автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Теоретические и практические аспекты нового подхода к созданию потребительских свойств продуктов питания специального назначения на основе поликомпонентных смесей натуральных ингредиентов

На правах рукописи

ПОВЕРИН Антон Дмитриевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НОВОГО ПОДХОДА К СОЗДАНИЮ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ НАТУРАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ

05.18.15 - «Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специального назначения и общественного питания»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2011

2 4 Мдр 2011

4841515

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Московском Государственно? Университете Технологий и Управления им. К.Г. Разумовского (МГУТУ) н кафедре «Технология продуктов питания и экспертизы товаров».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Тырсин Юрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Красуля Ольга Николаевна доктор технических наук, профессор Бурмистров Геннадий Павлович доктор технических наук, профессор Шатнюк Людмила Николаевна

Ведущая организация:

Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова.

Защита состоится « /2- » У 2011 года, в /V часов на заседанш Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.05 пр! ФГОУ ВПО «Московский Государственный Университет технологий \ управления» им. К.Г. Разумовского, по адресу: 109029, г. Москва, ул Талалихина, дом 31, ауд. 13 (первый этаж).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского

Автореферат размещён на сайте ФГУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru

Автореферат разослан:«_»_201_г.

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.122.05 Кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы Актуальность темы. Современная наука о функциональном питании - это фундаментальная, эффективно развивающаяся отрасль человеческих знаний, объективно объединяющая большинство современных достижений науки и техники. В соответствии с принятой в Российской Федерации концепцией политики в области охраны здоровья - решение проблем функционального питания является одной из важнейших общегосударственных задач. В соответствии с рядом постановлений Правительства Российской Федерации -главной задачей отечественной пищевой индустрии является скорейшее насыщение товарного рынка страны новыми, высококачественными и безопасными функциональными продуктами, способными сбалансировать и упорядочить структуру питания, а также обеспечить проведение ряда целенаправленных мероприятий по широкомасштабной профилактике здоровья населения страны.

На основании выше изложенного, автором впервые предпринята попытка комплексного решения ряда базовых теоретических, технических и прикладных проблем, определяющих широкое промышленное производство продуктов питания специального назначения (далее по тексту - ПГТСН). В качестве базовой товарной формы этих продуктов выбраны поликомпонентные напитки, изготовленные из новых физиологически функциональных ингредиентов, что вполне закономерно, как с точки зрения их специального применения и использования в ВС РФ, МЧС, МВД и ИТУ, так и в связи с тем, что напитки прочно вошли в структуру каждодневного питания населения страны и способны эффективно обеспечить системный пролонгированный вариант «доставки» питательных и функциональных биологически активных веществ в организм человека, находящегося в экстремальных условиях.

Весомый вклад в создание и развитие теоретических основ промышленного производства функциональных продуктов питания внесли такие ученые, как: В.Г. Высоцкий, Г.Б. Гаврилов, М.В. Гернет, А.Ф. Доронин, И.А. Евдокимов, Г.И. Касьянов, A.A. Кочеткова, П.Ф. Крашенинин, А.Е. Краснов, К.С. Ладодо, H.H. Липатов, H.H. Липатов (мл.), М.Ф. Нестерин, А.П. Нечаев, В.Х.

Паронян, A.A. Покровский, Т.С. Попова, И.А. Рогов, ЮЛ. Свириденко Н.А.Тихомирова, Э.С.Токаев, В.А.Тутельян, Ю.А. Тырсин, A.M. Уголев, В.Д Харитонов, А.П. Чагаровский, A.M. Шалыгина, В.А. Шатерников, R. Atkins Е. Bauernfeind., S. Bengmark, V. Kurovanagi и др.

В своих работах большинство выше указанных авторов отмечали, чт важнейшим направлением дальнейших научных исследований, связанных проблемами функционального и специального питания является разработка новых теоретических подходов к созданию комплексных технологи? производства поликомпонентных пищеконцентратных смесей на основ физиологически функциональных ингредиентов, а также оптимизации их компонентного состава. В этой связи отмечено, что плохо изучены и разработаны методы математического моделирования выше указанных технологических процессов и оптимизации компонентного состав? функциональных продуктов питания. Это, в сою очередь тормози комплексное решение большинства практических задач, связанных с производством функциональных продуктов питания, в том числе: создание новых технологий и аппаратных схем; разработку методик определения качества и безопасности сырьевой и конечной продукции; расширение ассортимента исходных биологически активных сырьевых компонентов; изучение их биохимического состава и т.д. В связи с выше изложенным, базовую основу работы составила разработка математического аппарата, позволяющего спланировать и оптимизировать все дальнейшие исследования и практические разработки по теме исследований.

Анализ ассортиментного состава исходных сырьевых компонентов выявил их скудность, что подтвердило актуальность разработки новых технологий производства ряда необходимых ингредиентов, в том числе; полноценных белковых компонентов в форме порошковых аминокислотных гидролизатов; витаминных комплексов; полиненасыщенных жирных кислот, а также компонентов антиоксидантного ряда. Наиболее перспективным источником большинства незаменимых аминокислот, являющихся базовой основой функциональных продуктов питания являются протеины животных и рыбы.

Важным преимуществом технологии производства аминокислотных препаратов из рыбного сырья является возможность использования в качестве ферментов для проведения процесса гидролиза белков - собственных протеолитических ферментов ее желудочно-кишечного тракта. Такой метод позволяет: осуществить эффективную переработку сырья с целью получения инстантного порошка «Сухого ферментативного аминосодержащего гидролизата» (далее по тексту «СФАГ-2»), необходимого для последующего создания на его основе серии рецептур поликомпонентных функциональных напитков; существенно снизить себестоимость выпускаемой продукции, осуществив замену дорогостоящих ферментов на их природные аналоги; улучшить качество и количество выпускаемой конечной продукции за счет более высокой протеолитической активности применяемых протеаз и улучшить экологическую обстановку в регионе.

В качестве второго базового компонента для новых поликомпонентных пищеконцентратных смесей на основе физиологически функциональных ингредиентов был выбран порошковый экстракт зеленого чая. Актуальность разработки новой технологии его производства не вызывает сомнения, т.к. большинство существующих технологий не обеспечивают сохранения к конечном продукте многих важных веществ и биохимических соединений. Анализ литературных данных и изучение биохимического состава компонентов чайного сырья, дали возможность по новому определить его роль и место в структуре функциональных продуктов питания. С современных научных позиций чайное сырье, по праву, необходимо отнести к наиболее ценным функциональным продуктам питания с широким набором оздоровительных свойств. В большей степени это относится к зеленому чаю, который, как по своему биохимическому составу, так и по технологи выращивания и переработки безусловно относится к растениям с ярко выраженными функциональными свойствами.

Таким образом, для дальнейшего развития отечественной науки актуальной является разработка нового подхода к созданию поликомпонентных пищеконцентратных смесей физиологически функциональных ингредиентов,

основанного на использовании методов математического моделирования, широком внедрении новых т.н. «щадящих технологий» и новых сырьевых компонентов.

Диссертационная работа соответствует «Концепции государственной политики в области здорового питания населения РФ» и позволяет внести реальный вклад в решение задач поставленных Правительством РФ в рамках обеспечения населения функциональными продуктами питания.

Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлась разработка теоретических и практических основ нового комплексного подхода к созданию заданных потребительских свойств продуктов питания специального назначения на основе поликомпонентных смесей натуральных ингредиентов, в том числе: исходного состава сырьевых компонентов; рецептурного состава; методов контроля качества и безопасности выпускаемой продукции; технологий их промышленного производства, обеспечивающих сохранение нативных оздоровительных, вкусовых, питательных и органолептических свойств, а также биохимического состава исходных сырьевых компонентов.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

• разработать и реализовать на практике новые теоретические подходы, позволяющие оптимизировать технологические процессы производства ППСН, улучшить их пищевые и реологические свойства, а также сохранить нативные свойств и биохимический состав исходных сырьевых компонентов;

• разработать новую ресурсосберегающую технологию производства «СФАГ-2» на основе натурального экологически чистого сырья, а также экспериментально и теоретически обосновать режимы технологических параметров данного производства, в том числе: продолжительность гидролиза, гидромодуль исходной сырьевой суспензии, набор применяемых ферментов, температурный и кислотно-щелочной режимы.

• разработать новую ресурсосберегающую технологию производства порошковых экстрактов зеленого чая в инстантной форме, с сохранением

большинства пищевых, функциональных, органолептических свойств и биохимического состава исходных сырья;

• на основе базовых сырьевых компонентов («СФАГ-2» и порошкового экстракта зеленого чая) разработать новую технологию и аппаратную схему производства ряда ППСН в форме поликомпонентных порошковых и суспензионных напитков с широким спектром оздоровительных и «специальных» потребительских свойств;

• осуществить комплексное внедрение выше указанных рецептурных разработок, новых технологий и аппаратных схем, на предприятиях пищевой отрасли с целью их широкого использования в ряде министерств и ведомств Российской Федерации.

Научная концепция. Научная концепция заключается в комплексном, научно обоснованном и проверенном на практике подходе к формированию теоретически заданных потребительских и оздоровительных свойств ППСН за счет использования в процессе их производства новых физиологически функциональных ингредиентов, технологий, процессов, оборудования, способов конструирования рецептур, методов контроля качества и безопасности продукции.

Научная новизна. Разработана концепция конструирования поликомпонентных функциональных и специальных продуктов питания в виде сухих, жидких и суспензионных напитков. Разработаны новые теоретические подходы для оптимизации технологических процессов, лежащих в основе ряда безотходных пищевых производств, в том числе: аминосодержащих биологически активных продуктов, порошковых экстрактов зеленого чая, а также новых продуктов питания специального назначения, произведенных на их основе.

Расширены и углублены представления о биохимическом составе ряда сырьевых компонентов, что дало возможность использования этих данных при создании новой серии оздоровительных продуктов в форме напитков с заданными пищевыми и функциональными свойствами.

Научно обоснованы и экспериментально установлены закономерности режимов осуществления ферментативных реакций в процессе гидролиза мяса рыбы с применением различных видов протеаз, как нативной формы, содержащихся во внутренних органах рыб, так и ряда натуральных протеаз.

Изучена степень протеолитической активности ряда протеаз при различных режимах процесса гидролиза, в зависимости от основных технологических параметров: рН и температуры субстанции, величины гидромодуля, продолжительности процесса гидролиза и ряда других параметров.

Усовершенствованы методы математического моделирования новых производственных процессов с целью оптимизации их технологических параметров, аппаратного оснащения, а также обеспечения качества и безопасности выпускаемой продукции. Разработаны новые способы их постадийного технологического контроля, а также оценки качества и безопасности выпускаемой продукции.

Практическая значимость. В процессе работы над диссертацией автором разработано несколько новых технологий и процессов промышленного производства функциональных биологически активных веществ, в том числе: «СФАГ-2», и порошкового экстракта зеленого чая, а также новые технологии и процессы промышленного производства поликомпонентных напитков, серии «Бионан» и «Казан-Бионан». На основе разработанных технологий и процессов, а также полученных теоретических, экспериментальных и опытно-промышленных результатов, создано и запущено в промышленную эксплуатацию несколько новых предприятий, производящих продукцию функционального назначения, в том числе: «Экспериментальный завод функциональных продуктов питания» НПО «Биоиндустрия» в городе Шаховская, М.О. и российско-китайское предприятие - Биотехнологическая компания «Джэньюань Хубэй», КНР, Провинция Хубэй, г. Ухань.

Методы математического моделирования технологических параметров вновь разрабатываемых технологических процессов внедрены в качестве

базовых в практику выполнения НИР и НИОКР МГУТУ, АО «Биохиммаш» и НПО «Биоиндустрия». Практическую значимость имеет разработанный математический аппарат, позволяющий существенно сократить время отработки оптимальных значений технологических параметров, а также существенно повысить качество и безопасность выпускаемой продукции за счет оптимизации и контроля над ходом сложных многофункциональных производственных процессов.

В качестве источников протеолитических ферментов для осуществления процесса ферментолиза тушки рыбы использованы т.н. «субпродукты», что имеет крайне важное экологическое и природоохранное значение, связанное с необходимостью эффективной утилизации отходов промышленных производств, перерабатывающих рыбное сырьё.

Разработаны новые технологические приемы и отработаны режимы работы технологического оборудования, позволяющие эффективно и качественно сохранять в исходном сырье большинство биологически активных веществ и соединений в нативной форме, что, в конечном счете, резко повышает уровень потребительских свойств выпускаемой продукции.

Теоретические аспекты работы включены в учебный процесс при чтении цикла лекций и проведения лабораторных работ по курсу «Технология промышленной переработки растительных субстратов» на Плодоовощном факультете МСХА им. К.А.Тимирязева.

Автор выносит на защиту:

1. Принципиально новый, комплексный подход к созданию технологий и процессов производства функциональных продуктов питания из различных видов биологически активных веществ в форме поликомпонентных напитков, основанный на использовании методов математического моделирования, результатах изучения биохимического состава используемых сырьевых компонентов, применении совершенного технологического оборудования и новых методов контроля качества и безопасности выпускаемой продукции.

2. Теоретические основы и преимущества новых технологий и процессов производства функциональных аминосодержащих пищевых добавок и

порошкового экстракта зеленого чая, в том числе: технологические и аппаратные схемы данных производств; расчет материального баланса технологических процессов, а также полученные экспериментальные данные по оптимизации технологических процессов.

3. Новые методы математического моделирования технологических процессов указанных выше производств, необходимые для оптимизации численных значений их технологических параметров, а также принципиально новые подходы к использованию современного математического аппарата для создания поликомпонентных смесей функциональных продуктов питания в форме порошков и суспензий.

4. Теоретические основы и преимущества новой технологии производства ППСН в форме напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан», в которой, к качестве базовых компонентов используется: новая биологически активная добавка «СФАГ-2» и порошковый экстракт зеленого чая. В том числе: технологическая и аппаратная схемы их производства; расчет материального баланса технологического процесса; схема расстановки технологического оборудования и др.

5. Результаты экспериментальных исследований биохимического состава значительного количества растительных и животных сырьевых компонентов, перспективных для включения в состав новых продуктов функционального питания, а также результаты оценки их товарных запасов.

Работа является обобщением научных исследований, выполненных лично автором. Основная часть теоретических и экспериментальных исследований по разработке технологий и процессов промышленного производства новых аминосодержащих препаратов выполнена на научно-производственной и лабораторной базе МГУТУ, НПО «Биоиндустрия» и ВНИИ «Продуктов адекватного питания». В МГУТУ выполнена основная часть работ по статистической и аналитической обработке экспериментальных данных и их обобщению. Разработка ТУ и ТИ на новые биотехнологии и процессы промышленного производства указанных препаратов осуществлена на опытно-промышленной базе АО «Биохиммаш», СП Биотехнологическая

компания «Чжэньюань Хубэй», МИТХТ им. М.В. Ломоносова и ГУ ВНИИпивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности. Работы по опытно-промышленной адаптации, масштабированию и внедрению процессов и технологий осуществлены на производственной базе СП Биотехнологическая компания «Чжэньюань Хубэй» и НПО «Биоиндустрия». Изучение биохимического состава различных сортов зеленого чая выполнены на сельскохозяйственной, производственной и лабораторной базе Хуанганского Государственного политехнического Университета, КНР, Провинция Хубэй, г. Хуанган.

Большинство приведенных в диссертационной работе результатов аналитических и экспериментальных исследований, описания биохимических характеристик новых препаратов и функциональных продуктов питания на их основе, технологий и процессов их промышленного производства и промышленные образцы продукции защищены Патентами РФ, несколькими монографиями, а также многочисленными публикациями в научной литературе.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: XX Научной конференции МСХА им. К.А. Тимирязева (Москва, 2001), IX Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2003), Международной конференции и выставки «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности» (Москва, 2003), Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004), Второй Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004), XXII Научной конференции МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2004), VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, М.О., 2005), Конференции молодых ученых МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2005), ХХШ Научной конференции МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2005), XI Международной научно-практической

конференции «Стратегия развития пищевой отрасли» (Москва, 2005),

и

Российско-Корейской научно-практической конференции восток-запад -«Эколого-экономические проблемы XXI века», VIII Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты». Москва, октябрь 2010 г., МГУПП, расширенных заседаниях профильных кафедр МГУТУ, МСХА им. К.А. Тимирязева и МИТХТ им. М.В. Ломоносова, а также расширенных заседаниях ученых советов ФГУ АО «Биомаш», ВНИИ «Продуктов адекватного питания» и НПО «Биоиндустрия».

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 69 печатных работ, в том числе девять патентов Российской Федерации и три монографии.

Публикации автора имеются в Трудах Международных, Всероссийских, региональных научных конференций, конгрессов, симпозиумов, в журналах «Пищевая промышленность», «Хранение и переработка сельхозсырья», «Пиво и напитки», «Рыбная промышленность», и других отечественных и зарубежных изданиях. Личное участие автора являлось основополагающим на всех стадиях работы и состояло в формировании научных направлений, постановке задач и целей исследований, разработке экспериментальных и теоретических подходов к проведению работ и исследований, проведению самостоятельных экспериментов и опытов, статистической обработке результатов, а также в формулировании выводов и заключений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, терминов и определений, использованных в работе, а также списка литературы и нескольких приложений. Текст диссертации изложен на 286 страницах, содержит 32 таблицы, 62 рисунка и 54 формулы. Список использованной литературы включает 245 наименований, в том числе 64 публикации иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении к диссертационной работе обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, научная концепция, а также положения, выносимые на защиту. Большинство исследований проводились в соответствии с программно-целевой моделью, см. рисунок 1.

В первой главе проведён литературный обзор имеющихся мировых данных по выбранной теме исследований, в том числе: по оценке структуры и задач функционального питания, как базовой основы государственной системы профилактического здравоохранения; анализу и характеристике

Рисунок 1 - Программно-целевая модель исследований существующих технологий и процессов производства аминосодержащих пищевых добавок и экстрактов растительных субстратов, позволяющих

максимально сохранить в конечном пищевом продукте нативные свойства и биохимический состав исходных сырьевых компонентов. Дана оценка, технического уровня, эффективности и качества технологического

оборудования, применяемого при производстве функциональных продуктов питания, а также оценены перспективы создания указанных продуктов на основе новых сырьевых компонентов.

Во второй главе автором описаны объекты и методы исследований. Базовой основой всех видов исследований являются методы математического моделирования изучаемых процессов, адаптированные к реальным процессам создаваемых пищевых производств. Экспериментальные исследования проводились по двум направлениям: 1). определение ряда производственных параметров и физико-химических характеристик исходных сырьевых компонентов, необходимых для адаптации выше указанным моделей и проведения практических расчетов по оптимизации параметров технологических процессов и состава рецептур функциональных продуктов питания; 2). проведение лабораторных, опытно-промышленных и промышленных экспериментов с целью масштабирования вновь разрабатываемых технологий и уточнения их технологических параметров и аппаратных схем.

В качестве объектов изучения использованы различные виды натурального природного сырья, в том числе: мед пчелиный, сухой концентрат зеленого чая, картофельный крахмал, сухой ферментативный аминокислотный гидролизат, масло льняное, какао, сыворотка сухая творожная, экстракт боярышника, экстракт черники, экстракт пустырника, концентрированный яблочный сок, экстракт свеклы, экстракт корицы, экстракт мускатного ареха, томатная паста, экстракт эстрагона и левзеи сафлоровидной и др. Основные показатели качества и безопасности исходных сырьевых компонентов определялись общепринятыми и стандартными методами.

При проведении аналитических исследований использовались современные методы физико-химического анализа, высокоэффективной газожидкостной и тонкослойной хроматографии. Количественный аминокислотный анализ проведен на жидкостном хроматографе модель L-8800 фирмы «Hitachi» (Япония). Анализы проводились в стандартном режиме анализа белковых

гидролизатов, с использованием высокоэффективных ионообменных хроматографических колонок и специального нингидринового реагента для детектирования элюирующихся аминокислот. Концентрация танино-катехиновой смеси (т.н. ТКС) в растительном сырье определялась спектрофотометрически и методом Левенталя по ГОСТ 19885-74. Для объективной и достоверной оценки количественных показателей экспериментов использовались методы вариационного статистического и функционального анализа.

В основу исследования положены методы математического моделирования изменчивости многопараметрических функционально-технологических свойств и технологических характеристик рецептурных смесей. В процессе исследований разработаны: математические модели взаимодействия компонентов в сложных многофункциональных системах; рассмотрена физика сплошных сред, формирующих эти системы, а также выполнен регрессионный статистический анализ их состояний. Значительное внимание уделено моделированию взаимодействий компонентов рецептурных смесей на основе учёта законов равновесной статистической термодинамики.

Оптимизация функционально-технологических свойств гетерогенных рецептурных смесей па основе нечётких композиционных функций принадлежности. На первом этапе проведенных исследований изучены условия формирования и оптимизации функционально-технологических свойств (ФТС) смесей, состоящих из двух компонентов. В этом случае модель ФТС К которой представляет собой линейную (по массовым долям М\ и М2) зависимость вида:

Ух = X, + 82М2Х2, М,+М2= 1, (1)

где: Х\ и Х2 - значения свойства У ингредиентов, а и ^ - структурные факторы, определяемые структурной неоднородностью смеси.

Структурные факторы мультипликативно входят в каждое из слагаемых (1). При этом случайные распределения значений их величин не известны.

Однако можно считать, что массовые доли Л/, и М2 имеют нечёткие функции принадлежности ц^Л/,) и \ii(M2), а ФТС ингредиентов имеют нечёткие функции принадлежности ц^Лл) и ЦгЙУ- Нечёткая функция принадлежности [i-r(X) для смеси была определена в два этапа. На первом этапе определены нечёткие функции принадлежности для каждого из слагаемых (1):

ц(ГО= шах £nin 4ц (М\} Hi )}}, (2)

У,=МГХ,

ц(Г2)= max {min (М2 > ц2 С^г )»;

У2=М2-Х2

Затем определена результирующая нечёткая функция принадлежности для смеси:

шах (3)

С учетом того, что массовые доли компонентов заданы чётко: М\ = 0.5 и М2 = 0.5 - нечёткие функции принадлежности Hi№) и ц2(Х2) были заданы конечными множествами, см. рисунок 2:

= {(0; 0,25); (1; 1,00); <2; 0,25»; цг№) = {<2; 0,25); (3; 0,50); <4; 0,75); <5; 1,00); (6; 0,75); (7; 0,50); <8; 0,25)}.

Тогда в соответствии с (2) и (3) результирующая нечёткая функция принадлежности для смеси определяется множеством:

Mri)= max {min {¡1,(^)^2(^2)}}=

Yz=MvYl+M2-Y2

= <1; 0,25); (2; 0,25); <3; 1,00); (4; 0,25); (5; 0,25)].

В большинстве случаев модель функционально-технологических свойств поликомпонентных смесей не может быть описана простой линейной зависимостью (1). Для таких случаев разработана модель функционально-технологических свойств гетерогенных рецептурных смесей на основе нечёткого регрессионно-факторного анализа.

Оптимизация функционально-технологических свойств гетерогенных рецептурных смесей на основе нечёткого регрессионно-факторного анализа. Математическая модель представляет собой зависимость каких-либо функционально-технологических свойств У рецептурной смеси от N-

мерного вектора X = (ХьХ2, различных факторов при известных

экспериментальных данных У, = ^ (X = Бг). Вводя нечёткие композиционные функции принадлежности для Я узлов интерполяции имеем:

,г(Х)=/<^1 (4)

1/(Х-в,)

Г

где: г= 1,2,Л, аДХ - Б,) - некоторые парциальные функции принадлежности.

1.00

-м 1/ /• \ / / 1 \ / / 1 \ / / Т"\ '/" / ' \ / ■»■•X•»»р / 1 \ / / ' \ / \ / \ / V \ /I X' / \ 1 ........ \ | \ V » \ ! \ *......\ 'X « \

1 1 1 + * 1 ' 1 1 ¡111

Рисунок 2 - Нечёткие функции принадлежности компонентов и результирующая нечёткая функция принадлежности смеси

В качестве парциальных функций принадлежности / (X - Бг) использована зависимость вида:

Д 1 1 . (5)

Д +

п [Х-8,12 п |Х-5Г|2

2а

2Да

где: параметр Л2 = 2&и2 определяет ширину парциальных функций принадлежности; а2 -дисперсия.

Оценка Уоц ( X ) произвольной зависимости К = К ( X ) формируется как совокупность значений { У, } в виде нечёткой регрессионно-факторной зависимости вида:

гхях-в,)

По 00=-^

- + Я (X)'

(6)

Е/СХ-в,)

г

где: Я(Х) - случайная функция с нулевым средним (<Я(Х)) = 0) и конечной дисперсией

а2 = (Н1).

Среднеквадратичная ошибка (СКО) аппроксимации (6) имеет вид:

М . М( R \2 М

NEI =ZCii)(Sm)-}'m)? = E I0Wm)n(S,-S,„) +... + ЕЯ2(5т)= т m\r*m J т

( R

т:<гг-гтуфг- sm>

г*т_

i/CSf-s„)

ч г

м

+ ... + I^<Sm)

(7)

где: М - количество отсчетов Ym зависимости У= У(Х) для т = 1, 2,..., М(М> R).

Применяя к (7) неравенство Коши - Буняковского из функционального анализа, определена верхняя граница СКО (СКО < sup СКО):

supNEi =Jzf SCWm)2] Jziz/2(Sr-Sm)) +... + 1Я2(5и> (8)

m \r*m J m

В качестве верхней оценки суммы Ы -£(yr-Ymf в выражении (8)

|М( R

можно взять величину:

(bY? R2 4м = (Утах - Ymin f 4м, (9)

у -У ■

где: бY = -- шаг разбиения шкалы К на Л значений.

R

В качестве верхней оценки суммы hp Yf2$r -Sm) берется величина

т \гфт

\М( R n2

В этом случае верхняя оценка СКО восстановления значений

4

min|Sr — S„

зависимости Г=У(X) определяется выражением вида:

imin|Sr - S„|l \r*m J

|Д/о2- (10)

пип^, — в^Л

г*т )

Отсюда получим верхнюю оценку относительной СКО восстановления значений зависимости У= У( X):

.-.а, 1 supNEI M supNEI î6i =- v =—-Я r(y2\ R

O'max ^min)" , &

,4

min|S, -S„

(H)

•I)

Так, например, для функции Y= sin X получим (Утах - Km¡„) = 2, ( Y2) = 0.5. При аппроксимации данной функции по Л =12 узлам интерполяции определяем, что верхняя граница точности восстановления М= 31 значения

5 ^

составляет supÑÉÍ j¿¡ + —- или sup СКОэтн s 4.52% для А = 0.45,

о2 = 0.01. В процессе исследований применялась скорректированная оценка Уоц( X ) произвольной зависимости Y=F ( X ) (6), как средне взвешенная величина совокупности значений { Yr } в виде нечёткой регрессионно-факторной зависимости:

¿-Л/ff-s,) (12)

Jîô (Л)= —д-+ п

г

Определение входных параметров (12) производилась, путем минимизации СКО:

м

Mí =E0îô , {¡*,a*]=argminÑÉÍ • (13)

m h-ar

Минимальное значение h параметра h определялось по оптимальному *

значению аг параметра аг с помощью зависимости:

* « 2 я-1 i аг=1 + **) 2--î—j-,

k*r |Sr -S¿|

а верхняя граница СКО снова определяется выражением (10).

В качестве частного случая получена регрессионно-факторная зависимость вида:

|arKr/(M-Sr)

Ут <м)= J—д-+Я

I/<M-s,)

r

некоторого функционально-технологического свойства Y ( M ) композита от вектора массовых долей M ингредиентов, входящих в состав компонентов композита. Например, если композитом является простая смесь из R

R

ингредиентов с массовыми долями МГ(^МГ= 1), имеющих ФТС Хг, то:

Za.rXrf(Mr-Y) У,й(МъМ2,...,Мл)=^-+Я ^

1/(л/, -1)

г

Описанный выше подход позволил: разработать методологию и алгоритмы моделирования состава поликомпонентных смесей на основе стохастического и нечёткого математического программирования, разработать методологию экспертного подхода для определения технологических характеристик готовых функциональных продуктов, создать модели численных методов расчёта важнейших реологических характеристик рецептурных смесей пищевых продуктов с учётом взаимодействия их компонентов.

Методы оптимизации технологии промышленного производства. Для анализа и оптимизации кинетики технологического процесса производства функциональных сырьевых ингредиентов использована модифицированная математическая модель, стандарта IDFM (Integrated Definition Function Modeling), широко применяемого для моделирования многофункциональных процессов, в том числе, для описания различных видов биотехнологических процессов. В обобщенном виде данный подход можно охарактеризовать следующим образом.

Технология промышленного производства «СФАГ-2» (сокращенно - ТЕХ) состоит из функционально связанных совокупностей и чередующихся во времени технологических операций (сокращенно - ТОП), рассматриваемых в их хронологической последовательности. Каждой предшествующей ТОП ставится в соответствие вектор S<_/, предшествующего состояния ТЕХ, а текущей ТОП - вектор St текущего состояния ТЕХ. В этом случае уместно предположить, что вектор состояния ТЕХ в текущий момент времени функционально (причинно или хронологически) связан с вектором состояния, определенным в предшествующий момент времени, что можно записать в виде функциональной зависимости:

Si = F(S,.i;C,; Р,; t/HJ, (16)

20

В общем случае необходимо учитывать более глубокую хронологическую зависимость векторов состояний ТЕХ. Такая зависимость образуется благодаря обратной связи, существующей либо из-за повторяемости самих ТОП, либо организованной через внешнюю по отношению к рассматриваемой ТЕХ среду (продуктовый рынок). Например, если скалярная динамическая переменная s, обозначает объем выпускаемой продукции в « / » - ый период времени, то в условиях ее реализации и расширенного воспроизводства данный объем будет через накопление зависеть от объемов продукции s,.i, s,.2, ... s,.„ выпущенной в « г » предшествующих периодов. Возможно также учесть эффект временного запаздывания и у других введенных выше величин - аргументов функции F. Поэтому в общем случае, как правило, получают многомерное динамическое уравнение состояния ТЕХ в виде разностной зависимости с соответствующими начальными условиями So, Со, Р0 ■

St = F (St.i, St.2, ...Si-ri; С,, С,.,, С,.2> ...Ct.r2; Pt, Ры,Р..2, ...Рмз; t/Щ,

S,,a=S(i, C,=o~ Co, Pi=o -Po, (17)

Зависимость или оператор F задается с помощью ряда формул, в том числе: полиномиальных, тригонометрических, показательных или иных аналитических функций, а также графиков или таблиц. Так, например, одномерное динамическое уравнение состояний линейных ТОП в самом общем случае представлялось линейным разностным уравнением:

Z д»

+ h„ (18)

т=1 т=0

где: скалярные параметры ат и ßm являются компонентами вектора Рт структурных параметров ТО.

Параметры ТОП, описываемые приведенными уравнениями, представляют регрессионно - авторегрессионные объекты, или, кратко, PAP - объекты, описываемые уравнениями частного вида:

s, = t ßm С.-т +h<, S,= t ßm Cl,m + К (19)

m=0 m=0

называют регрессионными объектами, или, сокращенно, Р - объектами. Второе уравнение описывает статический объект с г + 1 входами и одним выходом. Объекты, описываемые уравнением:

называют авто регрессивными объектами, или, кратко, АР - объектами.

При оптимизации задач по исследованию зависимости состояний ТЕХ от непрерывного значения времени « / » и аналитическом задании функции ^ -динамическое уравнение состояния задается в виде дифференциального уравнения:

эквивалентного уже рассмотренному ранее разностному уравнению частного вида (первого порядка) 5, = С,; Р,\ < /Я,) при дискретном времени.

С учетом принятых обозначений любые ТОП и ТЕХ рассматривались как функциональные или операционные элементы - операторы^ с определенной Р, динамической структурой, рекуррентно (по шагам) преобразующие по закону Р поток входных данных &./, ..., & в поток выходных данных 5, при наличии управляющего потока С, и сопутствующих помех Н,.

На основании описанных теоретических выкладок была разработана операторная оптимизационная математическая модель технологических стадий производства «СФАГ- 2». В соответствии с рассмотренной формализацией технологии - каждая стадия ТОП имеет следующие компоненты: вход, выход, контур операционной обратной связи и контур управления. В разработанных моделях количественный рост массы белка 5 в процессе производства «СФАГ- 2» описывался уравнением:

■Ь= Т. атзш + И,

(20)

с15 (0 / Ж = F [5(0; С (0; Р (0;' I н (0],

(21)

лад/с1/ = Р1 5(0 + Рг С(0 + Рз Я(0,

(22)

5(0) = О,

где: Р\, 1°2 и Рз - обобщенные параметры технологического процесса;

С - управление в виде концентрации щелочно-кислотного ингибитора; Я - помеха.

Дискретным аналогом данного уравнения является РАР модель:

SVh = (1 + Pi At) S, + Р2 At С, + Р3 ¿t Н,, So = 0.

Управление было задано в виде пропорционального регулятора:

С, = - Со

(24)

где: Со - коэффициент отрицательной обратной связи;

5* - установка по управлению технологическим процессом. Таким образом, уравнение 23 получило окончательный вид: Ям = (1 + Р\ Д1 - Рг & Со) + Р2 Д1 Со 5'+ Рз М Н,,

(25)

Для проведения реальных технологических расчетов по оптимизации технологии производства функциональных сырьевых компонентов на базе модели была разработана специальная программа, реализованная в среде Excel. Указанные модели предусматривают формализацию содержательного описания технологий, в объеме достаточном для применения современного математического аппарата. Особое внимание было уделено системно-информационному обеспечению процессов моделирования: методологии моделирования; методам моделирования, включая численные методы; алгоритмам решения конкретных задач и их программной реализации.

В третьей главе приведены обобщенные результаты теоретических и экспериментальных исследований по созданию новой ресурсосберегающей технологии промышленного производства «СФАГ-2» на основе натурального экологически чистого рыбного сырья, а также данные по экспериментальному обоснованию выбора и способов применения различных видов ферментов для оптимизации промышленного процесса ферментолиза.

Технология и аппаратная схема промышленного производства «СФАГ-2» разработаны на основе процесса ферментативного гидролиза (аутолиза) белковосодержащих субстратов, преимуществом которого является то, что аминокислоты в ходе процесса производства практически не разрушаются. Кроме этого, целенаправленный гидролиз белков животного происхождения протеолитическими ферментами позволяет получать нутриенты с большим

процентным содержанием и ассортиментом свободных аминокислот. На первом этапе исследований изучен биохимический состав исходного сырья.

Результаты исследований исходного сырья. Для разработки технологии в качестве сырья были использованы живые тушки пресноводной рыбы «белый толстолобик пестрый» (АпзисЬЙш поЫПэ), семейства карповых («Сурпшс1ае») и т.н. «субпродукты» - отходы переработки рыбы. Выбор толстолобика в качестве сырья был во многом обоснован тем, что в его тушке содержится очень мало жира, что гарантирует отсутствие токсинов в конечной продукции и существенно упрощает разработку технологического процесса.

В таблице 1 представлены результаты исследований биохимического состава различных рыб внутренних водоемов Провинции Хубэй (КНР) в зависимости от вида рыбы и сезона вылова.

Таблица 1- Биоимический состав тушки пресноводных рыб внутренних водоемов Провинции Хубэй, КНР в зависимости от вида и сезона вылова

Сезон вылова Вид рыбы Содержание, % Энергетаческ ая ценность, ккал/100 г

вода белок липиды минеральные вещества

Весна Карп 78.7 ± 1.0 16.9 ± 0.2 3.1 ±0.1 1.3 ± 0.1 95.5 ± 1.7

Лещ 75.4 ± 0.6 18.0 ± 0.1 5.1 ± 0.3 1.3 ± 0.0 118.0 ± 13.7

Толстолоби к 74.5 ± 0.4 17.2 ± 0.7 6.6 ± 0.7 1.2 ± 0.0 128.2 ± 1.7

Берш 79.3 ± 0.3 18.4 ± 0.1 0.9 ± 0.2 1.2 ± 0.0 81.5 ± 1.6

Осень Карп 76.7 ± 2.2 17.1 ± 0.7 4.6 ± 0.5 1.3 ± 0.0 109.9 ± 3.3

Лещ 74.4 ± 3.0 18.3 ± 0.1 5.9 ± 0.2 1.3 ± 0.0 126.3 ± 2.4

Толсголоби к 74.0 ± 1.4 16.3 ± 0.3 8.1 ± 0.3 1.3 ± 0.1 138.3 ± 1.7

Берш 78.1 ± 3.0 19.1 ± 0.1 1.1 ± 0.3 1.2 ± 0.0 86.3 ± 0.9

Исследования биохимического состава различных тканей толстолобика показали, что основными соединениями, из которых построены его ткани и органы, являются вода, белки, липиды, минеральные вещества. Кроме них, в состав тушки входят продукты белкового и липидного обмена, углеводы и продукты их обмена, витамины, гормоны, ферменты, красящие вещества, см. таблицу 2.

Таблица 2 - Содержание веществ в различных частях тела рыбы, %

Части тела рыбы Вода Белковые вещества Липиды Минеральные вещества

Мясо 80.8 17.6 0.3 1.2

Кожа 69.2 27.4 0.4 3.0

Голова 79.0 14.6 0.4 6.0

Кости 74.0 15.0 0.5 10.5

Плавники 73.0 15.7 1.2 8.8

Икра 75.8 20.0 1.8 1.3

Молоки 84.5 12.4 1.5 1.6

Печень 27.5 5.3 65.8 0.4

Для характеристики состояния воды в тканях был использован показатель влагоудерживающей способности («ВУС»), который определялся как количество клеточного сока, выделенного тканью при механическом воздействии и выражался в единицах объема или массы сока на 100.0 г ткани или в процентах. Величина ВУС толстолобика колебалась в значительных пределах (23.0 - 25.0 %) и зависела от возраста особи, степени его сытости, температуры воды, мест и глубины обитания и других факторов. ВУС сырья была учтена при расчете величины гидромодуля рабочего раствора в реакторе на начальной стадии ферментолиза.

Оптимизация процесса ферментативного гидролиза. При выборе протеаз для производства «СФАГ-2» основное внимание уделялось их специфичности, активности и стабильности в зависимости от значений рН, температуры, присутствия активаторов и ингибиторов. В исследованиях использовались: протосубтилин Г10х, коллагеназа, мегатерии Г10х, протеаза «С», амилопротооризин ГЮх и «Савиназа». Характеристика параметров гидролиза сырья различными ферментными препаратами приведена на рисунке 3. Из приведенных на рисунке данных следует, что лучшими технологическими параметрами характеризуется фермент Флавозим 1000Л. В процессе исследований была изучена протеолитическая активность «субпродуктов», полученных из тушек ряда различных рыб, в том числе: скумбрии, толстолобика, берша, леща и карпа - была проведена серия экспериментов по

определению активности комплекса кислых пептидгидролаз («КПГ») мышечной ткани рыб при рН мышечного сока 6.6 - 6.7. Активность комплекса пептидгидролаз (КПГ) мышечной ткани таких рыб, как карп, лещ, толстолобик пестрый при рН мышечного сока (6.6 - 6.7), как в весенний, так и в осенний периоды лова имеют низкие значения 0.02 - 0.06 ед / г. Низкую активность протеолитических ферментов мышечной ткани подтверяедают и результаты исследований динамики буферной емкости азотсодержащих веществ в процессе посола.

Растворимость сырья, иас.%

О к

Растворимый белок, иг/смЗ

5 -4 -3 -2 -1 -О -

Пептиды и яминокислоты, икг/смЗ

3000 2500 2000 1500 100 0 500 0

□

Рисунок 3 - Характеристика параметров гидролиза сырья различными ферментными препаратами: до гидролиза; 1 - Савиназа; 2 - Протосубтилин ГЮх; 3 - Флавозим 1000Л; 4 - Мегатерии ПОх; 5 - Протеаза «С»; 6 -Амилопротооризин ГЮх

При посоле пестрого толстолобика массой 0.6 - 1.0 кг, выловленного в осеннее время года, плотностью 1.2 г / см3 при температуре Т = + 5.0 °С, даже через 40 суток буферность составляла менее 40 градусов. Немного выше активность

протеолитических ферментов у берша (0.08 ед / г), хотя и значительно ниже, чем у традиционно применяемых для производства пресервов видов рыб, например у скумбрии (0.13 ед / г). Одним из основных свойств протеолитических ферментов является их способность проявлять максимальную активность при определенном значении рН среды. Оценку влияния рН среды на активность пептидгидролаз субпродуктов проводили при рН: 3.56; 4.01; 6.86; 9.18, см. рисунок 4.

Активность КПГ мышечной тканн сд/г

0,14 0,12 ОД 0,08 0,06 0,04 0.02

□ Осенний вылов ОВесенний вылов

12 3 4 5

Рисунок 4 - Зависимость активности субпродуктов тушки толстолобика (пестрого) от рН среды.

Оптимизация процесса ферментативного гидролиза. Оценка влияния гидромодуля суспензии на выход аминосодержащих компонентов осуществлялась в процессе ферментолиза. К сырью, состоящему из внутренних органов и мяса рыбы в соотношении «1 : 1», добавляли различное количество воды, изменяя гидромодуль суспензии от 1 до 5. Ферментативный гидролиз вели при Т = 40.0 °С в течение 10 часов, поддерживая рН суспензии в диапазоне 7.4...7.6, см. таблицу 4. Таблица 4 - Выход аминосодержащих веществ в полученных гидролизатах при различном гидромодуле суспензии.

№№ Гидромо- Объем фильтрата, Концентрация Выход по

дуль мл аминного азота, мг % аминокислотам, %

1 1 : 1 36 511 2.87

2 1 : 2 90 37В 5.31

3 1 : 3 130 283 5.75

4 1 : 4 170 227 5.95

5 1 : 5 203 168 5.32

В случае низкой протеолитической активности ферментов в субпродуктах использовались дополнительные ферменты, протеолитическая активность которых приведена выше. Была исследована возможность получения аминокислотных гидролизатов под воздействием комплекса препаратов: Савиназа + Протеаза «С», отдельно Протеазы «С» и отдельно Флавозима J000J7. Концентрацию аминного азота в ходе экспериментов измеряли по истечении 2 часов гидролиза. Температура гидролиза составляла Т = 40.0 °С, при рН = 7.5. При концентрации всех ферментов в рабочем растворе Q = 0.03 %, величина концентрации аминного азота одинакова и составляет 70.0 мг %. Увеличение концентрации ферментов в 10 раз приводит к увеличению концентрации аминного азота лишь на 19.0 %. Получено численное значение концентрации ферментного препарата - 0.055 % от общего веса рабочей смеси. В качестве добавочного фермента был выбран Флавозим J000JJ.

В процессе исследований изучена динамика накопления аминного азота в рабочей суспензии. Гидромодуль суспензии составлял «1 : 1», «1 : 2», «1 : 3». Температура Т = 40.0 °С, продолжительность процесса - 10 часов. Величину рН = 7.5 поддерживали 20.0 %-ым раствором NaOH. Динамика накопления аминного азота показана на рисунках 5-8.

Аминокислотный анализ «СФАГ-2». Общее количество исследуемых образцов - 10. Каждый образец представлял собой среднюю по трем отборам пробу, взятую из соответствующих 10 партий продукции. Были проведены следующие исследования:

Рисунок 5 - Динамика накопления аминного азота при использовании комплекса ферментов внутренних органов рыб.

4 6 8

Продолжительность ферментолиза. час

Рисунок 6 - Динамика накопления аминного азота при использовании смеси ферментов Савиназа + Протеаза «С»

4 6 8

Цхмюпжшельнисть ((¡срилнгааиа, час.

Гидромодуль 1:1 "Гидромодуль 1:2 "Гидромодуль 1:3

Рисунок 7 - Динамика накопления аминного азота при использовании Протеазы «С»

Гидромодуль 1:1 Гидромодуль 1:2 Гидромодуль 1:3

4 6 8

Цхдалжилдтыгтсп. ффменгалгаа, час.

Рисунок 8 - Динамика накопления аминного азота при использовании Флавозим 1000Л

• количественный аминокислотный анализ тотальных гидролизатов, при этом, определение содержания триптофана и суммы цистеина и цистина в образцах проводилось отдельно, с соблюдением условий для максимально возможного открытия этих аминокислот;

• количественный аминокислотный анализ свободных аминокислот в супернатантах, полученных после депротеинизации раствора образца 4.4% сульфосалициловой кислотой;

• количественный аминокислотный анализ экстракта исследуемого образца 50.0 % этиловым спиртом после его тотального гидролиза - данный анализ позволил оценить количество аминокислот в низкомолекулярной пептидной фракции образца.

Результаты исследований, см. рисунок 9.

Рисунок 9 - Структура аминокислотного состава свободных аминокислот в «СФАГ-2» и гомогенизированной тушке толстолобика. Условные обозначения: «опыт № 1» и «опыт № 2» - в обоих случаях рассчитаны средние значения по пяти пробам; «опыт № 3» данные по гомогенизированной тушке живого толстолобика

На рисунке видно, что профиль элюирующихся аминокислот в исследуемых образцах содержит наряду с белковыми аминокислотами и аминокислоты, обычно идентифицируемые при анализе гомогенатов ткани рыб. С целью выявления идентификационных признаков подлинности рыбного сырья проведено сравнение результатов по «СФАГ-2» живого толстолобика. Установлено, что аминокислотные профили в целом идентичны, что позволяет использовать данный результат для контроля качества и безопасности конечной продукции.

Обобщенная схема технологического процесса производства «СФАГ-2» представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Обобщенная схема технологического процесса производства «СФАГ-2

Условные обозначения:

«ВР-1 »> - Санитарная обработка производства.

«ВР-2» - Подготовка сырья. Сырьем для промышленного производства «СФАГ-2» являются: тушка толстолобика по ГОСТ 24986; субпродукты пищевые; ферментный препарат «Флавозим 1000Л»; кислота соляная по ГОСТ 3118 марки х.ч. или ч.д.а.; натр едкий твердый реактивный ЧДА ГОСТ 4328 - 77 изм. 1,2; вода питьевая по ГОСТ Р 51232 и СанПиН 2.1.4.1074.

«ВР-2.1» - Подготовка к аутолизу. Осуществляется в тех случаях, когда субпродукты поступают на производство в необходимых количествах и удовлетворяют предъявляемым стандартам качества по протеолитической активности нативных ферментов.

«ВР-2.2» - Подготовка к ферментативному гидролизу. Осуществляется в случае недопоставки субпродукта пищевого, или в случае низкой протеолитической активности нативных ферментов исходного сырья. Повышение активности ферментных систем

осуществляется за счет добавления препарата «Флавозим 1000Л» в гидролиз-аппарат и туда же добавляется вода питьевая или дистиллированная (конденсат вторичного пара), получаемая на стадии концентрирования. При аутолизг: соотношение субпродукта и рыбного сырья должно быть «1:1», гидромодуль «1:3». При ферментативном гидролизе: это соотношение должно быть «0.0018 : 1», гидромодуль соответственно «1:3 ».

Измельченное и взвешенное сырье (Р = 700.0 кг рыбы живой и Р = 700.0 кг субпродуктов) по отдельности поступает в конический смеситель, откуда с помощью винтового насоса и поворотной заслонки загружается в гидролиз-аппарат вместимостью V = 10.0 м3. Туда же добавляется вода питьевая или дистиллированная вода (конденсат вторичного пара), получаемая на стадии концентрирования (упаривания). При непрерывном перемешивании рН смеси доводят до значений 7.6 - 7.7 с помощью 20.0 % раствора едкого натра. Процесс гидролиза осуществляется при температуре Т = 38.0 - 42.0 °С. Общее время проведения гидролиза - 10 час. Во время гидролиза каждый час отбирается проба на содержание аминного азота. Процесс гидролиза заканчивают при достижении концентрации аминного азота - 315 мг %. По окончании процесса реакционную смесь нагревают с помощью подачи пара в рубашку до Т = 85.0 - 90.0 "С и выдерживают при этой температуре в течение 20 мин.

«ТП - 3.1» - Аутолиз или ферментативный гидролиз. Взвешенное и измельченное в кутгере сырье с помощью винтового насоса загружается в реактор.

«ТП - 3.2» - Центрифугирование. Полученный гидролизат насосом подают на проточную осадительную горизонтальную центрифугу со шнековой выгрузкой осадка. Пастообразный осадок с влажностью около 70.0 % периодически выгружается для дальнейшей переработки. «Фугат - 1» собирают в подают в реакторы для проведения процесса осветления.

«ТП - 3.3» - Осветление и сепарирование. Произведенный «Фугат - 1» в реакторе для осветления подкисляют до значения рН = 3.2, 20.0 % - ным раствором соляной кислоты. Затем смесь прогревают подачей пара в рубашку до Т = 85.0 - 90.0 °С и направляют насосом через сетчатый фильтр на сепарирование. При данной температуре на сепараторе происходит более эффективное отделение рыбьего жира. Жиросодержащую фракцию собирают в сборник жира и направляют на дальнейшую переработку, а осадок в сборник. Полученный «Фугат-2» собирают в реактор, доводят его рН до значения 6.0 с помощью 20.0 % раствора едкого натра из мерника и при постоянном перемешивании через сетчатый фильтр направляют на концентрирование.

«ТП- 3.4» - Концентрирование. Процесс концентрирования полученного осветленного гидролизата («Фугата - 2») проводят в двухкорпусной вакуум-выпарной установке при Т = 55.0 - 70.0 °С и остаточном давлении 0.015...0.025 МПа. Концентрирование проводят в семь раз. Продолжительность операции концентрирования - 5 часов. Концентрат собирают в сборник, а затем направляют на сушку. Во избежание кристаллизации концентрата перед передачей его на сушку температуру в сборнике поддерживают в пределах значений Т = 50.0 - 60.0 °С с помощью подачи пара в рубашку. Побочный продукт - дистиллят собирают в сборник и далее используют на стадии приготовления гидролизата.

«ТП - 3.5» - Сушка концентрата гидролизата. Сушку полученного концентрата гидролизата осуществляют на распылительной сушильной установке при температуре теплоносителя на входе в сушильную камеру в пределах Т = 140.0 - 160.0 "С и на выходе, в пределах Т = 80.0 - 90.0 °С. Отработанный воздух очищается на 1-й ступени - циклоне

(степень очистки - около 90.0 %), на 2-й ступени - рукавный фильтр (степень очистки -98.0 %). Сухой продукт, с остаточной влажностью не более 8.0 %, выгружается из циклона и рукавного фильтра в бункер-накопитель. Продолжительность сушки - 10 часов.

«УМО - 4» - Фасовка, упаковка, маркировка. Произведенный «СФАГ-2» посредством герметичного затвора расфасовывают в специальные пакеты из комбинированных влагонепроницаемых материалов по ТУ 6-19-371 или полиэтиленовой плёнки по ГОСТ 10354, взвешивая и закрывая их герметично термосвариванием. Масса нетто продукта в пакетах 5.0 кг и 10.0 кг.

В четвертой главе приведены результаты теоретических и

экспериментальных исследований по разработке новой технологии, процессов и аппаратных схем промышленного производства порошковых экстрактов растительных экстрактов на примере производства экстракта зеленого чая. В состав натурального зеленого чайного листа входят разнообразные биологически активные вещества, синтезируемые чайным растением, среди которых наибольшее значение имеют: фенольные соединения или танино-катехиновая смесь (ТКС), кофеин, теобромин, теофиллин, эфирные масла, витамины (Р, С, В), В2, К, и, РР и др.). Указанный продукт целесообразно получать из свежего листа, сортового или некондиционного чая любого сорта, а также из вторичных сырьевых ресурсов чайной промышленности (черешки, волоски, пластинки зеленого чая).

Вкус и аромат чая обуславливается содержанием в нем ароматических веществ. Их образование начинается на стадии завяливания, интенсивно развивается в процессе скручивания и ферментации. Вещества представлены эфирными маслами, которые представляют собой сложную смесь веществ, относящихся к разнообразным группам: альдегидам, кетонам, спиртам, кислотам, углеводородам, фенолам. Общее содержание эфирных масел определяется сотыми долями процента. В чае содержится от 0.007 % эфирных масел - в сухом ферментированном чайном сырье до 0.014 % - в свежих чайных листьях. В составе эфирных масел зеленого чайного листа было обнаружено около 50.0 % гексенола с сильным запахом зелени, гераниола - около 14.0 % с запахом розы, линалоола - около 13.0 % с запахом ландыша и их производных. Однако температура кипения этих соединений

составляет от Т = 156.0 °С для гексенола до Т = 230.0 °С для гераниола. Выделение этих веществ требует проведение процесса экстракции при температурах не ниже температур кипения, что предъявляет повышенные требования к производственному оборудованию. Летучие альдегиды, имеющие низкие температуры кипения менее Т = 100.0 °С, содержатся в чайном листе в ничтожных количествах. В процессе исследований решены следующие технологические задачи: оптимизирован процесс экстракции водорастворимых веществ чая; обоснован выбор технологии отделения осадка от экстракта, а также способ концентрирования и сушки готового сухого продукта; разработана процессуальная схема производства; обоснован оптимальный материальный баланса процесса; доказана необоснованность выделения и последующего купажирования ароматических веществ в конечном продукте. При проведения работ были использованы два сорта китайского зеленого чая: образец 1 - байховый зеленый чай урожая 2007 года и образец 2 - байховый зеленый чай урожая 2006 года.

Эксперименты по оптимизации процесса экстракции. К навеске сухого зеленого чая (Р = 20.0 - 30.0 г) добавляли питьевую воду. Гидромодуль суспензии варьировали от 10 до 20 мл / г исходного сырья. Суспензию нагревали до Т = 90.0 °С и выдерживали при указанной температуре в течение 1 часа. Экстракт в горячем виде декантировали или фильтровали с применением технологии мембранной фильтрации. К оставшемуся осадку вновь приливали воду. Объем добавленной воды изменяли в соответствии с условиями эксперимента от 5.0 до 20.0 мл / г сырья. Полученную суспензию вновь нагревали до Т = 90.0 °С и выдерживали в течение 1 часа. Вторичный экстракт также фильтровали. В фильтратах определяли: объем, концентрацию сухих веществ, концентрацию танино-катехиновых веществ в растворе (ТКС). Процесс получения сухого экстракта чая проводился в периодическом режиме, последовательно включающем стадии: экстракции водорастворимых веществ чая, отделение экстракта от осадка методами фильтрации и/или центрифугирования, концентрирования выпариванием и распылительной сушкой концентрата.

Установлено, что наиболее значимыми для процесса экстракции являются следующие параметры: продолжительность и температура процесса, гидромодуль суспензии, а также количество экстракций из одной порции исходного сырья. Для обоснования время проведения процесса экстракции была определена динамика накопления сухих веществ и ТКС в экстракте. Исследование проводили с использованием зеленого чая обр. 2. Гидромодуль суспензии составил 20.0 мл / г ( «1 : 20» ), температура экстракции Т = 90.0 °С. С увеличением продолжительности процесса экстракции происходит увеличение концентрации сухих веществ, в то время как концентрация ТКС со временем практически не изменяется. Увеличение продолжительности экстракции ведет к увеличению содержания балластных веществ. Таким образом, продолжительность процесса экстракции не должна превышать одного часа. Оптимизация температурного режима и гидромодуля проводилась при условиях: продолжительность процесса - один час, температура Т = 90.0 °С и Т = 132.0 °С. Процесс экстракции при Т = 132.0 °С осуществлялся в автоклаве под давлением 2.0 атм. Гидромодуль суспензий варьировали от 8.0 до 20.0 мл / г. Выход сухих веществ (СВ) на первой стадии экстракции показан в таблице 5.

Таблица 5 - Выход сухих веществ на стадии экстракции при различных режимах процесса.

№№ Образец Темпе- Гидро- Конц. Конц. ТКС, Выход СВ,

ратура, °С модуль, сухих А278 %

мл/г веществ, %

1 1 90 8 5.27 0.76 28.7

2 1 90 10 4.69 0.61 29.5

3 1 90 20 2.11 0.34 31.6

4 1 132 20 2.55 0.47 37.0

5 2 90 10 4.58 0.47 24.9

6 2 90 20 1.88 0.24 30.0

7 2 132 10 4.67 0.54 29.4

8 2 132 20 2.33 0.28 32.0

Использование высокотемпературной экстракции требует повышенного давления и в связи с этим предъявляет повышенные требования к техническому обслуживанию сосудов, работающих под давлением и

приводит к значительному увеличению затрат на изготовление оборудования. Кроме того, применение высоких температур при длительном воздействии отрицательно влияет на качество чайного экстракта, ускоряя окислительные процессы ТКС, и тем самым снижает качественные показатели конечного продукта. Увеличения выхода готового продукта на стадии экстракции можно добиться, увеличивая кратность экстракции, проводя повторную экстракцию чайного листа при температуре Т = 90.0 °С.

Отделения осадка от экстракта. При проведении эксперимента был приготовлен экстракт из образца зеленого чая образца 2 с концентрацией сухих веществ 2.72 %. Процесс отделения экстракта от осадка проводили методами постадийной фильтрации. Фильтрацию через фильтр проводили на нутч-фильтре с градиентом давления 0.7 атм. с использованием вакуумного водокольцевого насоса. Фильтрация через бельтинг проводилась под давлением 2.0 атм. в автоклаве. Для дополнительного осветления экстракта использовали процесс центрифугирования. Осветление экстракта проводили на стаканчиковой центрифуге при числе оборотов ротора N = 1.2 тыс. об / мин, в течение X = 30 минут. Все процессы фильтрации и центрифугирования проводили при Т = 80.0...90.0 °С для предотвращения осаждения веществ ТКС. Качество фильтрации или центрифугирования проводили на основании изменения концентрации сухих веществ до и после отделения осадка, см. таблицу 6.

Таблица 6 - Зависимость качества экстракта от способа разделения экстракта и разварки

№№ проб Способ отделения осадка Фильтрующий материал Концентрация сухих веществ, % Концентрация ТКС, А278

1 Исходный экстракт 2,72 0,28

2 Фильтрация ФМ-1 2,72 0,28

3 ФМ-2 2,67 0,26

4 ФМ-3 2,69 0,27

5 Центрифугирование - 2,12 0,27

Приведенные данные позволяют сделать заключение о неэффективности применения процесса фильтрации для отделения раствора от осадка. Центрифугирование позволяет получить экстракт с меньшим содержанием балластных веществ без потери ТКС. В производственном процессе для разделения суспензии были использованы процессы центрифугирования для отделения экстракта от разварки чайного листа и сепарирования - для отделения мелкой взвеси балластных веществ. Все процессы необходимо проводить при Т = 80.0 °С во избежание потерь веществ ТКС.

Характеристика разработанного промыитенного процесса. Обобщенная технологическая схема производства сухого экстракта зеленого чая представлена на рисунке 10. В реактор, объемом V = 75.0 л, оснащенный перемешивающим устройством и рубашкой для подогрева реакционной смеси, залили 50.0 л очищенной водопроводной воды. Воду нагревали до Т = 90.0 °С и вносили 5.0 кг зеленого чая. Через 1.5 часа, когда масса чая оседала, экстракт 1 ( Э 1 ) слили и профильтровали через специальный фильтр (1 вариант), а затем осветлили на стаканчиковой центрифуге периодического действия (2 вариант). Условия разделения смеси: число оборотов ротора центрифуги N = 1000 об / мин, продолжительность операции t = 30 минут, температура фильтрации и центрифугирования Т = 80.0 °С.

Затем в реактор вновь заливали воду до первоначального объема и загрузили сырье, оставшееся после первой экстракции, смесь нагрели до Т = 90.0 °С, выдержали в течение 1 часа. Разделение суспензии вторичного экстракта ( «Э2» ) в каждом из вариантов вели по схеме, аналогичной описанной выше. Первичный и вторичный экстракты объединили и упарили в 5 раз. Концентрирование растворов проводили при температуре Т = 80.0 °С в вакуум-выпарном аппарате УВВ-50. Сушку концентрата проводили с использованием прямоточной распылительной сушилки РС-20 с дисковым распыливающим механизмом Niro Atomizer (Дания) при температуре теплоносителя на входе в сушильную камеру Т = 170.0...180.0 °С и на выходе Т = 85.0...90.0 °С.

Рисунок 10 - Технологическая схема производства сухого экстракта зеленого чая

Основные характеристики продуктов, получаемых по технологическим стадиям процесса приведены в таблице 7. При анализе готового сухого продукта на содержание ТКС установлено, что продукт, полученный из

образца 1, содержит 25.3% ТКС, из образца 2 (без осветления экстракта) -21.6 % ТКС и при использовании осветления - 23.8 %.

В пятой главе на основании выше описанных теоретических подходов были проведены оптимизационные расчеты по обоснованию компонентного состава ряда функциональных продуктов в форме порошковых и суспензионных напитков серии «Бионан» и Казан-Бионан». В качестве базовых функциональных компонентов в составе рецепту данных напитков были использованы: «СФАГ-2» и порошковый экстракт зеленого чая. Таблица 7 - Основные характеристики продуктов, получаемых по стадиям

технологического процесса

Наименование стадии Наименование полупродукта Объем, л (кг) Концентрация сухих веществ, % Выход по сухим веществам, %

Фильтрация через 4-слойную марлю

Экстракция 1 Э1 32.4 4.37 28.2

Экстракция 2 Э2 41.5 1.26 10.4

Смешивание Э1 +Э2 73.9 2.61 38.5

Концентрирование Концентрат 14.0 12.66 35.4

Сушка Сухой экстракт 1.53 94.21 28.8

Фильтрация + осветление экстракта

Экстракция 1 Э1 38.0 3.84 29.1

Экстракция 2 Э2 35.5 1.50 10.6

Смешивание Э1 +Э2 73.5 2.70 39.6

Осветление смеси экстрактов Осветленная смесь Э1 +Э2 68.4 2.52 34.5

Концентрирование Концентрат 13.0 12.85 33.4

Сушка Сухой экстракт 1.38 95.62 26.5

По официальному Заключению Военно-медицинской Академии ВС РФ им. С.М. Кирова напитки серии «Бионан» и «Казан-Бионан» относятся к новому поколению натуральных, качественных и безопасных биологических корректоров здоровья. Включение продуктов в каждодневный рацион питания обеспечивает эффективное и комплексное клеточное питание, а также комплексное, разноплановое и пролонгированное профилактическое воздействие на многие внутренние органы и функциональные системы. Указанные напитки по своей пищевой ценности и оздоровительным свойствам предназначены для осуществления комплекса мероприятий по

радикальному улучшению качества и структуры питания. Напитки изготавливаются в товарной форме, удобной для употребления. Они адаптированы к особенностям приема пищи в завтрак, обед и ужин. В состав напитков входят только натуральные компоненты, изготовленные по т.н. «щадящим технологиям», позволяющим сохранить все нативные свойства и биохимический состав исходного сырья.

Напитки содержат в своем составе: большой набор аминокислот, в том числе всех незаменимых (треонин, вапин, лизин, триптофан, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин), находящихся в легко усвояемой, свободной форме ( до 60.0 % ); полиненасыщенные жиры (ПНЖК); широкий набор микро- и макроэлементов; витаминные комплексы; пищевые волокна; натуральные органолептические и иные добавки. Содержание аминокислот, витаминов, полиненасыщенных жиров, углеводов, пищевых волокон и минеральных элементов в 100.0 г напитков соответствует не менее « 1 / 3 » их дневной потребности. Они не имеют противопоказаний при длительном употреблении, а также не имеют опасных для здоровья побочных эффектов. Характеризуются безвредностью при длительном употреблении, быстротой и полнотой усвоения, соответствием биохимического состава и медико-биологических свойств т.н. «жизненной формуле», как по наличию незаменимых веществ, так и по их сбалансированности.

Технология производства порошкообразных напитков рассмотрена на основе производства поликомпонентной смеси «Бионан-В», изготавливаемой по ТУ 9185-031-00334600-07. Данная смесь используется для приготовления напитков в автономных условиях, а также в качестве вкусовой добавки к коктейлям на плодово-ягодной и растительной основе. В его состав входят: сахарная пудра, лимонная кислота, соль поваренная, крахмал картофельный, масло льняное, сухой концентрат черники, сухой концентрат боярышника, сухой концентрат зеленого чая, «СФАГ-2» и ароматизаторов «Гвоздика 709», «Мускат 596».

Процесс приготовления напитков включает: измельчение компонентов; формирование дисперсионной массы и ароматизирование; получение смеси

порошкообразной; фасование готовой смеси порошкообразной; упаковку, маркировку и хранение. Измельчение всех компонентов порошкообразной смеси осуществляется до размера частиц 250.0 - 500.0 мкм. Измельченные сахара-песка производят на молотковой дробилке, остальные компоненты смеси измельчают на дезинтеграторе. Измельченные компоненты через дозирующее устройство направляют в смеситель. Далее, крахмал картофельный через дозатор передают в вибросмеситель. В смеситель передают « 1 / 3 » расчетной массы сахарной пудры. Льняное масло подают в смеситель порционно через специальные форсунки при постоянно работающей мешалке. Перемешивание продолжают 30 минут до получения однородной массы. Затем производят ароматизирование дисперсной массы. В полученную дисперсную массу в смесителе дозируют через форсунки ароматизаторы «Гвоздика 709» и «Мускат 596». Ароматизированную дисперсную массу перемешивают 20 - 30 минут и подают в смеситель-гомогенизатор для получения смеси для напитка и затем на фасовку.

Технология производства суспензионных напитков рассмотрена на примере производства функционального суспензионного напитка «Казан-Бионан 2» по ТУ 9185-034 -00334600-07.

Этап № 1. Приготовление жидкого полуфабриката осуществляется путем смешивания расчетных масс и объемов меда пчелиного, томатной пасты, настоя эстрагона и настоя левзеи сафлоровидной. Компоненты напитков дозируют в смесителе, изготовленном из нержавеющей стали и оснащенным перемешивающим устройством. Первоначально дозируется расчетная масса томатной пасты, затем при постоянном перемешивании в томатную пасту дозируют предварительно подогретую до Т = 35.0 - 40.0 °С расчетную массу меда. Мед предварительно нагревают в транспортной таре (фляги, канистры) в ванне при температуре Т = 40.0 - 45.0 °С. Предварительный нагрев в мягком режиме увеличивает текучесть меда и снижает потери при дозировании. В полученную массу при перемешивании дозируют расчетные объемы настоя эстрагона и настоя левзеи сафлоровидной. Готовый жидкий

полуфабрикат перемешивают в течение 15-20 минут для получения однородной массы и используют в дальнейшем производстве.

Этап 2. Приготовление сухого полуфабриката. Сухой полуфабрикат готовят путем последовательного смешивания порошкообразных расчетных масс «СФАГ-2», соли поваренной, концентрата зеленого чая, пищевой лимонной кислоты. Сухой полуфабрикат готовят также в смесителе. Первоначально дозируются расчетные массы порошкообразных компонентов в следующей последовательности и при постоянном перемешивании: соль поваренная, лимонная кислота, концентрат зеленого чая и «СФАГ-2». Полученный сухой полуфабрикат перемешивают в течение 20 - 30 минут для гомогенизации компонентов в общей массе. Сухой полуфабрикат используют для дальнейшего приготовления концентрата растительного.

Этап 3. Приготовления концентрата растительного. Концентрат растительный приготавливается путем смешивания жидкого и сухого полуфабрикатов в коллоидной массе. Предварительно готовится коллоидная масса в реакторе-купажере, который оснащен перемешивающим устройством и рубашкой для обогрева. Для этого, в реактор-купажер дозируют расчетную массу крахмала картофельного. Включают перемешивающее устройство и дозируют расчетный объем питьевой воды с температурой Т = 25.0 - 30.0 °С; не прекращая перемешивания; затем поднимают температуру в крахмальной массе в режиме Т = 1.0 °С в 1 минуту до Т = 70.0 °С - крахмальная масса переходит в клейстеризованную; клейстеризованную массу охлаждают до температуры Т = 40.0 - 45.0 °С и затем охлажденную клейстеризованную массу подают в смеситель, для смешивания компонентов концентрата растительного при температуре Т = 40.0 - 45.0 °С.

Данная технологическая операция осуществляется при постоянном перемешивании с соблюдением следующей последовательности их внесения: первоначально дозируют в смеситель льняное масло, перемешивают в течение 10-15 минут для достижения равномерного диспергирования в коллоидной массе; вторым компонентом, дозируемым в смеситель, является жидкий полуфабрикат, который дозируется из смесителя порционно во

вторичный смеситель; сухой полуфабрикат из первичного смесителя дозируют во вторичный смеситель также порционно и равномерно - внесение сухого полуфабриката в среду, содержащую жидкий полуфабрикат способствует интенсификации процесса смачивания порошка с последующим его растворением в общей массе концентрата растительного; готовый концентрат растительный перемешивают еще 20 - 30 минут для достижения однородной массы и для усиления стабилизации структурно-механических свойств концентрат растительный гомогенизируется с использованием коллоидной мельницы (размер частиц дисперсной массы в дисперсионной среде не должен превышать 0.1 мм); готовый концентрат растительный пропускают через пластинчатый пастеризатор при Т = 70.0 -75.0 °С в течение 1 минуты.

Этап 4. Расфасовка и хранение концентрата растительного. Хранение концентратов растительных осуществляют в герметично закрытых реакторах при комнатной температуре. Концентраты растительные подают на розлив при температуре не ниже Т = 65.0 "С в подготовленную тару.

В шестой главе приведены результаты промышленного внедрения новых технологий, процессов и аппаратных схем на предприятиях пищевой отрасли. В Российской Федерации - на Опытно-экспериментальном заводе НПО «Биоиндустрия», Шаховской р-н М.О. и в Китайской народной республики - на предприятии Биотехнологическая компания «Чжэньюань Хубэй», Провинция Хубэй, г. Ухань.

Создание выше указанных предприятий осуществлено на принципах построения «Инновационных биотехнологических класстерных платформ». Разработанный и реализованный на практике новый научно-технический подход к созданию предприятий позволил быстро и эффективно достичь главной цели: обеспечить устойчивое и недорогое снабжение населения широким ассортиментом качественной и безопасной пищевой продукции функционального назначения за счет местных сырьевых и финансовых ресурсов.

В седьмой главе приведены результаты натурных исследований по оценке функциональных свойств напитков серии «Бионан» двумя независимыми методами цветовой диагностики и биоэлектроннооптической газоразрядной визуализации. На примере исследования напитка «Бионан-А» показано, что его функциональное влияние на различные органы и системы организма человека характеризуется разнонаправленным и многосторонним биологическим воздействием. Напиток положительно влияет на 27 органов и систем организма человека, обладает выраженными функциональными и эргономическими потребительными свойствами, которые проявляются в пределах физиологического воздействия, что соответствует требованиям для такого рода пищевой продукции. Напиток усваивается на уровне обычного пищевого продукта вне зависимости от возраста человека. Ухудшений физиологического состояния не наблюдалось ни в одном органе. Напиток «Бионан-А» оказывает положительное влияние на обмен углеводов, белков и жиров. В ходе исследований показано, что напиток обладает определенной стабильностью и имеет выраженное стабилизирующее влияние на энергетические центры, что является положительным фактором при воздействии на воспалительные процессы в органах человека и характеризуется успокаивающим влиянием (эффект седации). Он также может выполнять в определенной мере функцию прохладительного напитка, что важно при высокой температуре окружающей среды. У напитка «Бионан-А» в процессе исследований выявлены индивидуальные энергоинформационные показатели, надежно идентифицирующие данный продукт. Это дает возможность быстрого и надежного определения качества продукции и идентификации ее фальсификата.

Общие выводы

• На базе концепции построения «Инновационных биотехнологических кластерных платформ» разработаны теоретические основы и практические подходы к комплексному решению актуальной товароведческой научно-технической проблемы - создания отечественной промышленности по производству качественных и безопасных продуктов питания специального

назначения, что является фундаментальной основой государственной политики в сфере проведения военной реформы, а также модернизации и повышения боеспособности подразделений МЧС, МВД и ИТУ.

• На основе имеющихся в распоряжении автора литературных сведений, полученных экспериментальных данных, а также с применением математических моделей оптимизирован рецептурный состав поликомпонентных смесей продуктов питания специального назначения серии «Бионан» и «Казан-Бионан», изготовленных из натуральных компонентов и обладающих свойствами адаптогенов, иммуномодуляторов и биостимуляторов. Изучены сырьевые запасы базовых компонентов, необходимых для их промышленного производства, в том числе: пресноводной рыбы и чайного сырья.

• Разработана промышленная технология ферментолиза рыбного сырья с целью получения на её основе сухого ферментативного аминосодержащего гидролизата с использованием ряда ферментных препаратов промышленного производства и «субпродуктов». Изучена их ферментативная активность с целью обоснования наиболее эффективных препаратов для проведения гидролиза. Оптимизированы условия их каталитического действия и основные технологические режимы ферментативной обработки сырья для получения конечного продукта.

• Разработана новая промышленная технология ферментолиза белковосодержащих растительных субстратов с целью получение сухого аминосодержащего гидролизата на основе использования микробных ферментных препаратов протеолитического и карбогидразного действия. Изучена каталитическая активность группы ферментных препаратов микробного, растительного и животного происхождения. Обоснован выбор наиболее эффективных препаратов для проведения гидролиза растительного сырья. Определены оптимальные технологические условия и каталитические параметры действия выбранных биокатализаторов. Оптимизированы

основные технологические режимы ферментативной обработки сырья для получения нативного белка бобовых культур.

• Разработана новая промышленная технология экстракции биологически активных веществ из чайного сырья с целью получения инстантных порошковых форм этих экстрактов. Изучены и оптимизированы режимы проведения экстракции на всех стадиях технологического процесса. На основании полученных данных разработаны т.н. щадящие режимы, позволяющие сохранить в конечной продукции большинство физиологически функциональных ингредиентов.

• На основе разработанных технологий создана модельная международная «Инновационная биотехнологическая кластерная платформа» (ИБКП) по производству поликомпонентных напитков специального назначения серии «Бионан» и «Казан-Бионан», причём: производство полупродуктов (СФАГ-2, ПНЖК ряда со-3 и со-6, порошковых экстрактов зелёного чая) - приближены к сырьевой базе и расположены в КНР, а производство и сбыт конечной продукции в России.

• Впервые созданная ИБКП состоит из нескольких технологических линий с взаимоувязанными процессами и технологиями, обеспечивающими полную сохранность нативных физиологически функциональных ингредиентов в производимых нутриентах. Промышленная реализация новых технологий и процессов осуществлена на основе создания комплексных производственных линий, собранных из штатного оборудования, адаптированного для выполнения заданных операций, с единой оптимизационной системой управления технологическими процессами.

• Полученные в ходе промышленного производства продукты питания специального назначения в форме напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан» прошли государственную научно-техническую аттестацию в Центральном продовольственном управлении МО РФ и рекомендованы к

применению в системе МО РФ в качестве высоко эффективных препаратов, обладающих свойствами адаптогенов, иммуномодуляторов и биостимуляторов.

• Разработанные теоретические и практические аспекты нового товароведческого подхода к созданию продуктов питания специального назначения на основе поликомпонентных смесей натуральных ингредиентов, реализованные в модельной ИБКП, открывают широкие возможности по их тиражированию, как в нашей стране, так и за рубежом. Это позволит в сжатые сроки полностью обеспечить МО РФ, МЧС, МВД и ИТУ широким ассортиментом продуктов питания специального назначения, а также приведёт к улучшению питания населения, проживающего в экстремальных погодных и климатических условиях, зонах стихийных бедствий и организации системного спортивного питания, как для профессиональных спортсменов, так и любителей оздоровительного спорта.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Патенты

1. Патент Российская Федерация № 2277795, от 20.06.06г. Способ получения аминокислотного гидролизата [Текст] / Поверин А.Д, Поверин Д.И.. Приоритет с 14.01.05.

2. Патент Российская Федерация № 2279283, от 10.07.06г. Способ получения растительного экстракта. [Текст] / Поверин А.Д., Поверин Д.И. Приоритет с 14.01.05.

3. Патент Российская Федерация Патент РФ № 2358563, от 20.06.09г. Порошкообразная смесь для функционального напитка «Бионан-А» [Текст] / Поверин А.Д., Филонова JI.А., Соболева O.A. Приоритет с 14.01.05.

4. Патент Российская Федерация № 2358564, от 20.06.09 г., Порошкообразная смесь для функционального напитка «Бионан-В» [Текст] / Поверин А.Д., Филонова JI.A., Соболева O.A. Приоритет с 27.03,08г.

5. Патент Российская Федерация № 2359529, от 27.06.09г., Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-1». [Текст] / Поверин А.Д., Филонова Л.А., Соболева O.A. Приоритет с 27.03.08г.

6. Патент Российская Федерация № 2385660, от 10.04.10г., Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-2» [Текст] / Поверин А.Д., Филонова Л.А., Соболева O.A. Приоритет с 27.03.08г.

7. Патент Российская Федерация № 2358562, от 20.06.09r. Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-3». [Текст] / Поверин А.Д., Филонова Л.А., Соболева O.A. Приоритет с 27.03.08г.

8. Патент Российская Федерация № 2368579, от 27.09.09r. Добавка для модификации гипсовых вяжущих [Текст] / Поверин А.Д., Поверин Д.И. Приоритете 15.02.2008.

9. Патент Российская Федерация № 2279283, от 10.07.06г. Турбулентно-кавитационный смеситель. [Текст] Поверин А.Д., Поверин Д.И. Приоритет с 15.02.08г.

Монографии

8. Поверин А.Д., Поверин Д.И. Технология промышленной переработки лекарственного растительного сырья. [Текст] - М.: изд-во МСХА им. К.А. Тимирязева, 2001. - 205с.

9. Поверин А.Д. Технологии, процессы и оборудование для производства функциональных продуктов питания. [Текст] - М.: изд-во «Биотехнология», 2007. - 256с.

10. Поверин А.Д Оптимизация процессов смешивания поликомпонентных функциональных продуктов питания. [Текст] /А.Д. Поверин, C.B. Николаева

- М.: изд-во «Биотехнология», 2009. - 166с.

Основные статьи в научных журналах

11. Поверин А.Д. Лекарственные растения в производстве напитков чайных. [Текст], Доронин А.Ф., Нахмедов Ф.Г. // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 5, 2001, Москва. - С. 6-9.

12. Поверин А.Д. Сушка различных растительных субстратов при производстве крупяных каш быстрого приготовления с функциональными пищевыми добавками. [Текст], Тырсин Ю.А. // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 4,2003, Москва. - С. 32-35.

13. Поверин А.Д. Технология продуктов функционального питания в форме крупяных каш быстрого приготовления с растительными добавками. [Текст], Тырсин Ю.А // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 4, 2003, Москва. - С. 20-24.

14. Поверин А.Д. Создание эмульсионных продуктов функционального и лечебно-профилактического назначения. [Текст] Тырсин Ю.А. // Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 9,2005, Москва. - С. 11-13.

15. Поверин А.Д. Изучение органолептических свойств зеленого чая методом газовой хроматографии. [Текст], Поверин Д.И. // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 4,2005, Москва. - С. 13-15.

16. Поверин А.Д. Конвективная сушка плодов рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia). [Текст], Тырсина А.В // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 11, 2005, Москва. - С. 20-25.

17. Поверин А.Д. Функциональные аминокислотные комплексы типа «СФАГ-2».[Текст], Поверин Д.И. // Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 11, 2006, Москва. - С. 13-19.

18. Поверин А.Д. Технология получения белкового препарата «СФАГ-2». [Текст] // Статья в журнале «Рыбная промышленность», № 1, 2006, Москва.

- С. 4-7.

19. Поверин А.Д. Производство сухого ферментативного амино содержащего гидролизата рыбы «СФАГ-2». [Текст] // Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 1,2006, Москва. - С. 12-17.

20. Поверни А.Д. Протеолитические ферменты в производстве белкового препарата «СФАГ-2».[Текст] //Статья в журнале «Рыбная промышленность», № 1, 2006, Москва. - С. 17-19.

21. Поверин А.Д. Оптимизация промышленной технологии процесса сушки натуральных растительных субстратов. [Текст] // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 2,2006, Москва. - С. 19-21.

22. Поверин А.Д. Производство натуральных соков плодовых растений в форме гранулированных концентратов. Новая технология. [Текст] // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 5, 2006, Москва. - С. 23-26.

23. Поверин А.Д. Создание серий функциональных напитков из натурального растительного сырья. [Текст] // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 4, 2006, Москва. - С. 13-15.

24. Поверин А.Д. Технология получения белкового препарата «СФАГ-2». [Текст] // Статья в журнале «Рыбная промышленность», №1, 2006, Москва. -С. 13-16.

25. Поверин А.Д. Разработка новой технологии и оборудования для измельчения различных видов растительных субстратов. [Текст] II Статья в журнале «Пиво и напитки», № 2, 2006, Москва. - С. 21-24.

26. Поверин А.Д. Получение натурального поликомпонентного концентрата на основе экстракта зеленого чая. [Текст] // Статья в журнале «Пиво и напитки», № 6,2006, Москва. - С. 21-24.

27. Поверин А.Д. Оптимизация эффективного гомогенного смешивания порошковых композитных составов различной степени дисперсности. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 1, 2006, Москва. - С. 34-37.

28. Поверин А.Д. Основные закономерности конвективной сушки растительных субстратов на примере термической обработки плодов рябины обыкновенной. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 3, 2006, Москва. - С. 6 -10.

29. Поверин А.Д. Результаты сравнительной оценки физико-химических и технологических параметров экстракта стевиозида. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», №11, 2006, Москва. - С. 51-56.

30. Поверин А.Д. Паровая ленточная сушилка СПК для сушки различных растительных субстратов. [Текст] Тырсина A.B., Тырсин Ю.А. // Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 8,2006, Москва. - С. 27-32.

31. Поверин А.Д. Новые технологии и оборудование для измельчения растительных субстратов с заданными параметрами дисперсности. [Текст] Тырсина A.B., Тырсин Ю.А II Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 7, 2006, Москва. - С. 39-45.

32. Поверин А.Д. Технология получения порошкового экстракта зеленого чая [Текст] II Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 7, 2008, Москва. - С 12-18.

33. Поверин А.Д. Биологически активная пищевая добавка к продуктам питания на основе ферментативного гидролизата пивных дрожжей. [Текст] // Статья в журнале « Пиво и напитки», № 3, 2008, Москва. - С 21-26 .

34. Поверин А.Д., Новые функциональные продукты питания на основе натуральных сырьевых субстратов. [Текст] Филонова Г.Л., Соболева О.А. // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 10, 2008, Москва.-С. 13-18.

35. Поверин А.Д. Определения активности протеолитических ферментов при производстве пищевой добавки «СФАГ-2». [Текст] // В журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 11,2008, Москва. - С. 14-18 .

36. Поверин А.Д. Полиненасыщенные жиры - важнейший компонент продуктов функционального питания. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 7, 2008, Москва. - С. 9-12 .

37. Поверин А.Д. Стрелков В.Н., Прокопенко И.П. Исследование функциональных свойств поликомпонентного напитка «Бионан-А» методами цветовой диагностики и газоразрядной визуализации. [Текст] // Статья в журнале «Пищевая промышленность», № 8, 2008, Москва. - С. 19-26 .

38. Поверин А.Д. Антиоксидантные свойства зеленого и черного чая. [Текст] Бондарев М.М., Тихонов В.П., Тырсин Ю.А // Статья в журнале «Пиво и напитки», №3,2008, Москва. - С. 15-20.

39. Поверин А.Д. Новая технология получения инстантного порошкового экстракта зеленого чая. [Текст] // Статья в журнале « Пиво и напитки», № 2, 2008. Москва. - С 8-12.

40. Поверин А.Д. Жиросодержащие нутриенты для конструирования продуктов функционального питания. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 6,2008.Москва. - С. 20-24.

41. Поверин А.Д. Новая технология промышленного производства сухого ферментативного аминосодержащего гидролизата пивных дрожжей «СФАГ-1». [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 9, 2008, Москва. - С 19-25.

42. Поверин А.Д. Получение натуральных продуктов функционального питания, обогащенных белковыми компонентами. [Текст] // Статья в журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», № 8, 2008, Москва. - С. 20-25.

Прочие публикации по теме диссертации

43. Поверин А.Д. Отработка эффективной промышленной технологии сушки различных видов растительных субстратов при производстве крупяных каш быстрого приготовления. [Текст] Тырсин Ю.А. - М.: в сб-ке трудов IX Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» МГУТУ, вып. 8, т.1,2003. - С.13-14.

44. Поверин А.Д.. Технология и аппаратура для эффективного измельчения плодоовощной продукции и других растительных субстратов при промышленном производстве новых продуктов функционального питания в форме крупяных каш быстрого приготовления с растительными добавками. [Текст] Тырсин Ю.А - М.:. в сб-ке трудов IX Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» МГУТУ, вып. 8, т.1, 2003. - С. 19-22.

45. Поверин А.Д. Проблемы контроля качества и безопасности продуктов функционального питания и специального назначения в процессе их промышленного производства. [Текст] - М.: в сб-ке трудов Международной конференции и выставки «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности» МГУПП, 2003. - С. 45-47.

46. Поверин А.Д. Научные основы расширения ассортимента чайной продукции. [Текст] Романова Н.Г. - М.: в сб-ке трудов XXII Научно конференции МСХА им. К.А. Тимирязева, 2004. - С. 77-80.

47. Поверин А.Д.. Промышленное производство продуктов функционального питания и специального назначения - важнейшее направление развития современной пищевой индустрии. [Текст] Поверин Д.И - М.: в сб-ке трудов Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания», МГУПП, 2004, Москва. - С. 24-30.

48. Поверин А.Д.. Новые возможности восстановления параметров здоровья на основе продуктов функционального питания из натуральных растительных субстратов. [Текст] Поверин Д.И - М.: в сб-ке трудов Второй Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» МГУПП, 2004. - С. 43-46.

49. Поверин А.Д. Использование боярышника при произ-водстве чайных напитков. [Текст] Романова Н.Г. - М.: в сб-ке трудов VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино, М.О., ВНИИ ССОК, 2005. - С. 75-77.

50. Поверин А.Д. Использование нетрадиционных плодовых культур в производстве чайных напитков. [Текст] Романова Н.Г. - М.: в сб-ке трудов Конференции молодых ученых МСХА им. К.А.Тимирязева, 2005. - С. 95-99.

51. Поверин А.Д. Использование боярышника при производстве чайных напитков. [Текст] Романова Н.Г. - М.: в сб-ке трудов VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», 2006, Пущино, ВНИИ ССОК. - С. 23-29.

52. Поверин А.Д. Новые продукты адекватного питания для восстановления параметров здоровья человека в неблагоприятных экологических условиях. [Текст] Тырсин Ю.А.- М.: в сб-ке трудов XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», вып. 10,т.2., 2007. - С.67-70.

53. Поверин А.Д. Результаты экспериментальных исследований процесса тепловой конвективной сушки лекарственного растительного сырья на примере шиповника ржаво-красного (Rosa rubignosa L). [Текст] Тырсина А.В. - М.: в сб-ке трудов XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», вып. 10, т.2., 2006. - С. 30

54. Поверин А.Д. Результаты изучения биохимических свойств зеленого чая методом газовой хроматографии. [Текст] Тырсина А.В. - М.: в сб-ке трудов XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», вып. 10, т.2., 2007. - С. 77-79.

55. Поверин А.Д. Сухой ферментативный аминосодержащий гидролизат «СФАГ-2». [Текст] - М.: изд-во ФГУ ПИ ВИННИТИ, 2005. - 15с.

56. Поверин А.Д. Продукты функционального питания, как действенное средство восстановления параметров здоровья человека в неблагоприятных экологических условиях. [Текст] Тырсин Ю.А. - М.: в тр-дах Российско-Корейской научно-практической конференции РАЕН Восток-Запад -«Эколого-экономические проблемы XXI века, 2008. - С. 24-27.

57. Поверин А.Д. Изучение динамики физико-химических показателей зеленого чая, боярышника и рябины. [Текст] Романова Н.Г. - М.: в сб-ке трудов XXIII Научной конференции МСХА им. К.А. Тмирязева, 2008. - С. 43-46.

58. Поверин А.Д. Восстановление параметров здоровья человека с помощью продуктов адекватного питания. [Текст] Тырсин Ю.А. и др. - М.: в сб-ке трудов IV Международной научно-практической конференции «Технология продуктов адекватного питания», 2009. - С. 32-36.

59. Поверин А.Д. Чайные напитки, как продукт функционального питания. [Текст] Романова Н.Г. - М.: изд-во РАЕН, в сб-ке «Нетрадиционные природные ресурсы», вып. № 15, под ред. Проф. Зеленкова В.Н., 2008. - С.76

60. Поверин А.Д. Стратегия проектирования и продвижения на рынок инновационного функционального продукта питания. [Текст] - М.: в сборнике трудов III Межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров «Товаровед 2010», 14-15 апреля 2010 г., из-во МГУПП, 2010. -С34-39.

61. Поверин А.Д. Товароведческие аспекты формирования продовольственной базы на основе многофункциональных кластерных комплексов предприятий пищевой биотехнологии [Текст] - М.: в сборнике трудов III Межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров «Товаровед 2010», 14-15 апреля 2010 г., из-во МГУПП, 2010. - С14-18

62. Поверин А.Д. Разработка технологии производства функциональных продуктов питания на основе семян амаранта. [Текст] - М.: в сборнике трудов III Межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров «Товаровед 2010», 14-15 апреля 2010 г., из-во МГУПП, 2010. - С42-45.

63. Поверин А.Д. Разработка технологии получения биологически активных соединений для производства функциональных напитков. [Текст]. -М.: в трудах VIII Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты». Москва, изд-во МГУПП. 2010. - С 50-54.

Подписано в печать: 01.03.11

Объем: 1,5 усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 211 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, пр-т Вернадского,39 (495) 363-78-90; www.reglet.ru

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Функциональные продукты питания, как базовая основа создания пищевых продуктов специального назначения.

1.2. Анализ существующих технологий производства пищевых добавок с доминантным содержанием полиненасыщенных жирных кислот и аминосодержащих компонентов.

1.3. Характеристика существующих технологий экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья.

1.4. Основные виды технологического оборудования, как модульные элементы в создании новых технологических линий.

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Материалы и методы аналитических исследований

2.2. Методы оптимизации функционально-технологических свойств гетерогенных рецептурных смесей на основе нечётких композиционных функций принадлежности.

2.3. Методы оптимизации технологии производства функциональных продуктов питания.

2.4. Новые методы системного технологического контроля условий и оптимизации параметров производственных процессов.

Глава 3 ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО СУХОГО ФЕРМЕНТАТИВНОГО АМИНОСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОЛИЗАТА.

3.1 Результаты исследований по разработке технологии производства аминосодержащего гидролизата из растительных субстратов.

3.2 Результаты исследований по обоснованию новой технологии производства «сухого ферментативного аминосодержащего гидролизата -«СФАГ-2».

Глава 4 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОРШКОВЫХ ЭКСТРАКТОВ РАСТИТЕЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ.

4.1. Применение ультразвука в технологии производства порошковых экстрактов из растительного сырья.

4.2. Результаты экспериментальных исследований по оптимизации новой технологии экстракции на примере чайного сырья.

4.3. Промышленная технология производства порошковых экстрактов растительных субстратов с сохранением нативных свойств исходных сырьевых компонентов.

Глава 5 НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ФОРМЕ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ НАПИТКОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ НАТУРАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ.

5.1 Новая технология промышленного производства продуктов питания специального назначения серии «Бионан».

5.2. Новая технология промышленного производства продуктов питания специального назначения серии «Казан-Бионан».

Глава 6 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ПИЩЕВУЮ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ.

6.1 Промышленное внедрение новой технологии производства полиненасыщенных жиро- и аминосодержащих компонентов.

6.2 Промышленное внедрение новой технологии производства ППСН в форме напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан».

Глава 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НАПИТКОВ СЕРИИ «БИОНАН» С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ ЦВЕТОВОЙ ДИАГНОСТИКИ И БИ-ОЭЛЕКТРОННООПТИЧЕСКОЙ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ.

7.1 Оценка функциональных свойств напитка «Бионан-А» мето.

7.2 Оценка функциональных свойств напитка «Бионан-А» методом би-биоэлектроннооптической газоразрядной визуализации.

8. ВЫВОДЫ.

9. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Актуальность темы.

Идея разработки новой концепции специального питания возникла в связи с тем, что в последнее десятилетие, в структуре производства функциональных продуктов питания, как в нашей стране, так и за рубежом, получило активное развитие новое направление пищевой индустрии - производство продуктов питания, необходимых для обеспечения жизни и деятельности человека в экстремальных условиях, в том числе: природных, погодных, климатических, психологических, физических, физиологических, эмоциональных и т.д. Таким продуктам питания присвоено новое наименование - «Продуктов питания специального назначения» - ППСН.

Анализ литературных данных и директивных документов государственных органов (например, Распоряжения Правительства РФ № 1873-р, от 25.10.10 г.), а также оценка результатов собственных исследований, приводят к выводу о том, что указанные продукты питания должны в полном объёме удовлетворять всё возрастающим потребительским требованиям, предъявляемым к ним в соответствии со сложными профессиональными задачами, решаемыми специальными подразделениями МО, МЧС и МВД Российской Федерации на современном этапе. Помимо использования для решения узко специальных задач, ППСН по своему назначению могут быть использованы для решения важных народнохозяйственных задач, в том числе: обеспечению нормальной жизнедеятельности персонала при хозяйственном освоении районов Крайнего Севера, Арктики и Антарктики, организации экстренного питания в зонах стихийных бедствий, а также эффективного решения проблем спортивного питания. На необходимость скорейшего практического решения указанных задач обращают внимание многочисленные Указы Президента Российской Федерации и, в первую очередь, Постановление Правительства РФ от 29 декабря 2007 г. № 946 «О продовольственном обеспечении военнослужащих».

Таким образом, совершенстаование и комплексную модернизацию системы промышленного производства продуктов питания специального назначения

ППСН) можно считать актуальной задачей науки о питании на современном этапе её развития. Разработка и реализация данной проблемы должна быть осуществлена на основе широкого использования современных инновационных подходов, разработанных применительно к производству поликомпонентных смесей физиологически функциональных ингредиентов, как базовой товарной основы пищевой продукции данного вида.

Необходимо отметить, что сохранение нормальной, заложенной Природой, системы жизнедеятельности организма человека в экстремальных условиях возможно только в том случае, если организм регулярно обеспечивается не только сбалансированным количеством белков, жиров и углеводов, но и целым рядом функциональных ингредиентов питания в форме поликомпонентных смесей. При этом должны учитываться сложные многофункциональные взаимоотношения между компонентами этих смесей, что предполагает широкое использование методов математического моделирования.

Специализированное питание, с учётом высказанной точки зрения, должно представлять собой набор пищевых продуктов, сконструированных на основе функциональных ингредиентов, и предназначенных для осуществления интенсивного питания человека в трёх временных интервалах: 1) - в период его подготовки к пребыванию в экстремальных условиях; 2) - в период его пребыванию в экстремальных условиях; 3) - в период его реабилитации, при выходе из этих экстремальных условий. Данный вид питания должен активно и эффективно способствовать безусловному выполнению человеком той или иной специальной задачи, а также обеспечить ему абсолютное сохранение или, в ряде случаев, приумножение параметров его природного здоровья.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма в экстремальных условиях в состав пищи обязательно должны входить вещества, названные незаменимыми факторами питания. Их биохимические структуры и состав ингредиентов, не синтезирующихся ферментными системами организма, необходимы для нормального обмена веществ. К ним относятся незаменимые аминокислоты, витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, минеральные вещества и ряд микроэлементов. Биохимическая сущность соотношений отдельных пищевых веществ в III ICH чрезвычайно сложна, так как является интегральным отражением всего многообразия процессов обмена веществ и их изменений в зависимости от тех или иных условий и факторов экстремального существования организма. Базовыми структурными компонентами Iii ICH являются аминокислоты и витамины.

Потребность организма человека в полиненасыщенных жирных кислотах (ПНЖК). Данный вид нутриентов является важным компонентом обмена веществ. В природе встречается более ста разных форм жирных кислот, различающихся по длине углеродной цепи, числу и положению двойных связей и разных химических заместителей. Большинство жирных кислот, кроме со-3 и 00-6, могут быть синтезированы организмом человека. Для их синтеза нужны специальные ферменты - десатуразы и элонгазы, набор которых различен у разных организмов. У большинства животных, включая человека, ферменты не умеют вставлять двойную связь в положения w-З и со-6. Поэтому для них являются абсолютно незаменимыми такие ПНЖК, как линолевая -«18:2 со-6 » и а-линоленовая -«8:3 со-3 ». Эти две кислоты обязательно должны поступать с пищей. Роль и значение этих ПНЖК в структуре 11ПСН крайне велика, а именно: ПНЖК семейства со-6 принимают участие в синтезе гормонов, регулирующих функцию размножения, рост, иммунитет, обмен веществ и ряд других функций; ПНЖК семейства со-3 используются для регуляции работы кровеносной системы, а также входят в состав мозга. Наилучшим сырьевым источником для производства указанных выше ПНЖК - является рыбное сырьё.

Потребность организма человека аминокислотах. При определении сбалансированности ППСН по белковым ингредиентам, главное значение должно придаваться соблюдению отдельных пропорций в составе аминокислот. Это очень важно для усвоения белков и обеспечения процессов их синтеза. Белки пищи лучше усваиваются в условиях их сбалансированного аминокислотного состава. Дефицит незаменимых аминокислот в пищевом рационе или его несбалансированность (нарушение соотношений аминокислот) приводит к серьёзным нежелательным последствиям.

Помимо нежелательного дисбаланса состава аминокислот в продуктах специального питания, при конструировании ППСН необходимо учитывать возможность появления токсического эффекта, что может быть вызвано аминокислотным антагонизмом и крайне сложным взаимоотношением между аминокислотным и витаминным комплексами. Аминокислоты при их несбалансированном введении в организм могут оказывать выраженное токсическое действие. Одной из возможных причин этого является их быстрое дезаминирование и, как следствие, насыщение организма высокотоксичными аммонийными солями, так как в этом случае аминокислоты не полностью используются для синтеза белка. Отдельные аминокислоты обладают различной способностью нейтрализовать токсическое действие друг друга. С этой точки зрения понятен высокий в отношении большинства аминокислот детоксиниируюишй эффект аргинина, избыток которого может способствовать интенсификации процессов превращения аммонийных солей в мочевину. Взаимное нейтрализующее действие лейцина и изолейцина несомненно имеет другой механизм. Наличие значительной структурной близости между лейцином и изолейцином позволяет предполагать, что в данном случае в основе аминокислотного антагонизма могут лежать конкурентные отношения между структурными аналогами, хорошо известные из учения об антиметаболитах. Наиболее токсичные аминокислоты - метионин, тирозин и гистидин. Их токсическое действие, как и других аминокислот, в более тяжелой степени проявляется при низко белковой структуре продуктов питания.

Таким образом, необходимость сбалансирования аминокислотного состава ППСН вытекает не только из-за необходимости конструирования их эффективного усвоения, но и из-за их возможного взаимно нейтрализующего и токсического действия. Наилучшим сырьевым источником для производства полноценных аминокислотных комплексов является пресноводная рыба.

Потребность организма человека в витаминах. Потребность организма человека, находящегося в экстремальных условиях, в отдельных витаминах в значительной степени связана с характером питания и характером самих условий. Так, например, потребность организма в тиамине находится в прямой связи с его энерготратами и, в определенной степени, сопряжена с повышением в структуре питания доли углеводов. Принято считать, что потребность в тиамине составляет примерно 0.6 мг на 1000 ккал, и она несколько возрастает с повышением в питании количества углеводов. Это объясняется тем, что базовая функция тиамина связана с биосинтезом ферментных систем, принимающих участие в декарбоксилировании кетокислот. Аналогичная взаимосвязь возможна также и в отношении липоевой кислоты. Взаимозависимость между количеством потребляемых витаминов, с одной стороны, и содержанием в ППСН основных пищевых веществ, с другой, очевидно, определяется биокаталитической функцией витаминов, их ролью в обмене тех или иных веществ. Иными словами, на превращение углеводов и других пищевых веществ затрачивается определенное количество витаминов, потребность в которых в какой-то мере характеризует степень износа ферментных систем. Наилучшим сырьём для производства полноценных витаминных комплексов является чайное сырьё.

Таким образом, принцип конструирования ППСН не может определяться какой-либо узкой группой веществ, как бы они ни были важны для организма. В оценке сбалансированности состава ППСН необходимо ориентироваться на весь комплекс незаменимых факторов питания с возможно более полным учетом существующих коррелятивных взаимозависимостей, что достижимо лишь в случае применения математических моделей и методов для их создания.

Современные требования, предъявляемые к ППСН, включают:

• обеспечение соответствующих физиологических ритмов человека (зачастую индивидуальных);

• снабжение организма хорошо приготовленной, питательной и вкусной пищей, содержащей адекватные количества незаменимых пищевых веществ, необходимых для его развития и функционирования;

• обеспечение сбалансированного поступления нутриентов в организм с учётом планируемых энергетических затрат, а также равновесие поступления и баланс расходования основных пищевых веществ;

• сохранение человеку индивидуального здоровья, хорошего самочувствия и максимальной продолжительности жизни после выхода из экстремальной ситуации и прохождения периода реабилитации.

Физиологические нормы, заложенные в условия конструирования ППСН безусловно являются усреднёнными величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп людей в пищевых веществах и энергии. Физиологические нормы питания лежат в основе официальных рекомендаций величин потребления основных пищевых веществ и энергии для различных контингентов населения. Однако они дают первичную научную базу для создания и производства ППСН, а также для организации их практического применения в различных экстремальных ситуациях.

Нормы потребления ППСН должны базироваться на основных положениях концепции сбалансированного питания и обеспечивать следующие принципы рационального питания. Энергетическая ценность рациона взрослого человека должна соответствовать энерготратам организма. Величины потребления основных пищевых веществ - белков, жиров и углеводов должны находиться в пределах физиологически необходимых соотношений между ними. В составе ППСН должны быть предусмотрены физиологически необходимые количества животных белков - источников незаменимых аминокислот, физиологические пропорции насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, оптимальные количества витаминов. Содержание основных минеральных веществ в пище должно соответствовать физиологическим потребностям здорового человека. При определении потребности в основных пищевых веществах и энергии для различных групп взрослого трудоспособного населения особое значение имеют различия в энерготратах, связанные с особенностями и видами специальной деятельности.

Необходимо отметить, что практическое применение новых ППСН должно позволить человеку, находящемуся в составе специального подразделения не только выполнить ту или иную специальную задачу в условиях повышенных психофизических нагрузок, но и обеспечить эффективную предварительную психофизическую подготовку к её безусловному выполнению. Эта задача должна реализовываться на стадии подготовки человека к пребыванию в экстремальных условиях, за счёт введения в ежедневный рацион питания дополнительных ППСН.

Для Российской Федерации указанная выше проблема крайне актуальна в связи с тем, что у большинства групп населения страны, перспективных для работы в экстремальных условиях, выявлены значительные нарушения состояния здоровья, которые вызваны, в том числе, неполноценным питанием. В большинстве случаев это обусловлено как недостаточным потреблением необходимых пищевых веществ и соединений, так и нерациональным составом и соотношением этих веществ и соединений в продуктах питания.

Краткий анализ ситуации позволяет сделать вывод о том, что уровень потребления основных продуктов питания большинством населения России значительно уступает рекомендуемым нормам, как по общей энергетической ценности, так и по своей структуре. Общая питательная ценность рациона снизилась за последние пять лет более чем на 1000 ккал в сутки. По данным Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания», дефицит аминокислот, витаминов и минеральных веществ на сегодняшний день устойчиво определяется у 80.0 % населения страны. В настоящее время' в стране сложилась крайне неблагоприятная ситуация по обеспеченности рациона питания населения эссенциальными (незаменимыми) компонентами. Не в полной мере решена проблема качества и безопасности пищевого сырья и готовых продуктов. Существенное негативное влияние на состояние здоровья большинства граждан оказывает отсутствие элементарных знаний в области рационального питания.

Весомый вклад в создание и развитие теоретических основ промышленного производства функциональных продуктов питания, как базовой основы для создания 111 ICH, внесли такие ученые, как: Е.Е. Браудо, В.Г. Высоцкий, М.В. Гернет, Г.Б. Гаврилов, М.В. Гернет, А.Ф. Доронин, И.А. Евдокимов, Г.И. Касьянов, A.A. Кочеткова, П.Ф. Крашенинин, О.Н. Красуля, Н.Г. Кроха, К.С. Ладодо, H.H. Липатов, H.H. Липатов (мл.), М.Ф. Нестерин, А.П. Нечаев, В.Х. Паронян, A.A. Покровский, Т.С. Попова, И.А. Рогов, Ю.Я. Свириденко, Н.А.Тихомирова, Э.С.Токаев, В.А.Тутельян, Ю.А. Тырсин, С.Е.Траубенберг, A.M. Уголев, В.Д. Харитонов, А.П. Чагаровский, A.M. Шалыгина, В.А. Шатерников, Л.Н. Шатнюк, R. Atkins, Е. Bauernfeind., S. Bengmark, V. Kurovanagi и др.

В работах отмечено, что одним из важнейших направлений дальнейших научных исследований, связанных с проблемами расширения промышленного производства продуктов питания специального назначения является разработка новых теоретических подходов и практических решений к созданию новых технологий производства натуральных физиологически функциональных ингредиентов, позволяющих создавать на их основе широкий спектр функциональных продуктов питания. Кроме этого, сделан вывод о том, что плохо изучены и разработаны методы физического и математического моделирования выше указанных технологических процессов и оптимизации компонентного состава функциональных продуктов питания. Это, в свою очередь, тормозит комплексное решение большинства практических задач, связанных с промышленным производством 1JL1 ICH, в том числе: создание новых технологий и аппаратных схем; разработку методик определения качества и безопасности сырьевой и конечной продукции; расширение ассортимента исходных биологически активных сырьевых компонентов и изучение их биохимического состава, создание новых рецептур ППСН и т.д.

На основании выше изложенного, автором впервые предпринята попытка создания серии ППСН в форме поликомпонентных смесей, обеспечивающих дневной рацион питания человека, находящегося в экстремальных условиях, по большинству эссенциальных пищевых компонентов, сбалансированных по калорийности и пищевой ценности. В качестве базовой товарной формы для создания выше указанных продуктов выбраны напитки, что вполне закономерно, т.к. напитки прочно вошли в структуру каждодневного рациона питания большинства специальных подразделений и населения в целом.

Основной научный подход. В качестве основного научного подхода к комплексному решению поставленной задачи выбран новый метод физико-математического моделирования технологических процессов производства выше указанных специальных продуктов, позволяющий оптимизировать эти процессы и аппаратные схемы по основным технологическим параметрам, а также комплексного моделирования компонентного состава, реологических и функциональных свойств ППСН в форме напитков.

Анализ представленных на рынке исходных сырьевых компонентов, необходимых для создания выше указанных напитков, выявил их скудность, что определило актуальность разработки новых технологий производства ряда необходимых эссенциальных ингредиентов, в том числе: полноценных белковых компонентов в форме нативных аминокислотных гидролизатов; витаминных комплексов; полиненасыщенных жирных кислот, а также компонентов антиоксидантного ряда.

Анализ литературных данных позволил сделать вывод о том, что наиболее перспективным, качественным и доступным источником большинства незаменимых аминокислот, являющихся базовой основой компонентного состава функциональных продуктов питания, являются протеины соевых бобов, гороха и рыбы, что и определило их использование в качестве сырьевых ресурсов для производства выше указанных нутриентов.

Не менее важным сырьевым компонентом для создания рецептур новых функциональных напитков являются порошковые экстракты растительных субстратов, в составе которых содержатся физиологически функциональные ингредиенты. Актуальность разработки новой технологии их производства обоснована тем, что большинство существующих технологий не обеспечивают сохранения в конечном продукте множества важных веществ и биохимических соединений из-за использования высоких температур и вредных для здоровья химических ингредиентов.

Таким образом, для дальнейшего развития отечественной науки о питании актуальной является разработка новых теоретических и практических подходов к созданию серии ППСН на основе новых физиологически функциональных ингредиентов нативной природы.

Необходимо отметить, что весомые научные и технические достижения в сфере разработки новой идеологии конструирования ППСН стали возможны благодаря значительным достижениям в области фундаментальных наук:-математики, физики, химии, молекулярной биологии, микробиологии и биотехнологии. У производителей новой пищевой продукции появились новые возможности в сфере применения т.н. «щадящих» технологий, уникального технологического оборудования, методов контроля качества и безопасности выпускаемой пищевой продукции. Конечным практическим результатом исследований явилось создание и запуск в промышленную эксплуатацию нескольких новых видов производств, предназначенных для выпуска, как сырьевых компонентов, так и конечной продукции - продуктов питания специального назначения форме поликомпонентных напитков специального назначения. Создание таких типовых производств открывает реальную возможность их тиражирования с учетом потребностей регионов Российской Федерации.

Цель и задачи исследований

Целью проведённых исследований явилась разработка общей концепции и научно-технических основ промышленного производства продуктов питания специального назначения (ППСН), изготавливаемых на основе поликомпонентных смесей натуральных ингредиентов в условиях информационной неопределённости, что формирует новый подход к созданию базовых потребительских свойств данной пищевой продукции.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработать новые ресурсосберегающие технологии промышленного производства сухих ферментативных аминосодержащих гидролизатов на основе натурального экологически чистого сырья, растительного и животного происхождения, экспериментально и теоретически обосновать режимы технологических параметров их производства.

2. Научно обосновать и экспериментально изучить режимы протекания ферментативных реакций в процессе ферментолиза мяса рыбы с применением различных видов протеаз, как в нативной форме, содержащихся в субпродуктах, так и ряда других протеаз. Изучить степень их ферментативной активности при различных режимах процесса ферментолиза в зависимости от основных технологических параметров.

3. Разработать новую ресурсосберегающую технологию промышленного производства порошковых экстрактов зелёного чая в инстантной форме с учётом информационной неопределённости функционально-технологических свойств и параметров растительного сырья.

4. С использованием принципов нечёткого моделирования осуществить адаптацию технологических параметров производственных процессов на всех технологических стадиях производства Iii ICH: от стадии выбора и первичной переработки сырья до стадии выпуска и хранения готовой продукции.

5. Разработать новые технологии и аппаратные схемы промышленного производства ряда новых ППСН в форме поликомпонентных порошковых и суспензионных напитков, обладающих широким спектром функциональных потребительских свойств, с использованием новых научно-технических подходов к созданию производственных комплексов, обеспечивающих выпуск качественной и безопасной пищевой продукции.

6. Провести оптимизацию компонентного состава гетерогенных рецептур вновь разрабатываемых продуктов питания специального назначения на основе теории нечётких функций принадлежности компонентов, нечёткого регрессионно-факторного анализа и изучения биохимического состава сырьевых компонентов с целью формирования широкого спектра заданных функциональных свойств.

7. Осуществить комплексное внедрение выше указанных рецептурных разработок, новых технологий и аппаратных схем, на предприятиях пищевой отрасли с целью расширения объёмов и ассортимента ППСН и обеспечения потребностей ряда заинтересованных министерств и ведомств Российской Федерации в этой продукции.

Научная новизна

В процессе исследований научно обоснована новая концепция промышленного производства ППСН в форме сухих, жидких и суспензионных напитков. В основу концепции положен вновь разработанный методический подход натурного построения «Инновационных биотехнологических кластерных платформ» - ИБКП с использованием «Универсальных биомодулей» - УБиМ и новых методов математической оптимизации технологических параметров биотехнологических процессов и рецептурного состава ППСН.

Расширены и углублены представления о биохимическом составе ряда сырьевых компонентов, в том числе катехинов, галловой кислоты, таурина, антоцианов, что дало возможность использования этих данных при создании новой серии оздоровительных продуктов в форме напитков с заданными пищевыми и функциональными свойствами.

Научно обоснованы и экспериментально установлены закономерности режимов осуществления ферментативных реакций в процессе гидролиза мяса рыбы с применением различных видов протеаз, как нативной формы, содержащихся в ЖКТ рыб, так и микробного происхождения. Показано, что для обеспечения эффективного и качественного процесса ферментолиза предпочтительно использовать комплекс протеолитических ферментов субпродуктов или фермент Флавозим.

Изучена степень протеолитической активности ряда протеаз при различных режимах процесса гидролиза, в зависимости от основных технологических параметров: рН и температуры субстанции, величины гидромодуля, продолжительности процесса гидролиза и ряда других параметров.

Изучена качественная и количественная изменчивость большинства технологических параметров вновь разработанных технологических процессов, в том числе: протеолитическая активность различных видов ферментов; рН рабочей смеси; температура рабочей смеси; активность иингибиторов и активаторов; гидромодуль суспензии; продолжительность ферментолиза и т.д.

На основе полученных экспериментальных данных, а также расчётов, произведённых с использованием методов математического моделирования, осуществлена оптимизация технологических параметров разрабатываемых процессов, качественно и количественно обоснован компонентный состав продуктов питания специального назначения. Разработаны новые способы их постадийного технологического контроля, а также оценки качества и безопасности выпускаемой продукции.

Практическая значимость На основе теоретических, экспериментальных и опытно-промышленных исследований спроектированы, построены и запущены в промышленную эксплуатацию несколько новых заводов, производящих пищевую продукцию функционального назначения в форме ППСН, в том числе: заводы по производству ряда новых физиологически функциональных ингредиентов (аминокислотных гидролизатов, порошковых экстрактов растительных субстратов и др.), а также заводы производящие конечную продукцию - ППСН в форме функциональных напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан».

Произведенная продукция, на основании заключения Военно-медицинской Академии МО РФ им. С.М. Кирова, рекомендована (см. Приложение) для внедрения в систему специального питания военнослужащих различных родов и видов войск Вооруженных сил России. Помимо использования напитков в ситстеме МО РФ указанные 111 ICH реализуются через систему рыночной торговли.

Большинство практических результатов, полученных в ходе исследований, имеют универсальный характер и могут быть с успехом применены на различных стадиях разработки и создания новых промышленных предприятий, производящих ППСН: от стадии разработки лабораторных технологий и процессов до стадии отработки масштабированных опытно-промышленных и промышленных технологий и процессов.

Особую практическую значимость имеет универсальный математический аппарат, позволяющий сокращать сроки разработки новых технологий и надёжно оптимизировать технологические параметры создаваемых пищевых производств, а также положительным образом влиять на качество и безопасность выпускаемой продукции за счет оптимизации системы контроля^ за сложными многофункциональными биотехнологическими процессами.

Разработан, апробирован и утвержден в соответствии с действующим отечественным законодательством полный комплект исходной технической документации, необходимой для возможного тиражирования выше указанных промышленных предприятий по территории Российской Федерации, в составе: ТУ и ТИ на выпускаемую продукцию; комплектных типовых проектов заводов; сборников методик для заводских «Отделов контроля качеством» - ОКК и «Лабораторий технологического контроля» - ЛТК; унифицированной технологической документации в форме «СОП»; методов аттестации предприятий по Международному стандарту качества ИСО 9000 и др.

Разработанные и внедрённые технологии обеспечивают производство качественной и безопасной пищевой продукции (ППСН) с сохранением большинства содержащихся в исходном сырье биологически активных веществ и соединений. Важным практическим преимуществом новых технологий и процессов является: их высокая производительность и эффективность; наукоёмкость большинства технологических операций; применение модернизированного или эксклюзивного технологического оборудования, полная обеспеченность сырьевыми ресурсами, а также эффективная система контроля качества и безопасности производимой продукции на всех технологических стадиях ее промышленного производства.

Улучшена экологическая ситуация в одном из регионов Провинции Хубэй Китая - туристической зоне отдыха озера Ланцзыху, за счёт утилизации отходов производства нескольких рыбоперерабатывающих заводов, расположенных в этой зоне. Отходы этих производств, в виде субпродуктов, были использованы в качестве сырья для производства препарата СФАГ-2.

Работа является обобщением научных исследований, выполненных лично автором. Основная часть теоретических, лабораторных и экспериментальных исследований выполнена в ГОУ ВПО «Московский Государственный Университет пищевых производств» и ОАО «БИОХИММАШ» Институт прикладной биохимии и машиностроения». Разработка ТУ и ТИ на новые технологии и процессы промышленного производства указанных препаратов осуществлена на опытно-промышленной базе ООО НПО «Биоиндустрия» и ГУВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности.

Работы по промышленному внедрению новых технологий осуществлены на российском предприятии ООО НПО «Биоиндустрия» и вновь созданном промышленном российско-китайском предприятии ООО «Биотехнологическая компания «Чжэньюань Хубей».

Экспериментальные исследования по изучению биохимического состава различных сортов зеленого чайного листа выполнены на производственной и лабораторной базе Хуанганского Государственного Университета, Провинции Хубэй, КНР.

Теоретические аспекты работы включены в учебный процесс при чтении лекций для студентов старших курсов Плодоовощного факультета МСХА им. К.А.Тимирязева.

Большинство приведенных в диссертационной работе результатов, а также аналитических и экспериментальных исследований, описания биохимических характеристик новых препаратов и функциональных продуктов питания на их основе, технологий их промышленного производства и промышленные образцы продукции защищены патентами России, монографиями, а также многочисленными публикациями в научной литературе.

Автор защищает:

1. Новый способ создания и промышленной реализации технологий и процессов производства ППСН из различных видов биологически активных веществ в форме поликомпонентных напитков, который основан на широком использовании методов математического моделирования, а также применении нового технологического оборудования в форме «Универсальных биомодулей» - УБиМ и формирования на этой основе «Инновационных биотехнологических кластерных платформ» - ИБКП.

2. Теоретические основы и преимущества новых технологий и процессов производства функциональных аминосодержащих пищевых добавок и порошковых экстрактов растительных субстратов, в том числе: технологические и аппаратные схемы данных производств; расчет материального баланса технологических процессов, а также полученные экспериментальные данные по оптимизации технологических процессов.

3. Адаптированные методы математического моделирования технологических процессов указанных выше производств, необходимые для оптимизации численных значений их технологических параметров, а также принципиально новые подходы к использованию современного математического аппарата для создания поликомпонентных смесей функциональных продуктов питания в форме порошков и суспензий.

4. Результаты исследований по субстратной специфичности протеаз микроорганизма Bacillus subtilis в отношении белков сои и гороха, а также роли протеаз и карбогидраз микроорганизмов в процессе их технологической обработки. Результаты изучения продукты гидролиза белков сои и гороха ферментными препаратами протеолитического и карбогидразного действия методом электрофореза. Данные по идентификации основных белковых фракций, определению их молекулярная масса и установлению функционально-технологических свойств белков сои и гороха, полученных с использованием микробных ферментных препаратов.

5. Результаты исследований по обоснованию режимов осуществления ферментных реакций в процессе гидролиза рыбного сырья с применением различных видов протеаз, в том числе: изучения степени протеолитической активности ряда протеаз при различных режимах процесса гидролиза, в зависимости от основных технологических параметров: рН и температуры субстанции, величины гидромодуля, продолжительности процесса гидролиза и ряда других параметров.

6. Результаты исследований по разработке новых технологических приемов и отработке режимов работы технологического оборудования, позволяющих эффективно и качественно сохранять в исходном сырье большинство биологически активных веществ и соединений в нативной форме, что резко повышает уровень потребительских свойств ППСН.

7. Результаты экспериментальных исследований биохимического состава ряда растительных и животных сырьевых компонентов, перспективных для использования в качестве сырья для промышленного производства новых физиологически функциональных ингредиентов, в том числе: соевых бобов, гороха, винограда, зеленого чая и др.

8. Теоретические основы и преимущества новой технологии производства ППСН в форме поликомпонентных напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан», в которых, в качестве базовых компонентов используется: новые биологически активные аминосодержащие добавки; порошковые экстракты растительных субстратов; полиненасыщенные жирные кислоты, а также ряд других физиологически функциональных ингредиентов.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: XX Научной конференции МСХА им. К.А. Тимирязева (Москва, 2001), IX Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2003), Международной конференции и выставки «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности» (Москва, 2003), Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004), Второй Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004), XXII Научной конференции МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2004), VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, М.О., 2005), Конференции молодых ученых МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2005), ХХШ Научной конференции МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2005), XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой отрасли» (Москва, 2005), Российско-Корейской научно-практической конференции восток-запад - «Эколого-экономические проблемы XXI века», расширенных заседаниях профильных кафедр МГУТУ, МСХА им. К.А. Тимирязева и МИТХТ им. М.В. Ломоносова, а также расширенных заседаниях ученых советов ФГУ АО «Биохиммаш», ВНИИ «Продуктов адекватного питания» и НПО «Биоиндустрия».

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 63 печатные работы, в том числе девять Патентов Российской Федерации и три монографии.

Публикации автора имеются в Трудах Международных, Всероссийских, региональных научных конференций, конгрессов, симпозиумов, в журналах «Пищевая промышленность», «Хранение и переработка сельхозсырья», «Пиво и напитки», «Рыбная промышленность», и других отечественных и зарубежных изданиях. Личное участие автора являлось основополагающим на всех стадиях работы и состояло в формировании научных направлений, постановке задач и целей исследований, разработке экспериментальных и теоретических подходов к проведению работ и исследований, проведению самостоятельных экспериментов и опытов, статистической обработке результатов, а также в формулировании выводов и заключений.

Личное участие автора. Личное участие автора в выполнении данной диссертационной работы являлось основополагающим, на всех стадиях научных изысканий. Оно состояло в формировании научных направлений, постановке задач и целей исследований, разработке экспериментальных и теоретических подходов к проведению работ и исследований, проведению самостоятельных экспериментов и опытов, статистической обработке результатов, формулировании выводов и заключений, а также оформлении работы.

Структура диссертационной работы

Диссертационная работа представляет собой результат целевых научных, экспериментальных, проектно-конструкторских исследований и внедренческих мероприятий, выполненных автором диссертационной работы в соответствии с Планом обучения в докторантуре, под руководством Академика РАЕН, д.т.н., проф. Тырсина Ю.А., планами НИР и НИОКР ООО НПО «Биоиндустрия» и российско-китайского ООО «Биотехнологическая компания «Чжэньюань Хубэй» (Китай), договорами о научно-техническом сотрудничестве с ОАО «БИОХИММАШ» Институт прикладной биохимии и машиностроения», ГНУ ВНИИПБиВП и МИТХТ им. М.В. Ломоносова.

Практическая направленность работы определила научные подходы к решению поставленных целевых задач и, как следствие, программу исследований и структуру изложения полученных результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертационной работе обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, научная концепция, а также положения, выносимые на защиту. Большинство исследований проводились в соответствии с программно-целевой моделью, см. рисунок 1.1.

В первой главе проведён литературный обзор имеющихся мировых данных по выбранной теме исследований, в том числе: по оценке структуры и задач функционального питания, как фундаментальной основы проектирования ППСН и реализации государственной политики профилактического здравоохранения; анализу и характеристике существующих технологий и процессов производства аминосодержащих пищевых добавок и экстрактов

Рисунок 1.1- Программно-целевая модель исследований растительных субстратов, позволяющих максимально сохранить в конечном пищевом продукте нативные свойства и биохимический состав исходных сырьевых компонентов. Дана оценка, технического уровня, эффективности и качества технологического оборудования, применяемого при производстве функциональных продуктов питания, а также оценены перспективы создания указанных продуктов на основе новых сырьевых компонентов.

Во второй главе автором описаны объекты и методы исследований. Базовой основой всех видов исследований являются методы математического моделирования изучаемых процессов, адаптированные к реальным процессам создаваемых пищевых производств. Экспериментальные исследования проводились по двум направлениям:

1). Определение ряда производственных параметров и физико-химических характеристик ряда исходных сырьевых компонентов, необходимых для адаптации выше указанным моделей и проведения практических аналитических расчетов по оптимизации параметров технологических процессов и состава рецептур ППСН.

2). Проведение большого количества лабораторных, натурных опытно-промышленных и промышленных экспериментов с целью масштабирования вновь разрабатываемых технологий и уточнения их технологических параметров и аппаратных схем.

В качестве объектов изучения использованы различные виды натурального природного сырья, в том числе: соевый аминосодержащий гидролизат, порошковый экстракт зеленого чая, мед пчелиный, картофельный крахмал, сухой ферментативный аминокислотный гидролизат «СФАГ-2», масло льняное, какао, сыворотка сухая творожная, экстракт боярышника, экстракт черники, экстракт пустырника, концентрированный яблочный сок, экстракт свеклы, экстракт корицы, экстракт мускатного ореха, томатная паста, экстракт эстрагона и левзеи сафлоровидной и др. Основные показатели качества и безопасности исходных сырьевых компонентов определялись общепринятыми и нестандартными методами.

В третьей главе приведены обобщенные результаты теоретических и экспериментальных исследований по созданию новых ресурсосберегающих технологий промышленного производства аминосодержащих ингредиентов на основе натурального экологически чистого сырья (соевых бобов, гороха и мяса рыбы), а также данные по экспериментальному обоснованию выбора и способов применения различных видов ферментов для оптимизации промышленного процесса их производства. Технология и аппаратная схема промышленного производства «СФАГ-2» разработаны на основе процесса ферментативного гидролиза (аутолиза) белковосодержащих субстратов, преимуществом которого является то, что аминокислоты в ходе процесса производства практически не разрушаются. Кроме этого, целенаправленный гидролиз белков животного происхождения протеолитическими ферментами позволяет получать нутриенты с большим процентным содержанием и ассортиментом свободных аминокислот.

В четвертой главе приведены результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разработке новой технологии, процессов и аппаратных схем промышленного производства порошковых экстрактов растительных субстратов на примере производства экстракта зеленого чая.

В процессе исследований решены следующие технологические задачи: оптимизирован процесс экстракции водорастворимых веществ чая; обоснован: выбор технологии отделения осадка от экстракта, а также способ эффективного концентрирования и последующей сушки сухого продукта; разработана процессуальная схема производства; обоснован оптимальный материальный баланса процесса; доказана необоснованность выделения и последующего купажирования ароматических веществ в конечном продукте.

В пятой главе на основании, выше описанных, теоретических подходов были проведены оптимизационные расчеты по обоснованию компонентного состава ППСН в форме порошковых и суспензионных напитков серии «Бионан» и Казан-Бионан». По официальному Заключению Военно-медицинской Академии ВС РФ им. С.М. Кирова напитки серии «Бионан» и «Казан-Бионан» относятся к новому поколению натуральных, качественных и безопасных биологических корректоров здоровья. Включение продуктов в каждодневный рацион питания обеспечивает эффективное и комплексное клеточное питание, а также комплексное, разноплановое и пролонгированное профилактическое воздействие на многие внутренние органы и функциональные системы. Указанные напитки по своей пищевой ценности и оздоровительным свойствам предназначены для осуществления комплекса мероприятий по радикальному улучшению качества и структуры питания. Напитки изготавливаются в товарной форме, удобной для употребления. Они адаптированы к особенностям приема пищи в завтрак, обед и ужин. В состав напитков входят только натуральные компоненты, изготовленные по т.н. «щадящим технологиям», позволяющим сохранить нативные свойства и биохимический состав исходного сырья.

В шестой главе приведены результаты промышленного внедрения новых технологий, процессов и аппаратных схем на предприятиях пищевой отрасли. В Российской Федерации - на опытно-экспериментальном заводе ОАО «Биохиммаш» и на предприятии Биотехнологическая компания «Чжэньюань Хубэй».

Создание выше указанных предприятий осуществлено на принципах построения «Инновационных биотехнологических класстерных ' платформ». Разработанный и реализованный на практике новый научно-технический подход к созданию предприятий позволил быстро и эффективно достичь главной цели: обеспечить устойчивое и недорогое снабжение населения широким ассортиментом качественной и безопасной пищевой продукции функционального назначения за счет местных сырьевых и финансовых ресурсов.

В седьмой главе приведены результаты исследования функциональных свойств напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан» выполненных на основе двух независимых методов: цветовой диагностики и биоэлектроннооптической газоразрядной визуализации. Данные методы широко применяются в системе Центрального продовольственного управления (ЦПУ) Министерства обороны Российской Федерации для оценки качества, безопасности и функциональных свойств различных продуктов питания.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, терминов и определений, использованных в работе, а также списка литературы и четырёх приложений. Текст диссертации изложен на 286 страницах, содержит 33 таблицы, 62 рисунка и 55 формул. Список

8. ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые ресурсосберегающие технологии промышленного производства сухих ферментативных аминосодержащих гидролизатов на основе натурального экологически чистого сырья, растительного и животного происхождения, экспериментально и теоретически обоснованы режимы технологических параметров их производства в условиях их информационной неопределённости, в том числе: протеолитическая активность различных видов ферментов; рН рабочей смеси; температура рабочей смеси; активность иингибиторов и активаторов; гидромодуль суспензии; продолжительность ферментолиза и т.д.

2. Научно обоснованы и экспериментально изучены режимы протекания ферментативных реакций в процессе ферментолиза мяса рыбы с применением различных видов протеаз, как в нативной форме, содержащихся в субпродуктах, так и ряда других протеаз. Изучена степень их ферментативной активности при различных режимах процесса ферментолиза в зависимости от изменения основных технологических параметров. Доказано, что для обеспечения эффективного и качественного проведения процесса ферментолиза необходимо использовать комплекс протеолитических ферментов субпродуктов или фермент «Флавозим».

3. На основе методов ультразвуковой и водно-спиртовой экстракции, с учётом выявленной информационной неопределённости функционально-технологических свойств и параметров растительного сырья (сухого зелёного чайного листа) разработана новая ресурсосберегающая технология промышленного производства порошковых экстрактов зелёного чая в инстантной форме.

4. С использованием принципов нечёткого моделирования и полученных экспериментальных данных осуществлена оптимизация технологических параметров производственных процессов на всех технологических стадиях. В процессе исследований изучены особенности процесса ферментолиза белковосодержащих растительных субстратов с применением микробных ферментных препаратов протеолитического и карбогидразного действия. Изучена каталитическая активность ферментных препаратов микробного, растительного и животного происхождения. Обоснован выбор наиболее эффективных препаратов для проведения гидролиза растительного сырья. Определены оптимальные технологические условия и каталитические параметры их действия.

5. Разработаны новые технологии и аппаратные схемы промышленного производства продуктов питания специального назначения (ППСН) в форме функциональных поликомпонентных порошковых и суспензионных напитков серии «Бионан» и «Казан-Бионан». Напитки обладают широким спектром функциональных потребительских свойств, в том числе свойствами адаптогенов и биостимуляторов. Промышленное производство указанных напитков реализовано с применением новых производственны комплексов -«Универсальных биомодулей», обеспечивающих выпуск качественной и безопасной пищевой продукции.

6. Проведена оптимизация компонентного состава гетерогенных рецептур вновь разрабатываемых продуктов питания специального назначения на основе теории нечётких функций принадлежности компонентов, нечёткого регрессионно-факторного анализа и изучения биохимического состава сырьевых компонентов с целью формирования широкого спектра заданных функциональных свойств.

7. Осуществлено комплексное внедрение выше указанных рецептурных разработок, новых технологий и аппаратных схем, на предприятиях пищевой отрасли с целью расширения объёмов и ассортимента продуктов питания специального назначения и обеспечения потребностей ряда заинтересованных министерств и ведомств Российской Федерации в этой продукции. Создана международная «Инновационная биотехнологическая кластерная платформа» (ИБКП) по производству поликомпонентных напитков специального назначения серии «Бионан» и «Казан-Бионан» с использованием «Универсальных биомодулей» - УБиМ, Производство пищевых ингредиентов

СФАГ-2, ПНЖК ряда со-3 и со-6, порошковых экстрактов зелёного чая) -приближены к сырьевой базе и расположены в КНР, а производство и сбыт конечной продукции в России.

9. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Адекватное питание - система сбалансированного питания, обеспечивающая каждому человеку комфортное существование в агрессивной цивилизационной среде обитания. Достигается за счет упорядочивания структуры и системы индивидуального питания, а также дополнительного поступления в организм функциональных продуктов питания.

Аллергия - повышенная чувствительность и соответствующая реакция организма на действие агента, который для большинства особей популяции не является антигенным.

Базовый дизайн ( basic design ) - результат комплексной предварительной инженерно - технологической проработки параметров Проекта создания промышленного предприятия, в составе: технологических схем производственного процесса; поэтажных планировок расстановки оборудования; ТЗ на основное технологическое оборудование; расчета материального баланса производства; схемы СИП и инженерных коммуникаций и т.д.

Базовый кластерный производственно-технологический комплекс «БКПТК - первоначальный набор «КПТК» в структуре «ИБКП», являющийся первичным технологическим ядром ее построения, обеспечивающий дальнейшую возможность трехмерного наращивания «КПТК» в типовых строительных конструкциях и обеспечивающий их первичными техническими ресурсами, в том числе: водой, электроэнергией, теплом и т.д.). Их функция -обеспечение начальной стадии построения «ИБКП» в рамках первого законченного производственного цикла.

Безопасность пищевой продукции - соответствие пищевой продукции санитарным правилам, нормам и гигиеническим нормативам, ветеринарным и фито-санитарным правилам, соблюдение которых исключает опасное влияние на жизнь и здоровье людей живущего и будущих поколений. Биоаккумуляция - обогащение организма химическим веществом путем его поступления из окружающей среды и пищевой продукции.

Биобезопасность (biosafety) - комплексная система внутризаводских мероприятий (технологических, приказных, учебно-методических и др.), направленная на недопущение неблагоприятных экологических последствий от производственной деятельности промышленного предприятия, а также появление непосредственной угрозы здоровью его сотрудников и жителей ближайших районов.

Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Блок технологического сопряжения «УБиМ» - «БТС-УБиМ» - участок типового, локализованного по месту вывода всех технологических линий «УБиМ» (продуктопровода, электроэнергии, воды, пара и т.д.), обеспечивающий его ритмичную работу и позволяющий осуществить несложное монтажное соединение с другими блоками в составе «КПТК». Функция - соединительный сегмент между «УБиМ».

Допустимое суточное потребление - 1-ый вариант (ДСП) - количество пищевой добавки, пересчитанное на стандартную массу тела ( 60 кг), которое можно потреблять ежедневно в течение всей жизни без риска для собственного здоровья. Оценивается «Объединенным комитетом экспертов» ФАО / ВОЗ по пищевым добавкам.

Доминантный инновационный признак «ИБКП» - некое крупное усовершенствование (изобретение, новый материал, техническое решение, новое технологическое устройство и т.д.), системно внедренное в структуру «ИБКП» и позволяющее существенно повысить эффективность его работы Допустимое суточное потребление - 2-ой вариант - термин, применяемый к веществу очень низкой токсичности и не представляющему опасности для здоровья человека.

Иммунитет (immunity) - устойчивость человека, животных и растений к инфекции паразитическими организмами, бактериями или вирусами, основанная на продуцировании специфических антител.

Ингибитор - вещество, которое прекращает, задерживает или угнетает химическую реакцию или физиологическое действие.

Инновационная биотехнологическая кластерная платформа - «ИБКП» разномасштабная и разноуровневая региональная научно-производственная кластерная биотехнологическая структура, состоящая из промышленных предприятий, научных учреждений, банков, инжиниринговых компаний, коммерческих фирм и т.д., работающая в синергетическом режиме и предназначенная для получения прибыли на основе эффективно организованной инфраструктуры, а также развитой инновационной, производственной и коммерческой деятельности. Она выполняет функцию самоорганизующейся базовой надсистемы, или инкубатора.

Качество пищевой продукции - совокупность свойств и характеристик, которые обусловливают способность пищевых продуктов удовлетворять физиологическую потребность человека и обеспечивают безопасность пищевых продуктов для жизни и здоровья людей.

Кластерный производственно-технологический комплекс» - «КПТК» структурная часть «ИБКП» в форме производственно-технологической линии, созданной и функционирующей на кластерной основе, собранная из типовых и специализированных «УБиМ» и предназначенная для промышленного производства одного или нескольких пищевых продуктов. Её функция - выпуск продукции и обеспечение возможности трехмерного присоединения других «КПТК».

Конструирование пищевых продуктов - создание продукта, как единого целого из отдельных элементов (нутриентов), индивидуально этих свойств не обеспечивающих.

Критически важные технологии (КВТ) - это наукоемкие технологии (например, биотехнологии), которые имеют межотраслевой характер, создают базовые предпосылки для развития многих научных и научно-производственных направлений, а также обеспечивают главный вклад в решение ключевых проблем по созданию индустрии функционального питания.

Мутация (mutation) - любое структурное или композиционное изменение ДНК организма, произошедшее спонтанно или индуцированное мутагенами. Нутриенты - основные структурные компоненты пищевых продуктов, необходимые для обеспечения нормальной (здоровой) жизнедеятельности организма человека: белки, аминокислоты, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, пищевые волокна и др.

Нутрицевтики - биологически активные добавки, применяемые для коррекции химического и биохимического состава пищи человека. Дополнительные источники большинства нутриентов.

Основные пищевые вещества - это органические и неорганические соединения, которые требуются для нормального роста, поддержания и восстановления тканей, а также для размножения.

Парафармацевтики - биологически активные добавки (БАД) к пище, применяемые в концентрированном виде для пролонгированной профилактики болезней, вспомогательной терапии и поддержания организма в заданных адекватных физиологических границах.

Пищевая аллергия - форма непереносимости пищи, обусловленная нарушением реакции иммунной системы на определенный вид пищи. Пищевая комбинаторика - комплексный научно-технический процесс создания новых видов (либо модернизации имеющихся) пищевых продуктов путем формирования заданных органолептических, физико-химических, энергетических и лечебно-оздоровительных свойств за счет введения в состав этих продуктов специальных пищевых и биологически активных добавок. Пищевая ценность - качественный интегральный параметр, определяемый из состава и количества нутриентов конкретного пищевого продукта, с учетом их доброкачественности, пищевой ценности, усвояемости, вкуса, запаха, физиологической оправданности и полезности.

Пищевой статус человека - качественный показатель, характеризующий степень обеспеченности человека адекватным питанием.

Пищевые добавки (ПД) - природные (нативные) или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью придания им заданных функциональных, органолептических, технологических и иных свойств и качеств и не употребляемые индивидуально в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи.

Пищевые продукты - это продукты, используемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде.

Пищевое отравление (интоксикация) - болезнь вызванная токсином, продуцентом которого явился микроорганизм, развившийся в конкретном пищевом продукте.

Пребнотики - вещества, как правило, не адсорбируемые в кишечнике человека, но благотворно влияющие на организм человека путем селективной стимуляции роста или активации метаболизма полезной микрофлоры.

Продовольственное сырье - объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для производства пищевых продуктов.

Проектирование функциональных продуктов питания - процесс целенаправленного создания специальных рецептур и / или структурных свойств пищевых продуктов, обеспечивающих организму конкретного человека систему рационального жизнеобеспечения в условиях негативного воздействия комплекса физиологических, природных, социальных, профессиональных, возрастных и иных факторов.

ППСН - продукты питания специального назначения - используются в системе специального питания военнослужащих МО РФ, МЧС и МВД, а также при организации питания в зонах экстремального проживания и стихийных бедствий, а также для осуществления спортивного питания. Специализированный «УБиМ» «С-УБиМ» предназначенный для выполнения какой-либо специальной технологической, или технической (выработка тепла, электроэнергии, холода, обеспечение работы С1Р-мойки, АСУ ТП и т.д.) операции в составе «КПТК». Функция - специализированная подсистема «КПТК».

Технологическая добавка - вещество, добавляемое в продукт при обработке и затем удаленное из него, следы которого могут быть обнаружены в готовом пищевом продукте при нарушениях технологии его изготовления. Типовой «УБиМ» - «Т-УБиМ», предназначен для выполнения типовой технологической операции (сепарирование, центрифугирование, концентрирование, культивирование, сушка и т.д.) в составе «КПТК». Функция

- типовая базовая (опорная) подсистема «КПТК».

Толерантность пищевая (toleranse or resístanse) - способность организма переносить неблагоприятные внешние воздействия.

Транзитный блок технико-технологического сопряжения «УБиМ» «Т- БТС

- УБиМ» участок типового, локализованного по месту вывода транзитных технологических линий, обеспечивающих возможность их последовательного транзита через любое количество модулей к месту их подключения в составе «КПТЛ». Функция - удлинённый соединительный сегмент (в том числе управления и контроля) структурных элементов «КПТК».

Унифицированный биомодуль - «УБиМ» - комплект автоматизированного технологического оборудования, предназначенного для выполнения какой-либо биотехнологической операции (или группы операций), смонтированный внутри металлической рамно-каркасной призмы размером: 6000 мм (или 4000 мм) х 2350 мм х 2390 мм, сертифицированный по ИСО 9000, снабженный штатной системой стыковки с производственными инженерными системами, а также другими «УБиМ» в составе «КПТК». Его функция - структурная подсистема «КПТК».

Функциональные продукты питания - пищевые продукты обладающие, при длительном употреблении в пищу, целенаправленными профилактическими и оздоровительными свойствами за счет введения в их рецептуру различных нутриентов, как правило, в нативной форме.

Элемент «УБиМ» - отдельная единица оборудования, устройство, механизм. Функция - первичная составная часть «УБиМ», принимаемая за неделимую аппаратную единицу.

1. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР. Под. общей ред. Чикова П.С. - М.: изд-во Всесоюзного НИИ лекарственных растений, 2004. - 338с.

2. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.•4.1078-01 .Продовольстьвенное сырье и пищевые продукты: 2.3.2. М.: изд-во «РИТ ЭКСПРЕСС», 2002. - 215с.

3. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2 560 96). М.: изд-во «Медицина», 1997. - 195с.

4. Государственная Фармакопея СССР. Издание 11, вып. 1. Общие методы анализа. М.: изд-во «Медицина», 1998. - с. 365.

5. Государственная фармакопея СССР. Издание 11, вып. 2, М.: изд-во «Медицина», 1990. - 453 с.

6. Международный стандарт ИСО 10011-1-90. Руководящие указания по проверке систем качества. Часть 1. Проверка.

7. Международный стандарт ИСО 10011-1-90. Руководящие указания по проверке систем качества. Часть 2. Проверка.

8. Международный стандарт ИСО 10011-3-91. Руководящие указания по проверке систем качества. Часть 1. Управление программами проверок.

9. Международный стандарт ИСО 10012-1-92. Требования по обеспечению качества измерительного оборудования. Часть 1. Система метрологического подтверждения для измерительного оборудования.

10. Международный стандарт ИСО 10013-95. Часть 1 Руководящие указания по разработке руководств по качеству.

11. Международный стандарт ИСО 10013-95. Часть 2 Руководящие указания по разработке руководств по качеству.

12. Международный стандарт ИСО 8402 94. Управление качеством и обеспечение качества - Словарь.

13. Международный стандарт ИСО 9000-1-94. Стандарты в области административного управления качеством и обеспечения качества. Часть 1. Руководящие указания по выбору и применению.

14. Международный стандарт ИСО 9000-2-93. Стандарты в области административного управления качеством и обеспечения качества. Часть 1. Общие руководящие указания по применению стандартов ИСО 9001, ИСО 9002, и ИСО 9003.

15. Международный стандарт ИСО 9001. Система качества. Модель для обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.

16. Международный стандарт ИСО 9002-94. Системы качества. Модель для обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании.

17. Международный стандарт ИСО 9003-94. Системы качества. Модель для обеспечения качества при контроле готовой продукции и заключительных испытаниях.

18. Международный стандарт ИСО 9004-1-94. Административное управление качеством и элементы системы качества. Часть 1. Руководящие указания.

19. Международный стандарт ИСО 9004-4-93. Административное управление качеством и элементы системы качества. Часть 4. Руководящие указания по улучшению качества.

20. Федеральный Закон Российской Федерации «О качестве и безопасности пищевых продуктов», № 29 - Ф 3, от 02.01.2000 г.

21. Федеральный Закон Российской Федерации «О продовольственной безопасности Российской Федерации», № 23 - Ф 3, от 03.04.98г.

22. Абесадзе Т.И., Квеситадзе Г.И., Хочолава Р.И. Способ использования отходов чайной промышленности. Тбилиси: Грузинский НИИНТИ, 2003. с. 27-30.

23. Авцин А.П., Жаворонков A.A., Рош М.А. Микроэлементы человека. М.: Наука 2002, Т1. -234с.

24. Агаджанян H.A., Власова И.Г., Ермакова Н.В., Трошин В.И. Основы физиологии человека. М.: изд-во Российского Университета дружбы народов, 2000. - 408с.

25. Агаджанян H.A., Труханов А.И. и др. Этюды об адаптации и путях сохранения здоровья. М.: изд-во «Сирин», 2002. - 156с.

26. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: изд-во «Наука», 2000. -234с.

27. Андреева Т.И., Рудько Н.Г., Тимофеева И.М. К исследованию влияния различных факторов на накопление БАВ в родиоле розовой // Сб. Тр. XX Конференции молодых ученых ТГУ, Молодые ученые и специалисты народному хозяйству. Томск.: 1997. с. 45 - 54.

28. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н. и др. М,: Машины и аппараты пищевых производств. В 2-х кн., учебное пособие для Высших учебных заведений, изд-во «Высшая школа», 2001. - 680с.

29. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков В.А., Панфилов В.А., Ураков O.A. Оборудование для пищевых производств. Учебное пособие. М.: изд-во «Высшая школа», 1996. - 590с.

30. Аткинс Р. Биодобавки доктора Аткинса. Природная альтернатива лекарствам при лечении и профилактике болезней. / Пер. с англ. А.П. Киселева, М.: изд-во «РИПОЛ КЛАССИК», 2000. 480с.

31. Багиров А.Ю. Применение новой технологии черного байхового чая на Астарской чайной фабрике. // В сб-ке «Биохимия чайного производства», №8, М., 1985. с.35 45.

32. Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология ликеро-водочного производства. М.: изд-во «Пищевая промышленность», 1995. - 323 с.

33. Бекер М.Е., Лиепиныд Г.К., Райцулис Е.П. Биотехнология. М.: изд-во «Агропромиздат», 1998. - 334с.

34. Белобородое В.В. Методы расчета процесса экстракции растительных масел. М.: изд-во «Пищепромиздат», 1997. - с. 116.

35. Белова С.М. Мясо и молоко: ресурсы, потери, резервы. М.: Издательское объединение «ЮНИТИ», 2002. - 320с.

36. Бенсман В.Р. Быстрое определение свинца, меди, никеля, цинка, марганца и железа в растениях, торфах, почвах методом осциллографической полярографии. // В ж-ле «Агрохимия», № 3, 2004. с. 150- 152.

37. Бергман Г.Г. Определение малых количеств цинка в почвах, растительных и животных организмах. // В сб.: Методы определения микроэлементов, М, 1998. - 135с.

38. Березина О.В., Гоев A.A. Оценка токсичности некоторых тяжелых металлов методом поведенческой токсикологии. // В ж-ле Гигиена и санитария, № 1, 2002. с.42 46.

39. Биологически активные добавки к пище. М.: Справочник. / Перевод с англ. - Нью-Йорк: «NPC», 1999. - 432 с.

40. Биохимия растений. / Перевод с английского, под ред. Кретовича В.А. -М.: «Мир», 2006. 289с.

41. Блажей А.Н., Шутый JI.K. Фенольные соединения растительного происхождения. М.: изд-во «Мир», 1997. - 234с.

42. Бойченко Е.А. Комплексные соединения металлов растений в эволюции биосферы. // В сборнике «Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине» (Тезисы докладов VI Всесоюзного совещания), JL: 1998. с. 6 7.

43. Бокучава М.А. Биологически активные вещества чая. М.: изд-во «Высшая школа», 1998. - 243с.

44. Бокучава М.А. Биохимия чая и чайного производства. М.: изд-во Академии наук СССР, 1998. - 586 с.

45. Бокучава М.А., Оргагвелидзе Н.И. Производство быстрорастворимого чая. М.: изд-во «ВНИИ ТЭИПищепром», вып. № 4, 1997. с. 1 - 21.

46. Боннер Д., Вирнер Д. Биохимия растений: // Пер. с англ., Под ред. B.JI. Кретовича. М., 1998. 245с.

47. Борисов H.H., Соколов С.Я. Лекарственные свойства сельскохозяйственных растений. Минск: изд-во «Урожай», 2002. - 324 с.

48. Брехман И.И. Человек и биологически активные вещества. М.: изд-во «Наука», 1991. - 119с.

49. Булдаков А С. Пищевые добавки. Справочник. М.: изд-во «ДеЛи», 2001.-323с.

50. Василик И.Н. О коэффициенте диффузии при получении настоев. // Ферментная и спиртовая промышленность, № 3, М.: 1996. с. 16 - 19.

51. Василик И.П., Лысянский В.М. Интенсификация процесса и совершенствование оборудования для получения настоев. М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, вып.8 , 1999. - 20 с.

52. Везиришвили М.О., Рослякова H.A., Викман Г., Шевцов В.А. Влияние разовой дозы препарата на основе сухого экстракта родиолы розвой на умственную деятельность // VIII Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», М.: 2001. с. 123 - 130.

53. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. -М.: изд-во «Агропромиздат», 1998. 240 с.

54. Вернадский В.И. Биохимические очерки. М.: изд-во АН СССР, 1940. -249с.

55. Виноградова E.H. Методы повышения чувствительности и разрешающей способности полярографических определений. // В сб. Методы определения микроэлементов в природных объектах (Тезисы научных докладов межвузовского симпозиума). М., 1998. с. 43 - 47.

56. Вольпер И.М., Гримм А.Н., Зайцев В.Н. и др. Органолептические методы оценки продовольственных товаров. М.: изд-во «Экономика», 2005.- 157 с.

57. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология: Учебное пособие // М.: изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2004. - 294с.

58. Гаврилова H.H., Грачева И.М. Исследование возможности получения аминокислотных смесей на основе спиртовых дрожжей. Тез. Докл. -Фрунзе: изд-во «Илим», 2003. с. 24-31.

59. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск: изд-во «Наука», 1990. - 336 с.

60. Гиммерман А.Ф. Курс фармакогнозии. Учебник для Высших учебных заведений. М.: изд-во «Медицина». 1997. - 702 с.

61. Гинзбург A.C. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. -М.: изд-во «Пищевая промышленность», 2003. 328 с.

62. Гладких В.Г., Ковальчук В.П., Артюхов В.Г. Оптимизация состава концентратов для безалкогольных напитков. // В сб. научных трудов ВНИИ новых видов пищевых продуктов и добавок, вып. № 3. М.: 1991. С.129- 136.

63. Голдовский A.M. Теоретические основы производства растительных масел. М.: 1988. - 154 с.

64. Голубев В.Н., Кудряшова A.A. Экология, качество и безопасность продуктов питания. III Международный симпозиум «Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания». Тез. докл., 4.1,-М.: 1999. с.23 -32.

65. Голубев Л.Г., Сажин Б.С., Валашек Е.Р. Сушка в химико-фармацевтической промышленности».-М.: изд-во «Медицина», 1998.- 298с.

66. Голубков Е.А., Голубкова E.H., Секерин В.Д. Маркетинг. Выбор лучшего решения. М.: изд-во «Экономика», 1998. - 196 с.

67. Гребенюк С.М., Сергеев В.Д., Петелько А.Д. Горизонтальный шнековый экстрактор непрерывного действия для лакричного корня. // Технология оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение. // Сб. научных трудов. Краснодар: 1996. с. 170 - 174.

68. Гринкевич И.К., Сафронич Л.Н. Химический анализ лекарственных растений. М: изд-во «Высшая школа», 1993. - 345с.

69. Девис Д., Джиованелли Д., Рис Т. Биохимия растений: Пер. с англ. / Под ред. В.Л. Кретовича. М.: изд-во «Агропромиздат», 1996. - 87 с.

70. Джемухадзе K.M. Физиология чая. В кн.: Физиология сельскохозяйственных растений. М.: изд-во МГУ, Т IX, 1990. с. 450- 616.

71. Джинджолия P.P., Ревишвили Т.О. Комплексная переработка чайного листа. М.: изд-во «Агропроиздат», 1999. - 116 с.

72. Дзнеладзе З.Ю. Основные направления и результаты использования вторичных сырьевых ресурсов чайного производства. М.: изд-во «Arpo НИИСТЭИПП», вып. 1, 1997. - 32 с.

73. Домарецкий В.А. Производство концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков: Справочник. Киев: изд-во «Урожай», 1990. -247 с.

74. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. М.: изд-во «Пищепромиздат», 2001. - 525с.

75. Доронин А.Ф., Шендеров Б.А. Функциональное питание. М.: изд-во «ГРАНТЪ», 2002. - 296с.

76. Донченко JI.B., Надыкта В.Д. Безопасность пищевого сырья и продуктов питания. М.: изд-во «Пищепромиздат», 1999. - 352с.

77. Драгилев А.И., Дроздов B.C. Технологические машины и аппараты пищевых производств. М.: изд-во «Колос», 1999. - 372 с.

78. Дражигост Покори. Полная энциклопедия лечебного питания. М.: изд-во «ОЛМА-ПРЕСС», 1998. - 574с.

79. Дунаевский Г.А. Организация диетического питания на промышленных предприятиях. М.: изд-во «Медицина», 1980. - 157с.

80. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Новые продукты питания М.: изд-во МАИК «Наука», 1999. - 304с.

81. Жеребцов H.A., Попова Т.Н., Артюхин В.Г. Биохимия. Учебник для Высшей школы, Воронеж: изд-во «Воронежского государственного университета, 2002. - 696с.

82. Запрометов М.Н. Биохимия катехинов. М.: изд-во «Наука», 1994.-254 с.

83. Запрометов М.Н. Физиология растений. М.: изд-во «Мир», 1998,- 276с.

84. Иванова Т.Н., Захарченко Г.Л. Профилактические продукты питания. -Орловский государственный технический университет. 2002. 164с.

85. Исупов В.П. Пищевые добавки и пряности. История состав и применение. Санкт Петербург: изд-во «ГИОРД». 2000. - 166 с.

86. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: изд-во «Химия», 1993. 750с.

87. Каталог УКРНИИХИММАШа. Выпарные аппараты вертикальные трубчатые общего назначения. М.: изд-во ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1992. - 242с.

88. Кисиль H.H. Исследование процессов ионообменного выделения и очистки аминокислот из гидролизатов кератина. / Автореферат канд. дисс., М.: изд-во МГТА, 2001. - 31с.

89. Клыщев JI.C. и др. Флаваноиды растений. Алма-Ата: изд-во «Наука», 1998. - 190с.

90. Кобахидзе Ш.К. Химия чая. // Перевод с грузинского Тбилиси: изд-во «Ганатлеба», 1984. - 281с.

91. Корниенко Т.О., Бывальцев Ю.А., Мастюкова Т.В. Исследование кинетики экстрагирования компонентов из растительного сырья, // В ма-лах XXXV научной конференции за 1996г. (ВГТА). Воронеж: 1997. с.12-15 с.

92. Косенко Н.В. Организационно-экономические и технологические проблемы развития перерабатывающего сырьевого комплекса лекарственных растений. М.: изд-во «Тверь-Контакт», Международная академия информации, отд. «Наука, Экология, Медицина», 1999. - с. 291.

93. Косенко Н.В. Состояние и прогноз рынка лекарственного растительного сырья. М.: Материалы 52-й региогальной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров, 1997. с. 110 - 112.

94. Кофаров В.В. Процессы измельчения твердых тел. // Процессы и аппараты химической технологии. М.: Изд-во АН СССР, Т.5, 1997. -189 с.

95. Кочеткова A.A., Колеснов А.Ю, Тужилкин В.И., Нестерова И.Н. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты. // «Пищевая промышленность», № 4, 1999. с. 7 10.

96. Кошевой Е.П., Бунякин В.В. Исследование процесса экстракции совмещенного с измельчением. «Всесоюзная конференция по экстракции». // Сб. науч. трудов, Рига: 1997. с.23 - 25.

97. Кошевой Е.П., Скрипников A.A. К анализу экстракционной системы переработки семян кориандра. // Изв. СКПЦВШ, сер. Технические науки, № 1,М., 1986. с. 102- 105.

98. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Большаков О.В., Шлёнская Т.В. Информационные технологии пищевых производств в условиях неопределённости». М.: ВНИИМП. 2001.

99. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Воробьева С.А., Красников С.А., Кузнецова Ю.Г., Николаева C.B. Основы математического моделирования рецептурных смесей. М.: Пищепромиздат, 2006. - 240с.

100. Николаева C.B., Поверин А.Д., Тырсин Ю.А. Оптимизация процессов смешивания поликомпонентных функциональных продуктов питания. -М.: изд-во «БИОТЕХНОЛОГИЯ», 2009. 70 с.108,109,110,111,112,113114,115116117118119120121

101. Кретов И.Т., Остриков А.Н., Кравченко В.М. Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности. Воронеж: изд-во «Воронежского университета, 1998. - 448с.

102. Кудряшова A.A. Пищевые добавки и продовольственная безопасность. // «Пищевая промышленность», № 7, 2000. с. 36 37. Кудряшова A.A. Права человека на пищу и адекватное питание. // Пищевая промышленность, №2. 2005. с. 23 - 27.

103. Кудряшова A.A. Секреты хорошего здоровья и активного долголетия. -М.: изд-во «Пищепромиздат», 2002. 320с.

104. Кузнецова М.А. Лекарственное растительное сырье и препараты. М.: изд-во «Высшая школа», 1997. - 191 с.

105. Ладынина Е.А., Морозова P.C. Фитотерапия. Л.: изд-во «Медицина», 1998.-302 с.

106. Лениннджер A.A. Основы биохимии. М.: изд-во «Мир», Т. № 3, 2004. с. 742 - 1055.

107. Лифляндский В.Г., Закревский В.В. Питание против болезней. -С.Петербург: изд-во «Комплект», 1996. 112с.

108. Лоу К. Все о витаминах / Пер. с англ. М.: изд-во «Крон-пресс», 1995. -320с.

109. Лыков A.B. Теория сушки. М.: изд-во «Энергия», 1968. - 270 с. Лыков A.B. Теория теплопроводности. - М.: изд-во «Высшая школа». 1997. - 600 с.

110. Лысянский В.М., Гребенюк С.М. Экстрагирование в пищевой промышленности. М.: изд-во «Агропромиздат», 1997. - 188 с.

111. Маганова Н.Б. К вопросу изучения мутагенного действия чужеродных веществ, содержащихся в пищевых продуктах. // В ж-ле «Вопросы питания», № 2, М., 1992. с. 3 8.

112. Мазнёв Н.И. Энциклопедия лекарственных растений. М.: изд-во «Мартин», 2003. - с. 234.

113. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: изд-во «Машиностроение», 1993. - 212 с.

114. Малахов Г.П. Золотое правило питания. М.: ИКЦ «МарТ», 2003. - 576с.

115. Мастюкова Т.В., Бугаев Ю.В. Статистический анализ достоверности экспертных оценок органолептических свойств бинарных смесей // Материалы Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ВГТА. Воронеж: 1995. - 76 с.

116. Мачихин С.А, Инженерная реология пищевых материалов. М.: изд-во «Легкая промышленность», 1991.-216 с.

117. Мачихин Ю.А., Оспанов A.A. Разработка рациональных режимов работы мельницы для тонкого измельчения сахарного песка. // Тезисы докладов 5-ой Всесоюзной научной конференции «Механика сыпучих материалов».- М.: 1991. с. 34 46.

118. Машковский М.Д. Лекарственные растения. М.: изд-во «Новая волна», 2000. - 456с.

119. Мерсон Р. Основные процессы пищевых производств. Перевод с англ. -М.: изд-во «Легкая и пищевая промышленность», 1993. 384 с.

120. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. М,: изд-во «Колос», 1998. - 304 с.

121. Мицик В.Е., Невольниченко А.Ф. Рациональное питание и пищевые продукты. Киев: изд-во «Урожай», 2004. - 336с.

122. Муравьева Д.А. Фармакогнозия. М.: изд-во «Медицина», 2002. - 298с.

123. Мюррей М.Т. Целительная сила пищи. Ростов на Дону: изд-во «ФЕНИКС», 2000. - 631с.

124. Назаров Н.И. Реология пищевых масс. М.: изд-во МТИПП, 1970. - 90 с.

125. Нейман И.М. Канцерогены и пищевые продукты. М.: изд-во «Медицина», 1992. - 152 с.

126. Несмеянов А.Н., Беликов В.М. Пища будущего. М.: изд-во «Педагогика», 1996. - 127с.

127. Нечаев А.П. Пищевая индустрия XXI века: наука и подготовка кадров. // Пищевая промышленность, № 7, 2000. с. 38 39.

128. Нечаев А.П., Кочеткова A.A., Зайцев А.Н. Пищевые добавки. М: изд-во МГУ ПП, 1997. - 63 с.

129. Нечаев А.П., Витол И.С. Безопасность продуктов питания. М.: изд-во МГУ ПП, 1999. - 87 с.

130. Нечаев А.П., Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика. М.: изд-во «Высшая школа», 1991. - 287 с.

131. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова A.A. и др. Пищевая химия. -М.: изд-во «ГИОРД», 2001. 575с.

132. Обухов А.И., Поддубная Б.А. Содержание свинца в системе почва -растение. // В сб.: Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Труды Всесоюзного совещания. Л.: ГМИ, 1998. с. 192- 197.

133. Органолептическая оценка качества пищевых продуктов //

134. Материалы Международного симпозиума по органолептической оценке пищевых продуктов. Под общей ред. Горбатова В.М. и Солнцева Г.Н. -М.: изд-во ЦИНТИПищепром, 1999. 48 с.

135. Остапчук Н.В., Щербатенко В.В. и др. Системный анализ технологических процессов на предприятиях пищевой промышленности. Киев: Техника, 1999. - 200 с.

136. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. JL: изд-во «Химия», 1996. - 552с.

137. Перелыгин В.М., Бугаев Ю.В., Мастюкова Т.В. Разработка математической модели органолептических свойств многокомпонентных напитков // Материалы XXXIII отчетной научной конференции за 1998 г. ВТИ. Воронеж: 1994. - 133 с.

138. Перелыгин В.М., Мастюкова Т.В. Растительное сырье Воронежской области для алкогольных и безалкогольных напитков // Тез. докл. и сообщений XXXII науч. внутривуз. конф. ВТИ. Воронеж: 1997. - 30 с.

139. Петелько А.Д., Сергеев В.Д., Потапов А.Н. Спектрофотометрическое определение количества растворимых веществ зверобоя и лакричного корня в экстракте при их совместном экстрагировании // Материалы VI науч. конф молодых ученых МГУПП. М.: 1997. с.51 - 59.

140. Петков В. Современная фитотерапия. София: 1998. - 504 с.

141. Пилат T.JI. Биологически активные добавки к пище. Теория, производство, применение. М.: изд-во «Авалон», 1999. - 710с.

142. Поверин А.Д., Романова Н.Г. Научные основы расширения ассортимента чайной продукции. М.: изд-во МСХА // В сб-ке трудов XXII Научной конференции МСХА им. К.А.Тимирязева, 2004. с. 65-68.

143. Поверин А.Д., Романова Н.Г. Использование боярышника при производстве чайных напитков. М.: изд-во ВНИИ ССОК // В сб-ке трудов VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино, М.О., 2005. с. 34 -38.

144. Поверин А.Д., Тырсин Ю.А., Чичева-Филатова Л.В., Тырсина A.B. Создание эмульсионных продуктов функционального и лечебно-профилактического назначения. // «Пищевая промышленность», № 9, 2005. с. 33 37.

145. Поверин А.Д., Поверин Д.И. Изучение органолептических свойств зеленого чая методом газовой хроматографии. // «Пиво и напитки», № 4, 2005. с. 12-17.

146. Поверин А.Д., Романова Н.Г. Использование нетрадиционных плодовых культур в производстве чайных напитков. М.: изд-во МСХА // В м-лах Конференции молодых ученых МСХА им. К.А.Тимирязева, 2005. с.65 -67.

147. Поверин А.Д. Сухой ферментативный аминосодержащий гидролизат «СФАГ-2». М.: изд-во ФГУ ПИ ВИННИТИ, 2005. - 45с.

148. Поверин А.Д., Романова Н.Г. Изучение динамики физико-химических показателей зеленого чая, боярышника и рябины. М.: изд-во РГАУ

149. МСХА // В сб-к трудов XXIII Научной конференции МСХА им. К.А. Тмирязева, 2005. с. 51 54.

150. Поверин А.Д., Тырсина A.B. Конвективная сушка плодов рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia). // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 11, 2005, с. 23 27.

151. Поверин А.Д., Поверин Д.И. Функциональные аминокислотные комплексы типа «СФАГ-2». // «Пищевая промышленность», № 11, 2006. с. 44 46.

152. Поверин А.Д., Поверин Д.И. «Способ получения амииносодержащего гидролизата», Патент Российской Федерации № 2277795, от 20.06.06 г.

153. Поверин А.Д., Поверин Д.И. «Способ получения растительного экстракта» Патент Российской Федерации № 2279283, от 10.07.06 г.

154. Поверин А.Д. Технология получения белкового препарата «СФАГ-2». // «Рыбная проышленность», № 1, 2006. с. 23 26.

155. Поверин А.Д. Производство сухого ферментативного амингосодержащего гидролизата рыбы «СФАГ-2». // Пищевая промышленность, № 1, 2006. с. 42 45.

156. Поверин А.Д. Протеолитические ферменты в производстве белкового препарата «СФАГ-2». // «Рыбная промышленность», № 1, 2006. с.27 30.

157. Поверин А.Д. Оптимизация промышленной технологии процесса сушки натуральных растительных субстратов. // «Пиво и напитки», № 2, 2006. с. 22 25.

158. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Производство натуральных соков плодовых растений в форме гранулированных концентратов. // «Пиво и напитки», № 5,2006. с. 13 -17.

159. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Создание серий функциональных напитков из натурального растительного сырья. // «Пиво и напитки», № 4, 2006. с.ЗЗ 36.

160. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Получение натурального поликомпонентного концентрата на основе экстракта зеленого чая. // «Пиво и напитки», № 6, 2006. с. 36 38.

161. Поверин А.Д. Оптимизация эффективного гомогенного смешивания порошковых композитных составов различной степени дисперсности. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 1, 2006. с.26 28.

162. Поверин А.Д., Тырсин Ю.А. Разработка новой технологии и оборудования для измельчения различных видов растительных субстратов. // «Пиво и напитки», № 2, 2006. с. 6 9.

163. Поверин А.Д. Основные закономерности конвективной сушки растительных субстратов на примере термической обработки плодов рябины обыкновенной. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 3, 2006. с. 51-53.

164. Поверин А.Д., Тырсин Ю.А., Тырсина A.B. Новые технологии и оборудование для измельчения растительных субстратов с заданными параметрами дисперсности. // «Хранение и переработка сельхозсырья», №7, 2006. с. 40-43.

165. Поверин А.Д., Тырсин Ю.А., Тырсина A.B. Паровая ленточная сушилка СПК для сушки различных растительных субстратов. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 8, 2006. с. 30 32.

166. Поверин А.Д. Результаты сравнительной оценки физико-химических и технологических параметров экстракта стевиазида. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 11, 2006. с. 12 15.

167. Поверин А.Д. Технологии, процессы и оборудование для производства функциональных продуктов питания. М.: изд-во «Биотехнология», 2007. - 253с.

168. Поверин А.Д., Романова Н.Г. Чайные напитки, как продукт функционального питания. М.: изд-во РАЕН, // В сб-ке «Нетрадиционные природные ресурсы», вып. № 15, 2007. с. 49-53.

169. Поверин А.Д. Новая технология получения инстантного порошкового экстракта зеленого чая. // «Пиво и напитки», № 2, 2008. с. 29 -32.

170. Поверин А.Д. Определение активности протеолитических ферментов при производстве добавки «СФАГ-2». // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 11, 2008. с.45 47.

171. Поверин А.Д. Полиненасыщенные жиры важнейший компонент продуктов функционального питания. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 7,2008. с. 17 - 22.

172. Поверин А.Д., Стрелков В.Н. Исследование свойств функционального напитка «Бионан-А». // Пищевая промышленность, № 8, 2008. с.31 33.

173. Поверин А.Д. Жиросодержащие нутриенты для конструирования продуктов функционального питания. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 6, 2008. с. 29 32.

174. Поверин Д.И. Технология получения поршкового экстракта зеленого чая. // Пищевая промышленность, № 7, 2008. с. 19 22.

175. Поверин А.Д., Тырсин Ю.А., Бондарев М.М., Тихонов В.П. Антиоксидантные свойства зеленого и черного чая. // «Пиво и напитки», № 3, 2008. с. 6 9.

176. Поверин А.Д., Филонова Г.Д., Соболева O.A. Новые функциональные продукты питания на основе натуральных сырьевых субстратов. // «Хранение и переработка сельхозсырья», №10, 2008. с. 30 33.

177. Поверин Д.И. Биологически активная пищевая добавка к продуктам питания на основе ферментативногог гидролизата пивных дрожжей. // «Пиво и напитки», № 3, 2008. с. 25 28.

178. Поверин А.Д. Новая технология промышленного производства сухого ферментативного аминосодержащего гидролизата пивных дрожжей «СФАГ-1». // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 9, 2008. с. 50 -54.

179. Поверин А.Д. Получение натуральных продуктов функционального питания, обогащенных белковыми компонентами. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 8, 2008. с. 19 23.

180. Поверин А.Д., Стрелков В.Н. «Отчет об исследовании потребительных свойств напитка «Казан Бионан А» методами газоразрядной визуализации и цветовой диагностики». - Пятигорск: изд-во «Центр «Наука и здоровье», 2008. - 135с.

181. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Патент РФ Порошкообразная смесь для функционального напитка «Бионан-А». Патент RU 2 358 563 С1, от 27.03.2008 г.

182. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Патент РФ Порошкообразная смесь для функционального напитка «Бионан-В». Патент RU 2 358 564 С1, от 27.03.2008 г.

183. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Патент РФ. Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-1». Патент PU 2359529, от 27.06.09 .

184. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Патент РФ. Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-2». Патент PU 2385660 , от 10.04.10 г.

185. Поверин А.Д., Филонова Г.Л., Соболева O.A. Патент РФ. Концентрат растительный для функционального напитка «Казан-Бионан-3». Патент PU 2358562 , от 20.06.09г.

186. Поверин А.Д., Николаева C.B. Математическое моделирование процессов смешивания поликомпонентных функциональных продуктов питания. -М.: изд-во «Биотехнология», 2009. 246с.

187. Поверин Д.И., Тырсин Ю.А. Адекватное питание и его практическая реализация. // «Пищевая промышленность», № 8, 2005. с.50 51.

188. Портер М. Международная конкуренция. М., изд-во «Международные отношения», 1993.- 343с.

189. Разумов А.Н., Пономаренко В.А., Пискунов В.А. Здоровье здорового человека / Основы восстановительной медицины. М.: изд-во «Медицина», 1996. - 407с.

190. Ревина Т.А., Краснов Е.А., Свиридова Т.П. и др. Биологические особенности и химический состав Rhodiola rosea, выращиваемой в Томске // В ж-ле «Растительные ресурсы», № 6, М.: 1996. с 45 - 49.

191. Реднюк Т.Д., Спешилов Л.Я., Исхаков Н.Г. Оздоровительные чаи. М.: изд-во «МАРКА ЛАШУР», 2004. - 188с.

192. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М.: изд-во «Машиностроение», 2005. - 234 с.

193. Роберте Г.Р., Март Э.Х., Сталтс Я.Д., Монро А.К., Шарбоно С.М., Род-рикс Д.В., Поланд А.Е. и др. Безвредность пищевых продуктов. М.: изд-во «Агропромиздат», 2004. - 283 с.

194. Рогов И.А., Антипова Л.В., Дунченко Н.И. и др. Химия пищи. М.: изд-во «КОЛОС» //В кн. 1. Белки: структура, функции, роль в питании, 2000. - 342с.

195. Рогов И.А., Антипова Л.В., Шуваева Г.П., Пищевая биотехнология М: Колос, 2004. - 440 с.

196. Росивал JI., Энгст Р., Соколай А. Посторонние вещества и пищевые добавки в продуктах. // Пер. с нем. М.: Легкая и пищевая промышенность, 1997. - 264

197. Сажин Б.С. и др. Современные методы сушки. М.: изд-во «Знание», 2000. - 186 с.

198. Самсонова Л.С., Филонова Г.Д. Рациональная технология переработки местного растительного сырья для производства безалкогольных напитков. М.: ЦНИИТЭИПищепром, вып.7, 2003. - 44 с.

199. Современная фототерапия. / Под общей ред. Петкова В.В. София: изд-во «Медицина и физкультура», 2001. - с.503.

200. Стопский B.C., Ключник В.В., Андреев Н.В. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья. М.: изд-во «Колос». 2003. - 286с.

201. Страйер П. Биохимия М.: изд-во «Мир», Т. № 3, 1999. - 396с.

202. Сурков В.Д., Липатов H.H., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности. М.: Изд-во «Легкая и пищевая промышленность», 1993. - 432с.

203. Тихомирова H.A. Технология продуктов функционального питания. -М.: изд-во ООО «Франтера», 2006. 211с.

204. Тутульян В.А., Спиричев В.Б, Суханов Б.П., Кудашева В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека. М.: изд-во «Колос», 2002. - 354с.

205. Тырсин Ю.А., Кисиль H.H., Тер-Саркисян Э.М. Влияние режимов кислотного гидролиза кератина на эффективность выделения очищенных аминокислот. // «Хранение и переработка сельхозсырья», № 9, 2000. с. 15 18.

206. Тырсин Ю.А., Кисиль H.H., Тер-Саркисян Э.М., Кутуков Д.С. Расчетный метод предварительной оценки сорбции аминокислот на сульфостирольном катионите из гидролизатов белка. // Химико-фармацевтический журнал, № 1, 2000. с.50 53.

207. Тырсин Ю.А., Тер-Саркисян и др. Аминокислоты эффективные биокорректоры. // Тез. докл. Международного симпозиума « Натуральные биокорректоры: питание, здоровье, экология», - М, 2000. - с. 33.

208. Тырсин Ю.А., Тер-Саркисян, Кисиль H.H. Роль аминокислот в питании человека,. // В ж-ле «Пища, вкус и аромат», № 1, 2000. с. 2 4.

209. Тютюнников Б.Н. и др. Химия жиров. М.: изд-во «Колос», 1992. - 447с.

210. Уголев A.M. Теория адекватного питания и трофология. СПб.: изд-во1. Наука», 1991. 272с.

211. Уголев A.M. Трофология новая междисциплинарная наука. // Вестник АН СССР, 1980. № 1. с.50 - 61.

212. Усенко В.А., Баленко Т.Д., Сапронова Л.Г. Технология производства многокомпонентных концентратов для безалкогольных напитков // Сб. научных трудов ВНИИ новых видов пищевых продуктов и добавок. М., вып. №2, 1998. с. 169 - 172.

213. Фитотерапия с основами клинической фармакологии. // Под общей редакцией В.Г. Кукеса. М.: изд-во «Медицина», 1999. - 192 с.

214. Хмелев В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты.- М.: изд-во «Пищевая промышленность», 1999. с. 59.

215. Хоперия P.M. Технология производства чая. М.: изд-во «Агропромиздат», 1998. - 160с.

216. Ципалова И.Э, Губина М.Д., Поздняковский В.М. Экспертиза дикорастущих плодов, ягод, и травянистых растений. Учебно-справочное пособие, 2- изд. Новосибирск: изд-во НГУ, 2002. - 180с.

217. Шабров A.B., Дадали В.А., Макаров В.Г. Биохимические основы действия микрокомпонентов пищи. М.: изд-во «АВВАЛОН», 2003. -184с.

218. Шарма Р. Растительный белок. / Пер. с франц. Долгополова В.Г. М.: изд-во «Агропромиздат», 1999. - 580с.

219. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание, т.З. Пробиотики и функциональное питание. М.: изд-во «ГРАНТЪ». 2001.-288с.

220. Шляпников В.А., Лысянский В.М. Решение задачи нестационарной массопроводности при произвольном начальном распределении извлекаемого вещества. // В ж-ле «Промышленная теплотехника», № 5. -Киев: изд-во «Наукова думка», 2007. с. 83 42.

221. Bauernfeind J.C. Foods considered for nutrient addition: condiments. Nutrient Additions to Food / Ed. By J.C. Bauernfeind and P.A. Lachanse. Conntcticud: Food and Nutrition Press, 1998. pp. 234 240.

222. Bengmark S.K. Vitamin C, in National Nutrition Consortium, Vitamin-Mineral Safety, Toxicity and Misuse, American Dietetic Association, Chicago, 2006. pp.13 -28.

223. Chibata I., Kawashima K. Use of Amino Acids in Medicine Nutrition: Proteins and Amino Acids, ed. by A. Yoshida, H. Naito, Y. Niiyama and T. Suzuki, Japan Sci. Soc. Press, Tokyo // Springer Verlag, Berlin, 1999. pp.273 284.

224. Eaton S.B., Konnor V.B. Yeast proteins: Recovery, Nutritional and Functional Properties. Nutritional Improvement of Food and Feed Proteins. Plenum Press New York and London, 2009. pp.797 845.

225. Functional Food / Ed. by I. Goldberg. Charman & Hall, 1998. №4. 572 p.

226. Mickelson O.P., Yang M.Q. and Goodhart R.S. «Naturally Occurring Toxic Foods», in R S. Goodhart and M E Shils, Eds, Modern Nutrition in Health and Disease, 5th ed, Lea and Febiger, Philadelphia, 2009. pp. 412 433.

227. Nose Т., Murai T. Amino Acid Reguirements in Fishes, 1992. pp. 85 -95.

228. Ray B. Fundamental food microbiology. CRC Press, 2008. 345p.

229. Senderson G. W. The chemistri of tea and tea manufactering. Structural and functional aspect of Phytochemistry, Vol. 5, Academic Press. Inc New York and London, 2009, pp. 247 316.