ценность и рекомендуемая суточная норма потребления. На заключительном этапе с помощью нейронной сети производился выбор оптимальной композиции по безразмерному показателю эффективности, а также с помощью коэффициентов пересчета выполняются вычисления энергетической ценности и суточной нормы потребления мясопродуктов для спортсменов, занимающихся различными видами спорта.

Созданная модель позволяет эффективно и быстро разработать рекомендации по рецептурному составу (без учета использования БАДов) и количественному потреблению пищевых продуктов.

В пятой главе представлены материалы по разработке технологии специализированных мясопродуктов с биологически активными добавками. В качестве сырьевых компонентов использовалось жилованпое мясо различных сортов и БАДы, в соотношениях, выявленных в результате анализа литературных источников и на основании проведенных расчетов по разработке рациональных композиций (гл. 3). В качестве БАДов в спортивном питании предложено использовать креатин и кверцетин. Для подтверждения целесообразности использования этих компонентов в рецептурах мясопродуктов исследованы изменения их молекулярных свойств под действием используемых технологических режимов, а также изучены антиоксидантные свойства кверцетина. С помощью приложения Ну-perChem выполнено полное трехмерное моделирование и визуализация молекул креатина и кверцетина и методами молекулярной механики и полуэмпирическим проведена оптимизация геометрии исследуемых биологически активных добавок, цель которой заключается в выборе наиболее устойчивых молекулярных структур.

► ею . |^0еИ5оиг« -..-иЫ«! ^ №«е8гс*я» • •' Ьатс« 4 Со*пМ 1ШЛ В ?

Рисунок 3 - Структурно-параметрическая модель использования мясопродуктов в рационе питания

В соответствии с исходными положениями квантовой механики переходы между различными уровнями энергии атомно-молекулярной системы сопровождаются поглощением или испусканием электромагнитного излучения. Вероятность перехода между двумя уровнями является мерой интенсивности спектральной полосы. Каждое электронное состояние характеризуется также степенью вырождения, то есть одному и тому же значению энергии может соответствовать несколько волновых функций. Исходя из изложенного, исследованы электронные спектры молекул креатина и кверцетина (рис, 4), и определены молекулярные свойства этих БАДов в возбужденном состоянии. На рис. 4 мера вероятности перехода выражена величиной силы осциллятора, которая представляет собой отношение коэффициента для спонтанного перехода с испусканием к постоянной затухания классического гармонического осциллятора (колеблющегося диполя). Поскольку интенсивность спектра пропорциональна величине дипольного момента перехода, запрещенные переходы не активны.

Результаты исследования молекул после геометрической оптимизации и в возбужденном состоянии свидетельствовали о том, что суммарная энергия молекул возрастает, для креа тина - с -38908,1 до -38829,7, для кверцетина - с -38908,1 до -38829,7 ккал/моль. Данные молекулярно-динамических и полуэмпирических расчетов подтвердили увеличение полярности молекул и понижение их устойчивости. Поскольку, креатин и кверцетин предполагается использовать в качестве биологически активных добавок при производстве вареных колбас для спортивного питания, технология приготовления которых включает термическую обработку, с помощью метода молекулярной динамики смоделировано изменение потенциальной энергии исследуемых БАДов в процессе варки при температуре 75 -85°С до 72°С в центре батона.

В результате рассчитана энергия активации и выявлено изменение потенциальной энергии молекул в процессе тепловой обработки. Для определения возможности использования креатина и кверцетина в технологии производства мя-

сопродуктов проведено сравнение энергии активации с результатами расчега потенциальной энергии до и после тепловой обработки (табл. 1).

Таблица 1 — Анализ изменения молекулярио-динамических свойств молекул

ккал/моль

Потенциальная энергия

Молекула Энергия ДО во время изменение

активации тепловой тепловой потепциалыюи

обработки обработки энергии

Креатин 78,4 -8,0434 24,3009 32,3443

Кверцетин 837,8 -20,2547 78,7638 99,0185

Полученные результаты свидетельствовали о том, что в процессе тепловой обработки мясопродуктов, исследуемые молекулы не будут переходить в возбужденное состояние и сохранят свои свойства, поскольку энергия активации для креатина и кверцетина выше показателя изменения потенциальной энергии (78,4 против 32,3443 и 837,8 по сравнению с 99,0185 ккал/моль соответственно).

Использование кверцетина при производстве мясопродуктов обусловлено, прежде всего, его антиоксидантными свойствам. В биологических мембранах окислению подвергаются преимущественно полинепасыщенпые жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов. При исследовании атомов кверцетина выявлено низкое значение заряда в районе 16, 17, 20 и 21 атомов кислорода (-0,250, -0,219, -0,237, -0,218 эВ соответственно), что подтверждает возможность использования этого химического соединения в качестве донора протона.

В качестве модельной липидной системы для исследования антиоксидант-ных свойств кверцетина был использован свиной боковой шпик с массовой долей жира 92,8%. Антиоксидантную активность (АОА) определяли путем изучения влияния кверцетина на показатели перекисного числа (ПЧ), характеризующего накопление первичных продуктов распада липидов. Исходя из суточных норм потребления животного белка и кверцетина, а также химического состава разработанной композиции мясопродукта установлено, что количество добавляемого ан-тиоксиданта в мясопродукты составит по отношению к жировой фракции 0,1%. С учетом технологии производства вареных колбасных изделий были исследованы четыре опытных модельных образца: 1 — исходная жировая фракция (контроль); 2 — жир измельченный и гомогенизированный; 3 — жир измельченный, гомогенизированный и термостатированный до 1=120С\ 4 - жир измельченный, гомогенизированный с добавление 0,1% кверцетина и термостатированный до 1=72°С.

В каждом образце определяли ПЧ по окончании технологической обработки и в процессе хранения в течение 10 суток. Полученные результаты (рис. 5) свидетельствуют о том, что после технологической обработки меньше всего перекис-ному окислению был подвержен контрольный образец (ПЧ = 0.007 ммоль активного кислорода / кг). Гомогенизация и термическая обработка липидного образца №3 способствовала значительному увеличению первичных продуктов окисления после технологической обработки (ПЧ = 0,030) и в процессе хранения, через десять суток перекисное число этого продукта увеличилось до 0,058 ммоль активного кислорода / кг. Измельченный и гомогенизированный модельный образец (№2)

на начальном этапе храпения содержал незначительное количество продуктов окисления лнпидов (0-2 суток ПЧ = 0,013), однако на 10 сутки 114 резко возросло (до 0,045), что подтверждает развитие цепной реакции. Не смотря па то, что липидный образец №4 (с добавлением кверцетипа) был гомогенизирован и термо-статирован, ПЧ его н момент изготовления было равно 0.01 1 и изменялось незначительно при хранении, па десятые сутки оно составило 0,021 ммоль активного кислорода / кг, что ниже, чем 114 (0,027) у контрольного образца.

Продолжительность зраи|!)ши. сутки

Рисунок 5 - Динамика накопления первичных продуктов окисления в модельных липидных образцах

Результаты исследований АОА кверцетипа подтвердили целесообразность его использования в рецептурах вареных колбасных изделий.

Спортивное питание с использованием сывороточного протеина обеспечивает прилив сил во время тренировок, а также увеличение скорости восстановления организма, в том числе и мышц. Исходя из рекомендаций врачей-диетологов и экономической целесообразности, в качестве добавки в мясопродукты предложено использовать сывороточный протеин КСВ-УФ-55. Данные исследований физико-химических показателей свидетельствовали о значительном количестве белка (59,2%) и невысоком содержании влаги (3,7) в исследуемом концентрате, однако низкая активная кислотность не позволит -эффективно применять его при производстве мясопродуктов. Учитывая проведенные ранее исследования, в концентрат сывороточных белков добавляли 4% хитозапа, заливали холодной водой температурой 16 - 18°С в соотношении 1:3, тщательно перемешивали и гомогенизировали в течении 3 минут при 3600 об/мин на лабораторном гомогенизаторе. Режимы гомогенизации и температура выбраны из учета возможности использования в производствен in,ix условиях имеющегося оборудования. Полученную массу делили па 3 части и хранили 16, 20 и 24 ч при 4 °С, но истечении времени выдержки каждый образец повторно гомогенизировали при тех же технологических режимах, активную кислотность определяли до и после вторичной гомогенизации'(табл. 2). Результат!,i проведенных исследований свидетельствовали, что пищевая добавка со сроком выдержки 24 ч имеет самое высокое значение активной кислотности -6.38. Увеличение скорости вращения гомогенизатора до 4000 об/мин и продолжительности хранения добавки в холодильнике способстковшю незначительному повышению показателя рМ.

Таблица 2 — Изменение активной кислотности при приготовлении пищевой добавки на основе КСБ-УФ-55

Гомогенизированная смесь Гомогенизированная смесь Добавка

КСБ-УФ-55, поды и через через через через через через

хнгозана (1:3:0,04) 16ч 20 ч 24 ч 16 ч 20 ч 24 ч

активная кислотность (рН)

5,35 5,43 5,51 5,75 6,12 6,25 6,38

В процессе повторного куттсрования пищевая добавка нагревалась до 10°С, поэтому перед составлением фарша се целесообразно охлаждать до температуры 4 - 6°С. Для оценки возможности применения разработанной технологии при производстве мясопродуктов изучены основные функционально-технологические свойства (ФТС) пищевой добавки. Показатели ВПС, ЖПС и набухаемости пище вой добавки имели достаточно высокие значения (230, 152, 223% соответственно). Эмульгирующая способность составляла 139 г жира /' 1 г белка. При исследовании микробиологических показателей установлено, что через 5 суток количество КОЕ МАФЛнМ в 1 г (4,2х 103) находилось близко к ПДК (5х 10'), в связи с этим установлен предельно допустимый срок хранения - 5 суток при 4°С. По результатам исследований разработана технологическая схема производства пищевой добавки для мясопродуктов на основе КСБ-УФ-55 (рис. 6).

Рисунок 6 - Технологическая схема производства пищевой добавки

Разработана и утверждена техническая документация на пищевую добавку для мясопродуктов на основе КСБ-УФ-55 (СТО № 88434482-02-2009).

С учетом ранее выполненных расчетов по разработке рациональной композиции (гл. 3) мясопродукта установлен состав рецептуры вареной колбасы «Спортивная». Исследованы основные качественные показатели разработанного вида продукции (табл. 3).

Анализ полученных данных свидетельствовал о том. что введение в рецептуру биологически активных добавок и пищевых волокон не сопровождается значительным изменением химического состава и положительно сказывается на структурно-механических характеристиках фаршей и выходе готового продукта.

Таблица 3 - Качественные показатели сырых фаршей и готовой продукции

_Е. Р. С-<0,05_

Показатели Сырой фарш Готовый продукт

Содержание, % -влаги 74,9 72,2

-жира - 6,2

-белка - 13,0

-минеральных веществ, в т.ч. поваренной соли 3,61 2,30

Величина рН 6,42 6,44

ВСС фарша, % к общей влаге 84,1 -

Степень пенетрацни, мм - 6,7

Выход, % к массе основного сырья - 122,5

Органолегггическая оценка, балл - 4,8

Опытный образец имел органолептическую оценку - 4,8 баллов. Данный факт подтверждает целесообразность использования биологически активных добавок в технологии вареных колбас для питания спортсменов. Результаты исследований служили основой при разработке технической документации на колбасу вареную «Спортивную».

На основании результатов количественной оценки распределения МАК определяется основной критерий оценки пищевого белка, который п символической форме выглядел следующим образом:

[/?, ~> тах;£и'Ш/<" min;]T " HAK -> min], 0,912—1; 0,0138 -» ОД 0,0 = 0.

По полученным результатам можно сделать вывод о том, что разработанный продукт является предпочтительным, ввиду того, что при условии рапного обеспечения организма анаболическим материалом, максимальная доля содержащихся в нем ПАК используется на анаболические цели, на биосинтез заменимых аминокислот приходится 0,0138 массовых долей, а па компенсацию энергозатрат организма незаменимые аминокислоты не используются. Установлено, что количество микроорганизмов не превышало допустимых требований, предусмотренных санитарными нормами и правилами. Себестоимость 1 т готовой продукции составляет- 120333,28 руб., прибыль- 15643,29 руб., рентабельность- 13%.

Шестая глава посвящена разработке методики анализа соответствия рецептурного состава мясопродуктов нормативным требованиям.

С целью получения дополнительной прибыли в настоящее время на мясоперерабатывающих предприятиях распространено внесение различных пищевых добавок, чаще всего применяется соевый белок. Наряду с этим в рецептурах подавляющего большинства вареных колбас наблюдается использование низкосортного мяса вместо сырья более высокого качества, присутствуют импортные пищевые добавки неизвестного состава разнообразных торговых марок. Практика

показывает, что качество этих колбас, как правило, ниже но сравнению с изделиями, выработанными с учетом нормативных требований.

При разработке методики на предварительном этапе был выполнен анализ химического и аминокислотного составов сырья, используемого в колбасном производстве. Исходя из количества анализируемых компонентов, был составлен план смеси и массив входных переменных (компонентов рецептуры). Для каждого варианта было рассчитано содержание сухих веществ, белка и жира (в том числе в пересчете на сухое вещество), аминокислотный состав (ио незаменимым аминокислотам и оксипролину), сумма незаменимых аминокислот (HAK). Контроль ок-сипролина необходим для оценки наличия в мясопродуктах соединительной ткани и обеспечивает возможность определить соответствие рецептуры нормативным количествам сортового жилованпого мяса и пищевых добавок. В соответствии с разработанной рецептурой колбасы вареной «Спортивной» в лабораторных условиях был изготовлен опытный образец (Sample) и исследованы его основные качественные показатели. Методом кластерного анализа установлена полная идентичность нормативным требованиям изготовленного образца.

Для окончательной оценки эффективности разработанной методики был изготовлен опытный образец по рецептуре колбасы вареной «Столичной» высшего сорта Результаты лабораторного анализа и расчетные показатели были внесены в базу данных. I Ia рис. 7 в анализируемом кластере интервал расчетных данных (с учетом ошибки эксперимента) рецептуры колбасы столичной расположен между показателями «Standart», а результаты исследований химического и аминокислотного составов опытного образца обозначены термином «sample».

Исследуемые показатели Рисунок 7 - Результаты кластеризации исследуемых вариантов

Внутри исследуемого диапазона выявлено четыре варианта композиций незначительно отличающихся по своей цветовой гамме и, следовательно близких

I [ифры 52, 53, 52, 32, 62, 43 на диаграмме соответствуют интенсивности окраски полосы исследуемого варианта (sample) ио соответствующим показателям (сравнение образов по цветовой гамме).

по своим качественным характерист ика к прогнозируемым показателям (sfandart, sample, standart, 58). Исследование факторных показателей образца № 58 выявило наличие в нем незначительног о количества соевых белковых препаратов В связи с изложенным, по разработанной методике для каждого вида мясопродуктов целесообразно создавать отдельный кластер. В результате анализа получают каргу Кохонена по которой можно дать качественную оценку исследуемого образца (рис. 8).

Рисунок 8 — Карта Кохонена анализа соответствия рецептур мясопродукт ов нормативным требованиям

В соответствии с проведенными аналитическими и экспериментальными исследованиями в дополнение к существующим методам оценки качества мясопродуктов предложена методика определения соответствия рецептур нормативным требованиям. Разработанная методика апробирована при анализе качественных характеристик колбас вареных «Спортивной» и «Столичной» высшего сорта.

ВЫВОДЫ

1. Обоснована и экспериментально доказана разработка структурно-параметрической модели формирования индивидуального питания и технологии функциональных мясопродуктов с биологически активными добавками для спортсменов.

2. В результате анализа суточных норм потребления эссенциальных ингредиентов и рекомендаций врачей-диетологов для различных категорий граждан, в том числе для спортсменов разработаны рациональные композиции мясопродуктов, в которых основная доля незаменимых аминокислот используется на анаболические нужды (коэффициент утилитарности - 0,858 - 0,936 долей).

3. Методами экспертных оценок, парных сравнений и модифицированных рангов по результатам эксперимента выполнена оценка эффективности вариантов

композиций и установлено соотношение белоксодержащего сырья в рецептуре вареной колбасы для питания спортсменов.

4. С помощью Data Mining разработана структурно-параметрическая модель использования в рационе питания мясопродуктов, позволяющая в зависимости от возраста, пола, роста и веса спортсмена определить тип телосложения, рекомендуемую рецептуру, ее энергетическую ценность, суточную норму потребления калорий, животного белка, жира и пищевых волокон.

5. На основании исследования энергии активации и молекулярных характеристик, рекомендуемых БАДов креатина и кверцетина, обоснована целесообразность их использования в технологии мясопродуктов. Изучение антиоксидантных свойств кверцетина показало, что измельченный, гомогенизированный и термостатированный липидный образец с добавлением кверцетина имел невысокое пе-рекисное число в момент изготовления (0,011), которое на десятые суч ки хранения составило 0,021 ммоль активного кислорода / кг, что ниже, чем у исходного контрольного образца (0,027).

6. Разработана технология получения пищевой добавки для мясопродуктов на основе КСБ-УФ-55, заключающаяся в гомогенизации (3600 - 4000 об/мин, 3 мин) концентрата сывороточных белков и хитозана в холодной воде (в соотношении 1:0,04:3 соответственно), выдержке смеси в холодильной камере (не менее 1 суток при 4°С), повторной гомогенизации при тех же технологических режимах, охлаждении добавки (до 4 - 6°С) и хранении (в случае необходимости при 4°С до 5 суток).

7. На базе рациональной композиции мясопродукта разработана технология производства колбасы вареной с креатином, кверцетином и пищевой добавкой на основе концентрата сывороточных белков КСБ-УФ-55. Качественные характеристики сырых фаршей и готовой продукции соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Установлено что, максимальная доля, содержащихся в белковом компоненте НАК, используется на анаболические цели (0,912 долей).

8. Разработана и утверждена техническая документация на пищевую добавку для мясопродуктов на основе КСБ-УФ-55и колбасу вареную «Спортивную». Все стадии технологического процесса проверены в опытно-промышленных условиях общества с ограниченной ответственностью «ИНТЕР - 2000» и на предприятии индивидуального предпринимателя Иванова М. А.

9. В дополнение к существующим методам определения качества мясопродуктов на базе карт Кохопепа разработана и апробирована методика оценки соответствия рецептур нормативным требованиям.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Щедрина, Т. В, Исследование связывающей способности ионов свинца и никеля пищевой добавкой [Текст] /В. В. Садовой, Т. В. Щедрина // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы совершенствования производства пищевых продуктов с высокими потребительскими свойствами па основе улучшения качества животно водчеекото сырья», т. 3. - Волгоград: ГУ ВНИТИ, 2002. - С.26-30

2. Щедрин!!, Т. В. Обработка результатов жеперемента по созданию композиции с заданными свойствами с использованием методики нейронных сетей [Текст] /В. В. Садовой, Т. В.

Щедрина // Сборник научных трудов «Продовольствие», вып.5. - Ставрополь: Сев-КавП'У, 2002.-С112-115.

3. Щедрина, Т. В. Изучение сорбцнопной способности композиционной добавки па основе пищевых волокон [Текст] / В. В. Садовой, 'Г. В. Щедрина // Научно-практическая конференция «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сыр!.я при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения». Углич,- РАСХН, 2002. - С.449-453.

4. Щедрин.!, Т. В. Современные подходы к организации здорового питания школьников [Текст] / М. П. Могильный, Т. В. Щедрина, С. Н. Холодова // 1 Всероссийская конференция «Центры оздоровительною питания - региональная политика здорового питания населения».-Новосибирск: Сибмеднздат НГМУ.2006- С.227-228

5. Щедрина, Т. В. Развитие диетического питания па курорте [ Текст] / Т. В. Щедрина, Е. Н. Холодова // Материалы Международной научно-практической конференции. «Стратегия развитая индустрии гостеприимства и туризма». - Орел, ГГУ,2007.- С. 170-171

6. Щедрина, Т. В. Использование нетрадиционного сырья в работе предприятий общественного питания [Текст] / Т. В. Щедрина // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние н перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания,- Челябинск: ЮУГУ,2007.-С.165-167.

7. Щедрина, Т. В. Возможности использования пищевых добавок в общественном питании [Текст] / Т. В. Щедрина, Е Д. Дмелькнна // «Окно в пауку» Научные труды № 30 (Чаек, Ш) -Пятигорск: Рекламно-информационное агентство на КМВ, Технологический университет, 2007,- 196с. С.47-48.

8. Щедрина, Т. В. Использование пищевых волокон в диетических мясных продуктах [Текст] / И. А.Трубина, В. В. Садовой, Т. В. Щедрина, С. Н. Шлыков // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: Сборник материалов Ш Международного симпозиума. - Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2008. -С.80-82.

9. Щедрина, Т. В. Разработка многокомпонентной пищевой добавки с заданными функционально-технологическими характеристиками [Текст] / О. Ю. Шматько, Т. В. Щедрина, А. С. Новосельцева // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: Сборник материалов Ш Международного симпозиума. - Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2008. -С. 157-160.

10. Щедрина, Т. 1?. Использование хитозана в технологии мясопродуктов [Текст] / Т. П. Щедрина, О. Ю. Шматько, С. Н. Шлыков // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: Сборник материалов III Международного симпозиума. — Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2008.-С.218-220.

11. Щедрина, Т. В. Использование фнтопрспсратов в технологии мясопродуктов профилактической направленности [ Текст] / Г. И. Касьянов, И. А. Трубииа, Д. Д. Запорожский,

Т. В. Щедрина, В. В.Садовой // Краснодар: Известия ВУЗов. Пищевая технология. №1, 2009. - С. 4142.

12. Щедрина, Т. В. Обоснование использования хитозана при производстве мясопродуктов [Текст] / О. Ю. Шматько, В. В. Садовой, Т. В. Щедрина// Статья Материалы XIII научно-технической конференции «Вузовская наука - Северному Кавказскому рег иону». 'Том первый. Естественные и точные пауки. Технические и прикладные науки. Ставрополь: СсвКавГГУ, 2009.-С. 151-152.

13. Щедрина, Т. 15. Перспектив!,! использования амшюиолисахарилоп в пищевой технологии [Текст] / Т. В. Щедрина, Д. Г.Храмцов, В. В.Садовой, //Статья. Бнотехпологические системы и инновационные технологии производства продуктов питания как один из инструментов реализации «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продолольст/шя па 2008-20J2 годы». Материалы международной научно-практической конференции факультета биотехнологии, товароведения и экспертизы тонаров. - нос, I 1срсппповскин, ДопГДУ, 2000. - С. 60-63.

14. Щедрина, Т. В. Лшоригм проектирования многокомпонентных составов пищевых продуктов [Текст] / Т. В. Щедрина, Л. Г. Храмцов, В. В. Садовой, // Биотехнологическиг системы и инновационные технологии производства продуктов питания как один из инструментов реализации «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы». Материалы международной научно-практической конференции факультета биотехнологии, товароведения и экспертизы товаров. - пос. Персиановский, ДонГАУ, 2009. - С. 63-65.

15. Щедрина, Т. В. Использование пищевых волокон в рациональном питании [Текст] / Г. В. Щедрина, С. А. Левченко, В. В. Садовой, // Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность. Материалы международной научно-практической конференции. Кубанский государственный аграрный университет. - Краснодар, 2009. - С. 183-187.

16. Щедрина, Т. В. Проектирование функциональных пищевых продуктов методами DATA MINING [Текст] / Л. А. Аралина, Т. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность. Материалы международной научно-практической конференции. Кубанский государственный аграрный университет. - Краснодар, 2009. -С.363-366.

17. Оптимизация состава пищевых продуктов с биологически активными добавками [Текст] / М. А .Сслимов, С. А. Левченко, Г. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность. Материалы международной научно-практической конференции. Кубанский государственный аграрный университет. - Краснодар, 2009. — С.452-458.

18. Щедрина, Т. В. Разработка технологии производства изделий из мяснойрубленой массы с растительными добавками [Текст] / Т. В. Щедрина, XI Всероссийский Конгресс диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» 30 ноября-2 декабря 2009 года. LI1 Всероссийская научно-практическая конференция детских диетологов. - Москва, 2009. - С. 186.

19. Щедрина, Т. В. Анализ соответствия рецептурного состава пищевых продуктов нормативным требованиям [Текст] / А. Г. Храмцов, Г. В. Щедрина, В. Е. Жидков, А. В. Жцдков, В. В. Садовой// Храпение и переработка сельхоз сырья. - 2010. - № 2 - С. 39-^tl.

20. Щедрина, Т. В. Оптимизация качественных характеристик и состава рецептурных композиций функциональных мясопродуктов [Текст] / Т. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: в 3 т. Том 111: Качество. Экономика. Образование: сборник материалов Ш Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Челябинск, 11 декабря 2009г. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010 - С.251-254.

21. Щедрина, Т. В. Теоретическое обоснование использования методов DATA MINING для совершенствования технологии функциональных мясопродуктов [Текст] / Т. В.Щедрина,

В. В.Садовой, // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: в 3 т. Том Ш: Качество. Экономика. Образование: сборник материалов Ш Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Челябинск, 11 декабря 2009г. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010-С. 254-257.

22. Щедрина, Т. В. Оценка сбалансированности продуктов питания для различных групп населения [ Текст] / Т. В. Щедрина, Ю. В. Шпак, В. В. Садовой, // Развитие инновационных направлений в образовании, экономике, технике и технологиях. Межвузовская научно-ирактнчсская конференция. Часть П. т. Ставрополь: Ставропольское книжное издательство «Мысль», 2010. - С. 175-180.

23. Щедрина, Т. В. Исследование молекулярных свойств биологически активных добавок для функционального питания [ Текст] / Т. В. Щедрина, М. А. Сслимов, В. В. Садовой, // Инновационные направления в пищевых технологиях /Материалы 1У международной научпо-пракшческой конференции 19-22 октября 2010 т. Пятигорск: РИА-КМВ.-2010 С. 245-247.

24. Щедрина, Т. В. Исследование поверхности потенциальной энергии биологически активных добавок [Текст] / Т. В. Щедрина, М. А. Селимое, В В. Садовой, // Инновационные

направления в пищевых технолог иях /Материалы 1У международной научно-пракгаческой конференции 19-22 октября 2010 г. Пятигорск: РИЛ-КМВ.-2010 С. 247-250.

25. Щедрина, Т. В. Разработка рецептурных композиций функциональных мясопродуктов с пищевыми волокнами [Текст] / Т. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Инновационные направления в пищевых технологиях /Материалы 1У международной паучно-пракшческой конференции 19-22 октября 2010 г. Пятигорск: РИД-КМВ.-2010 С. 250-252.

26. Щедрина, Т. В. Теоретическое обоснование использования методов DATA MINING для совершенствования технологии функциональных мясопродуктов [Текст] / Т. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Научные труды № 33 (Часть УШ) «Дни науки» - Пятигорск: издательство «Технологический университет», 2010 - С.18-21.

27. Щедрина, Т. В. Расширение ассортимента продукции с лечебно-профилактическими свойствами [Текст] / Т. В. Щедрина, В. В. Садовой, // Материалы XII Всероссийского Конгресса диетологов и путрицмологон с международным участием 29 ноября - 1 декабря 2010г М.: С.98-99

28. Щедрина, 'Г. В. Разработка композиций мясопродуктов для индивидуального питания [Текст] / Г. И. Касьянов, Т. В. Щедрина, М. Л. Селпмов, В. В Садовой // Известия вузов. Пищевая технология. - 2011. - № 2 - 3 - С. 104 - 107.

29. Щедрина, Т. В. Моделирование технологических процессов в пищевой промышленности: Учебно-методическое и справочное пособие [Текст] / Л. В. Жидков, В. П. Жидков, И. Ф. Горлов, В. В. Садовой, Ю. М. Нелепоп, Т. В. Щедрина / Под ред. д-ра техн. наук, проф. А. Е. Паиича. - Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2011. - 161 с.

30. Щедрина, Т. В. Параметрическое моделирование состава пищевых продуктов для индивидуального питания [Текст] / А. Г. Хрампов, М. А. Сслнмов, Т. В. Щедр™ ia, В. В. Садовой // Хранение и переработка сельхоз сырья. - 2011. - № 6.

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать ¡9.09.2011 Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. - 1,5 Уч.-изд. л. - 1 Ьумага офсетная. Печать офсетная. Заказ №311. Тираж 100 экз. ФГБОУ ВГЮ « Северо-Кавказский государственный технический университет» 355028, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Издательство ФГКОУ ВГЮ «Северо-Кавказский государственный технический университет» Отпечатано в типографии СевКавПГУ

61 11-5/3461

ФГБОУ ВПО «Пятигорский государственный гуманитарно-технологический университет»

На правах рукописи

Щедрина Татьяна Викторовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МЯСОПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и

холодильных производств

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., доцент Садовой В. В.

Ставрополь, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

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

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................7

1.1. Основные принципы формирования индивидуального питания... 7

1.2. Рациональное питание спортсменов..........................................................................19

1.3. Пищевые добавки для спортсменов............................................................................26

1.4. Принципы создания специализированных мясопродуктов повышенной пищевой ценности.................................................. 36

1.5. Цель и задачи исследований............................................... 39

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................. 41

ё2.1. Характеристика объектов исследования и условия проведения эксперимента.......................................................................... 41

2.2. Методы исследований......................................................... 44

2.3. Математическое планирование и обработка экспериментальных

данных.................................................................................. 48

Глава 3. РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИЙ МЯСОПРОДУКТОВ

ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПИТАНИЯ................................... 51

3.1. Расчет норм потребления основных эссенциальных компонентов

в индивидуальном питании................................................................................................................51

3.2. Разработка рациональных по аминокислотному составу композиций мясопродуктов.................................................................................................59

3.3. Изучение основных качественных характеристик мясопродуктов.. 72

3.4. Оценка эффективности композиционных составов мясопродуктов для питания спортсменов........................................................... 76

3.5. Заключение....................................................................... 81

Глава 4. СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МЯСОПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ.............. 83

Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МЯСОПРОДУКТОВ С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ДОБАВКАМИ...................... 97

5.1. Исследование молекулярных свойств креатина и кверцетина......... 97

5.2. Исследование антиоксидантных свойств кверцетина................... 109

5.3. Разработка технологии получения пищевой добавки на основе концентрата сывороточных белков.............................................. 111

5.4. Исследование основных качественных характеристик модельных фаршевых систем и мясопродуктов.............................................. 116

5.5. Заключение....................................................................... 121

Глава 6. АНАЛИЗ СООТВЕТСТВИЯ РЕЦЕПТУРНОГО СОСТАВА МЯСОПРОДУКТОВ НОРМАТИВНЫМ

ТРЕБОВАНИЯМ................................................................... 123

ВЫВОДЫ............................................................................. 133

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................ 135

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................... 155

ВВЕДЕНИЕ

Физиологическая потребность в энергии и пищевых веществах - это необходимая совокупность алиментарных факторов для поддержания динамического равновесия между человеком и окружающей средой и направленная на обеспечение жизнедеятельности, сохранения и воспроизводства вида и поддержания адаптационного потенциала [65]. Адекватное питание - необходимое условие в комплексе мер по поддержанию здоровья на высоком функциональном уровне, по реабилитации, восстановлению, профилактике и излечению патологий.

Разработка индивидуальной диеты начинается с установления индивидуальных норм не только по калорийности, содержания жиров, белков и углеводов, но и по более широкому спектру нутриентов (холестерин, биологически активные добавки, в том числе антиоксиданты, клетчатка, витамины, минеральные вещества и др.). Эти нормы зависят от пола, возраста, типа телосложения, образа жизни, вредных привычек, индивидуальных особенностей организма человека, от текущего состояния его здоровья. Существует также множество особенностей индивидуального питания, таких, как пищевые предпочтения, зависимость от аллергии, индивидуальная усвояемость, особенности пищеварения и многое другое.

Осознав свою уникальность, легко понять идею о необходимости создания своего индивидуального меню. Но для того, чтобы прийти к грамотной организации питания, необходимо рассматривать этот процесс с позиции индивидуального взаимодействия человека с пищей, применяя при этом весь накопленный багаж знаний о ценности, полезности, сбалансированности и совместимости тех или иных продуктов применительно к каждому конкретному человеческому организму.

При разработке современных технологий мясопродуктов немаловажное значение имеет компонентный состав используемого сырья, позволяющий регулировать пищевую ценность и функционально-технологические свойства

(ФТС) готовых изделий, а также прогнозировать ожидаемый терапевтический эффект.

Значительный вклад в развитие научных исследований по разработке композиций и индивидуальных норм потребления пищевых продуктов, совершенствования технологий производства функциональных мясопродуктов внесли Тутельян В. А., Антипова Л. В., Баранов А. А., Рогов И. А., Липатов Н. Н., Липатов Н. Н. (мл.), Жаринов А. И., Лисицин А. Б., Большаков О. В., Касьянов Г. И., Толстогузов В. Б., Титов Е. И., Бражников А. М., Храмцов А. Г., Каганов Б. С., Евдокимов И. А., Журавская Н. К., Kitagawa S., Takakii F., Sakamoto S. и другие. Российскими и зарубежными учеными показана актуальность использования в рационе питания пищевых продуктов (в том числе мясопродуктов) комбинированного состава, базирующихся на принципах полного удовлетворения физиологических потребностей различных категорий граждан в эссенциальных компонентах.

Научные исследования часто показывают недостаток питательных веществ у спортсменов. На это влияют, с одной стороны, недостаточное обеспечение организма полноценными белками, высококачественными жирами, витаминами, минеральными веществами и биологически активными добавками в базовом питании, с другой сторон - потребность в этих веществах у спортсменов выше, чем у основной массы населения. Повышенная потребность проявляется, прежде всего, из-за повышенных спортивных нагрузок, а также из-за слабого усвоения питательных и действующих веществ в кишечнике.

У спортсменов-любителей нехватка питательных веществ встречается чаще, чем у профессионалов, поскольку их организм менее приспособлен к нагрузкам. В качестве последствий нехватки питательных веществ можно выделить быстрое утомление, повышенную предрасположенность к травмам, снижение работоспособности и энергии, замедленное восстановление после соревнований, инфекционные заболевания вследствие ослабления иммунной системы и как результат - тяжелые болезни.

Именно в спорте оптимальное питание должно быть индивидуальным, т.е. направленным на особенные потребности каждого в отдельности. Это объясняется тем, что потребность в энергии и жизненно-необходимых веществах зависит не только от возраста и пола, но и от продолжительности занятий спортом, от вида спорта и интенсивности нагрузок на организм.

Индивидуальное оптимальное питание для высоких достижений и хорошей физической формы должно состоять из сбалансированного основного питания и целевого дополнительного питания. Сбалансированность рациона может быть достигнута за счет разработки технологий функциональных мясопродуктов с направленным терапевтическим действием.

При включении в рацион питания спортсменов функциональных мясопродуктов необходимо также учитывать механизм естественной толерантности в результате длительного взаимодействия иммунной системы с пищей, обладающей повышенными иммуногенными свойствами.

В связи с вышеизложенным, можно отметить, что разработка научных принципов обоснования структуры индивидуального питания и разработка технологии специализированных мясопродуктов для спортсменов является актуальной проблемой, имеющей большое научное и практическое значение.

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Основные принципы формирования индивидуального питания

Медицинская наука раскрыла биологические законы питания, разработала и обосновала концепцию рационального питания человека, учитывающую его социальную деятельность, возраст, пол и характер труда. Взрослое способное население разделено на пять групп в зависимости от интенсивности физического труда (энергозатрат), выделены возрастные группы населения, различающиеся по потребностям в пищевых веществах. На основе этих представлений сформулированы рекомендации по оптимальным рационам питания для различных групп населения. Обоснован разумный режим питания и разработаны биологические основы питания человека [10, 31, 101, 139]:

- потребности человека в энергии и пищевых веществах зависят от возраста, пола и характера выполняемой работы;

расход организмом энергии пищевых веществ должен уравновешиваться поступлением их с пищей;

- органические и минеральные вещества пищи должны быть сбалансированы между собой применительно к потребностям организма и представлены в определенных соотношениях;

- организм человека нуждается в поступлении ряда органических веществ в готовом виде (витамины, ряд аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот и другие компоненты), не имея возможности синтезировать их из веществ пищи;

- сбалансированность пищи достигается за счет ее разнообразия, включения в рацион пищевых продуктов разных групп;

- состав пищи и, соответственно, набор пищевых продуктов должны отвечать индивидуальным особенностям организма;

- воздействие пищи может усилить или ослабить работу систем организма, усиление под действием пищи одних функций может сопровождаться

Таблица 1.1- Суточная потребность в белках, жирах, углеводах и калориях

работоспособных мужчин и женщин [154]

Группа Возраст, лет Мужчины Женщины

белки, г жиры, г углеводы, г энергия, тыс. кДж белки, г жиры, г углеводы, г энергия, тыс. кДж

всего в т. ч. животные всего в т. ч. животные

Работники преимущественно умственного труда 18-29 91 50 103 378 11,7 78 43 88 324 10,1

30-39 88 48 99 365 11,3 75 41 84 310 9,6

40-59 83 46 93 344 10,7 72 40 81 297 9,2

Работники, занятые легким физическим трудом 18-29 90 49 110 412 12,6 77 42 93 351 10,7

30-39 87 48 106 399 12,2 74 41 90 337 10,3

40-59 82 45 101 378 11,5 70 39 86 323 9,8

Работники среднего по тяжести труда 18-29 96 53 117 440 13,4 81 45 99 371 11,3

30-39 93 51 114 426 13,0 78 43 95 358 10,9

40-59 88 48 108 406 12,4 75 41 92 344 10,5

Работники тяжелого физического труда 18-29 102 56 136 518 15,5 87 48 116 441 13,2

30-39 99 54 132 504 15,1 84 46 112 427 12,8

40-59 95 52 126 483 14,5 80 44 106 406 12,2

Работники, занятые особо тяжелым физическим трудом 18-29 118 65 158 602 18,0 - - - - -

30-39 113 62 150 574 17,2 - - - - -

40-59 107 59 143 546 16,3 - - - - -

ослаблением других, человек поставлен природой перед выбором целей питания: ему приходится решать, какую из функций он желает усилить;

- пища должна быть безопасной для человека, а применяемые кулинарные приемы ее обработки не должны ему вредить [49, 62, 68, 86];

- работа организма подчинена биоритмам, следуя им, человек должен соблюдать режим питания.

Поскольку индивидуальные потребности в пищевых веществах и энергии существенно различаются в зависимости от пола, возраста, характера труда, физической нагрузки, физиологического состояния, наличия заболеваний и т.д., разработаны научные рекомендации о наиболее общих принципах питания современного человека. Чтобы сохранить здоровье, необходимо учитывать основные требования, базируясь на принципах рационального или сбалансированного питания [56, 93, 95, 120, 139].

Рациональное или сбалансированное питание - это процесс поступления в организм и усвоение им веществ, необходимых для покрытия энергетических и пластических затрат, построения и обновления тканей и регуляции функций. Различают эндогенное питание за счет запасов питательных веществ в организме и экзогенное - за счет питательных веществ, поступающих из внешней среды. У современного человека значительно ослаблен инстинкт к эндогенному питанию в ущерб своему организму. Избыточное питание способствует развитию таких болезней, как ожирение, атеросклероз, сахарный диабет и др. [53, 55, 69, 82, 139].

К основным требованиям, предъявляемым к рациональному питанию относятся [69, 82, 139]:

• достаточная энергетическая ценность пищи;

• оптимальный качественный и в меньшей степени количественный состав пищи;

® достаточный объем пищи и жидкости;

• деление суточного рациона на части;

• прием совместимых пищевых продуктов;

• употребление свежих продуктов, не подвергнутых различным обработкам;

• максимальное исключение из употребления соли, сахара, алкоголя, кофе, какао, чая, шоколада;

• систематическое очищение организма от шлаков.

Основой жизнедеятельности человеческого организма является постоянный обмен веществами с окружающей средой. Из нее человек получает кислород, воду и пищу. Если пищевые продукты наилучшим образом обеспечивают все физиологические потребности организма, значит характер питания сбалансирован с состоянием организма и внешними условиями. Известно, что нутриенты, поступающие в организм с продуктами питания, активно влияют на интенсивность метаболических процессов на всех уровнях. Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеку требуется не менее 2000 питательных веществ. Наш организм способен синтезировать лишь некоторые из них. Пищевые вещества, которые необходимы организму, но не образуются в нем, называют незаменимыми (эссенциальными). Отсутствие этих веществ в рационе вызывает заболевания. В настоящее время известно 46 незаменимых пищевых веществ. Не синтезируются в организме незаменимые аминокислоты, некоторые витамины, ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды и минеральные вещества. Все эти ингредиенты необходимы для нормальной работы организма [10, 24, 99].

Пищевые вещества должны поступать в организм в определенном соотношении, питание должно быть сбалансированным. И только в этом случае они будут усваиваться организмом. Сбалансированное питание обеспечивает нормальное протекание обмена веществ.

Любое изменение в соотношении компонентов пищи влечет за собой необходимость изменения количества остальных балансирующих веществ.

Как уже отмечалось ранее на формирование индивидуального питания существенное влияние оказывают возраст, пол, характер трудовой деятельности, тип телосложения.

Людям молодого возраста нужно потреблять не менее 100 г мяса или рыбы и 100 г творога. Рекомендуется выбирать мясо нежирных сортов: телятину, говядину. Известно, что структура питания пожилых и старых людей отличается от других категорий граждан. Для здоровых людей преклонного возраста нет запрещенных продуктов и блюд, а только более или менее предпочтительных. Пожилым людям рекомендуется использовать в рационе до 30% белков за счет молочных продуктов. Это в первую очередь обезжиренный творог (до 100 г в день), как менее калорийный и обладающий более высоким содержанием белков. Среди животных жиров главное место должно занять сливочное масло как наиболее легкоусвояемое. Поэтому доля мясных белков в рационе пожилого человека составляет не более 30% от общего количества суточного потребления белка [149].

Характерные отличия суточной потребности в белках, жирах, углеводах и калориях в зависимости от пола иллюстрируют материалы табл. 1.1, которые свидетельствуют о более низкой калорийности рациона у женщин за счет основных ингредиентов пищи.

Существенным фактором в формировании индивидуального питания является тип телосложения.

Тип телосложения - это комплекс признаков, характеризующих не только внешний вид человека, но и его характер, физические способности, склонность к развитию тех или иных заболеваний, и даже к определенному виду питания. Если исходить из того, что людям с разной конституцией свойственны определенные заболевания, то, отталкиваясь от этого, можно рекомендовать им питание, предупреждающее развитие этих заболеваний или облегчающее их течение. Люди с нормостенической конституцией (с нормальным типом телосложения), как правило, имеют хорошее здоровье и обмен веществ. Нормостеников принято считать «мышечным типом», поэтому в их питании должно быть достаточно продуктов, богатых белком (например рыбы, птицы, постного мяса). При избытке углеводов и жира может проявиться склонность к избыточному весу и заболеваниям сердца. В повседневном питании

нормостеники должны придерживаться разумного подхода к калорийности рациона. Необходимо ограничивать продукты и блюда, содержащие большое количество животного жира и простых углеводов. Для улучшения работы сердца полезно ограничить потребление поваренной соли и стараться обогащать раци�