Автореферат: Обоснование и разработка технологии геродиетических продуктов на основе рыбного сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных

продуктов и холодильных производств

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГЕРОДИЕТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ РЫБНОГО СЫРЬЯ

Борк Денис Альбертович

Москва - 2009

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП ВНИРО).

Научный руководитель: доктор технических наук

Новикова Маргарита Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Гурова Наталья Викторовна

доктор технических наук, профессор

Юдина Светлана Борисовна

Ведущая организация: Московский Государственный Университет Технологий и Управления

Защита состоится « 10 » июня 2009 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП ВНИРО) по адресу: 107140, г. Москва, ул. В. Красносельская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП ВНИРО.

Автореферат разослан «08»_мая_ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат технических наукТатарников В.А.

1. Общая характеристика работы

Актуальность работы. Согласно данным, представленным в материалах Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (2006), за последнее десятилетие продолжительность жизни снизилась в среднем до 65 лет (57 лет для мужчин и 72 года для женщин), что значительно ниже продолжительности жизни в большинстве развитых стран. Ученые связывают это с нарушением пищевого статуса, недостатком полноценного по аминокислотному составу белка, витаминов, макро- и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и нерациональным соотношением пищевых компонентов в диете (Тутельян, 2000).

Одним из принципов Федеральной программы «Старшее поколение» и Российской программы «Гериатрия и геронтология» (2001) является то, что «питание должно не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции».

У пожилых людей потребность в энергообеспечении из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности значительно ниже, по сравнению со среднестатистическими данными. Поэтому рационы питания людей старшего возраста должны разрабатываться с учетом физиологических особенностей стареющего организма и содержать, помимо макронутриентов (белков, жиров, углеводов), обеспечивающих калорийность пищи, целый ряд микронутриентов (витамины, макро- и микроэлементы, пищевые волокна и т.д.), необходимых для нормального функционирования организма.

В настоящее время разработка геродиетических продуктов в основном осуществляется на основе мясного (Юдина, Касьянов и др., Запорожский) и молочного сырья (Красненко, Радаева и др., Глаголева).

Известно, что гидробионты по химическому составу отличаются от мясного и молочного сырья, служат источником не только полноценного по аминокислотному составу белка, но и ПНЖК, макро- и микроэлементов и некоторых витаминов, что предопределяет целесообразность их использования в качестве основы рецептур продуктов геродиетического применения.

На основе рыбного фарша разработаны продукты геродиетического применения в виде сухих концентратов первых блюд (Квасенков, Максюта) и консервированных продуктов (Квасенков, Ярочкин).

В тоже время научных публикаций, посвященных разработке технологии вторых блюд геродиетического назначения на основе гидробионтов не найдено. В этой связи разработка технологии и новых рецептурных композиций на основе рыбного сырья для питания людей пожилого и преклонного возраста, составляющих более 30% от общей численности населения России, является актуальной и практически важной задачей, так как направлена на коррекцию рационов и профилактику заболеваний, характерных для пожилых людей.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является обоснование и разработка технологии формованных полуфабрикатов (вторых блюд) на основе рыбного сырья для геродиетического применения.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- обосновать выбор основного и вспомогательного сырья для разработки рецептур - провести анализ фарша из различных видов рыб по критериям аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности;

- исследовать возможность замены части рыбного фарша в рецептурных композициях соевым белком, установить оптимально допустимую дозировку соевых белков;

- осуществить компьютерное проектирование и оптимизацию рецептур по отношению к требованиям, предъявляемым к геродиетическим продуктам (эталону ФАО/ВОЗ);

- исследовать показатели нутриентной и метаболической адекватности разработанных продуктов - пищевую и биологическую ценность, переваримость, реологические показатели, безопасность потребления;

- исследовать изменения качественных показателей продуктов в процессе хранения и установить сроки годности;

- обосновать основные параметры технологического процесса;

- разработать проект нормативной документации на полуфабрикаты геродиетического применения.

Научная новизна:

- обоснован выбор видов рыб, фарш из которых по химическому составу и аминокислотной сбалансированности наиболее приемлем в качестве основного компонента геродиетических продуктов;

- установлена возможность замены части рыбного фарша в рецептурах изолятом соевого белка. Установлено оптимальное соотношение рыбного фарша и соевого изолята, при котором высокая формующая и влагоудерживающая способности фарша сохраняются при температуре минус 18± 1⁰С в течение 1 месяца.

Методом математического моделирования разработаны рецептуры вторых блюд (формованных изделий) геродиетического применения, по сбалансированности аминокислотного и жирнокислотного состава, нутриентно-метаболическим показателям, безопасности потребления, соответствующих требованиям, предъявляемым к геродиетическим продуктам.

Новизна технических решений подтверждена выдачей патента РФ «Диетический продукт» № 2322117.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследования.

Разработана и апробирована в лабораторных условиях технология изготовления полуфабрикатов вторых блюд для питания людей пожилого и преклонного возраста, основанная на математическом моделировании сбалансированности рецептур по аминокислотному и жирнокислотному составу при использовании в качестве основного компонента рыбного сырья. Продукция предназначена для незащищенных групп населения, что имеет большую социальную значимость.

Разработан проект технической документации ТУ 9266-035-00472124-07 «Полуфабрикаты рыбные формованные» и ТИ к ним.

Основные положения, выносимые на защиту:

- обоснование выбора видов рыб, фарш из которых по показателям аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности наиболее оптимален для использования в качестве основы геродиетических продуктов;

- математическое моделирование и оптимизацию рецептур вторых блюд на основе рыбного сырья, которые по химическому составу, сбалансированности аминокислотного и жирнокислотного состава, и безопасности потребления соответствуют требованиям, предъявляемым к продуктам геродиетического применения;

- обоснование замены части рыбного фарша в рецептурах соевым изолятом, влияние замораживания и хранения на формующую способность комбинированного фарша и возможность его использования в качестве исходного сырья в рецептурах;

- обоснование нутриентной и метаболической адекватности разработанных продуктов эталону ФАО/ВОЗ по соотношению в рецептурах белок: жир (1: 0,7-1: 0,8), ПНЖК: МНЖК: НЖК - (1:6:3); органолептическим показателям, разжевываемости и переваримости готовых изделий.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года», (Москва, 2004), Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество», (Калининград, 2005г.), Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана», (Москва, 2005г.), Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании», (Калининград, 2005г.), неоднократно доложены на технологической секции Ученого совета ВНИРО.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 143 стр., содержит 37 табл., 7 рис., 6 приложений. Список литературы включает 143 источника, в т.ч. 37 зарубежных авторов.

2. Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы.

В первой главе - Обзор литературы приведен аналитический обзор научной, технической и патентной литературы по изучаемому вопросу, рассмотрены основные теории старения, взаимосвязь питания с состоянием здоровья человека, изложены рекомендуемые нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для людей пожилого и преклонного возраста, обоснована целесообразность использования гидробионтов в качестве сырья для создания продуктов геродиетического питания, рассмотрены методы математического моделирования рецептур продуктов с заданными свойствами.

На основании анализа литературных данных обоснована цель и определены основные задачи исследований.

Во второй главе - Экспериментальная часть описан выбор объектов исследований, представлена программно-целевая модель работы (рис.1), постановка опытов и основные методы анализа.

Объектами исследований служили фарши, приготовленные из мороженой морской и пресноводной рыбы, фарш с добавками и без добавок различных соевых белков, а также формованные изделия, приготовленные по разработанным рецептурам.

Компьютерное моделирование аминокислотной и липидной сбалансированности рецептур и оценка их пищевой и биологической ценности проведены по методу академика Н.Н. Липатова (2001). При оценке биологической ценности белковых компонентов сырья и готовых продуктов использовали следующие показатели и критерии: коэффициент утилизируемому содержанию 100 г белка эталона; С min - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол. ед., а также количественную аминокислотную сбалансированность R_P. Кроме того, рассчитывали коэффицициент Фишера, представляющий частное деления суммы валина, лейцина, и изолейцина на сумму ароматических аминокислот.

Для оценки жирнокислотной сбалансированности использовали коэффициент R_L, характеризующий набор и массовые доли МНЖК, ПНЖК в составе жирового компонента сырья и готового продукта.

Для сопоставления справочных и расчетных данных с фактическими определяли химический состав основного сырья и разработанных продуктов.

Массовую долю белка определяли по Кьельдалю на автоанализаторе Kjeltec 2300 (фирма Foss Tecator, Швеция), аминокислотный состав - на автоанализаторе «Hitachi» ААА-835 с последующей компьютерной обработкой данных по программе Мультихром для Windows, содержание жира -экстракционным методом (Folch J.et al, 1957); жирнокислотный состав - методом ГЖХ на приборе GC-17 фирмы «Shimadzu».

Содержание влаги, золы, кислотное и перекисное числа определяли по ГОСТ 7636-85, ВУС фаршей - по методу прессования (Рехина и др., 1972 г.), динамическую вязкость по методу Брукфельда на вискозиметре Anton Paar DV3P.

Исходя из значимости структурно-механических характеристик мышечной ткани рыб в отношении формуемости фаршей (Маслова, 2002) рассчитывали соотношения белок: вода (К_б/в) и жир: белок (К_ж).

Переваримость готовых изделий определяли in vitro на приборе Покровского-Ертанова в модификации Липатова и др. (1994), выражая степень переваримости в мг тирозина / г белка, структурно-механические характеристики (напряжение на срез) проводили на приборе INSTRON 1140, органолептическую оценку - профильным методом (Сафронова, 1998).

О безопасности потребления изделий свежеприготовленных и в процессе хранения при температуре -18±1^оС судили по содержанию токсикантов и микробиологическим показателям, которые определяли согласно существующим ГОСТам и методическим указаниям.

Статистическую обработку отдельных показателей проводили по программе Microsoft excel - 7.0 c определением средней величины, стандартного отклонения и достоверности различий по Стьюденту.

При выборе компонентов для разрабатываемых рецептур учитывались справочные данные по химическому составу (Хим. состав, 1987) и литературные данные о применении различных видов сырья для обогащения продуктов биологически активными веществами.

С этой целью в рецептуры вводили БАД МИГИ-К ЛП^® или Рапанин, мясо беспозвоночных, свежие овощи, зелень, крупы, шампиньоны, чернослив.

В качестве белковых обогатителей и структурообразователей использовали сухое молоко, творог, яичный порошок или свежее яйцо.

Соевые белки в отдельные рецептуры вводили с учетом их структурообразующих свойств, а также научных данных о способности предупреждать и сдерживать развитие сердечно-сосудистых, онкологических и других заболеваний (Устинова и др.), что имеет большое значение для людей пожилого и преклонного возраста.