Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из основных задач государственной политики в области здорового питания населения РФ до2020г. является расширение отечественного производства и использование основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям качества и безопасности. В связи с этим необходимо широко использовать местное сырь дальневосточного (ДВ) региона, доступное для получения продуктов функциональной направленности, содержащих функциональные пищевые ингредиенты (ФПИ).
Из основных видов сырья, распространенных в ДВ регионе, большое
значение имеет высокобелковое соевое, а также дикорастущее ягодное,
обладающее Р-витаминной активностью. Комплексное использование данных
видов сырья в пищевой технологии и биотехнологии позволяет получать новые
формы белковой пищи, содержащие необходимую совокупность
эссенциальных факторов питания в виде антиоксидантов прямого действия.
В этой связи, исследования, направленные на разработку научных основ проектирования продуктов питания функциональной направленности с использованием сырья, содержащего природные БАВ и ФПИ, являются актуальными и имеющими важное народнохозяйственное значение.
Степень разработанности темы исследований. Существенный вклад в решение проблемы, связанной с использованием растительного сырья, произрастающего в ДВ регионе и содержащего БАВ внесли Палагина М.В., Каленик Т.К., Приходько Ю.В., Решетник Е.И., Табакаева О.В., Черевач Е.И., Юдина Т.П. и ряд других учных.
Решению вопросов создания функциональных продуктов питания посвящены работы Дурнева А.Д., Кочетковой А.А., Позняковского В.М. и многих других учных.
Исследования вышеуказанных ученых посвящены созданию отдельных групп функциональных продуктов и не касались решения проблемы комплексного использования дикорастущего ягодного и соевого сырья с получением белково-витаминных композиций, а на их основе и продуктов функциональной направленности.
Не разработана обобщающая экономико-математическая модель создания продуктов питания функциональной направленности, необходимая для проектирования и конструирования пищевых продуктов принятого назначения.
Целью исследования является разработка научно-практических аспектов создания продуктов питания функциональной направленности, содержащих в свом составе комплексы биологически активных веществ и функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ) в виде автономных групп антиоксидантных комбинаций.
В связи с поставленной целью определены основные задачи исследований:
1- аналитически обосновать концептуальные подходы к созданию
продуктов функциональной направленности;
2- обосновать целесообразность использования растительного сырья ДВ
на основе уточненных данных по его составу и технологическим свойствам в
технологии производства функциональных продуктов;
3- установить кинетику процессов:
-получения белковых дисперсных систем на основе бинарных соево-овощных, соево-корнеплодных и соево-цитрусовых композиций;
-образования, коагуляционных структур на основе соевых белков при использовании в качестве коагулянтов комплекса БАВ ягодного сырья;
-формирования состава и свойств пищевых систем эмульсионного и пастообразного типов с использованием белково-витаминных коагуляционных структур, хлеба с использованием белково-углеводной муки, кваса на основе соево-ягодной сыворотки, а также пищеконцентратов и соусов-концентратов;
4- разработать рецептуры и технологию производства функциональных
продуктов путм использования инновационных способов трансформации
составов и свойств растительного сырья ДВ региона, содержащего ФПИ;
5- подтвердить эффективность разработанных продуктов
функционального назначения по результатам клинических исследований на
примере напитков брожения;
6- провести производственную проверку результатов исследований,
разработать ассортимент продуктов и определить экономическую
эффективность предложенных технологий и условия их внедрения на
основании пакета разработанной технической документации.
Научной гипотезой для решения проблемы создания продуктов функциональной направленности является предположение о том, что функциональный продукт, как сложную пищевую систему с заданными составом и свойствами, можно сконструировать на основе растительного сырья, содержащего ФПИ, составы которого, сочетаясь в определнной степени по органолептическим показателям и по биологически активным компонентам, приобретнным в процессе принятой трансформации сырья, обеспечат наличие в составе готового продукта групп эффективных антиоксидантных комбинаций, в виде отдельных комплексов биологически активных веществ и функциональных пищевых ингредиентов с их суммарной массовой долей не ниже нормативной.
Научная концепция работы заключается в выявлении управляемых факторов и установлении зависимостей, характеризующих процессы формирования состава и свойств готовых продуктов, путм рациональных способов трансформации сырья, с получением групп эффективных антиоксидантных комбинаций на основе биологически активных компонентов.
Научная новизна полученных результатов:
-обоснован комплексный технолого-методологический подход к
получению математической модели управления качеством при создании
пищевых продуктов функциональной направленности на основе
формализованной системы питания человека;
-получена математическая модель создания продуктов питания функциональной направленности;
-установлены физико-химические закономерности и кинетика получения
концентрированных форм поликомпонентных пищевых систем
функциональной направленности;
-дана уточненная характеристика ягодного сырья, минеральных вод ДВ региона и сои по наличию и изменчивости ФПИ;
-обосновано использование хвойного сырья ДВ региона, как источника биологически активных веществ;
-получены модели, обосновывающие способы приготовления, состава и свойств белково-витаминных коагулятов на основе ягодного, соевого и корнеплодного сырья;
-выявлены зависимости и получены модели, характеризующие способы формирования состава и свойств белково-витаминно-углеводных композиций;
- установлены зависимости, характеризующие технологические процессы производства функциональных продуктов на основе разработанных соевых и соево-ягодных композиций.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Теоретическая значимость заключается в создании методологической базы для проектирования и создания ФПП на основе комплексной переработки сырья ДВ региона.
Разработана математическая модель и комплекс новых технологических и технических решений, защищнных 4-мя патентами РФ, позволяющих создавать инновационные продукты функциональной направленности.
Разработана и утверждена техническая документация ТУ 9185-
00100493238-2007«Квас Амурский», ТУ 91 81-004-94739059-2013«Водно-
спиртовый экстракт из сосновой хвои», ТУ 91 85-005-94739059-2013 «Хлебный
квас Лесной дар»,ТУ 91 84-006-94739059-2013 «Слабоалкогольный напиток
Таежный», СТО 68405530.001-2011 «Завтраки сухие. Пшеничные хлопья», СТО
68405530.002-2011 «Завтраки сухие Пшеничные хлопья с клюквой», ТУ 9185-
003-94739059-2012 «Хлебный квас Виноградный», ТУ 9185-008-57604628-2013
«Квас Дальневосточный», ТУ 9114-002-35038269-2013, «Хлеб
Дальневосточный», СТО 68405530.001-2014 «Квас Тажный дар», ТУ 9143-
001-00668442-10 «Майонезы белковые», ТУ 9140-002-00668442-10 «Соусы
белковые», ТУ 9146-005-00668442-10 «Белково-витаминный текстурат», ТУ
9146-006-00668442-10 «Белково-витаминный концентрат», ТУ 9214-007-
00668442-10 «Фарш субпродуктовый с белково-витаминными добавками», ТУ
9214-008-00668442-10 «Кулинарные изделия с комбинированным
субпродуктовым фаршем», ТУ 9146-009-00668442-10 «Белково-витаминно-минеральный гранулят». ТУ 9194-010-00668442-10 «Концентраты пищевые. Вторые обеденные блюда быстрого приготовления с белково-витаминно-минеральным гранулятом», ТУ 9146-011-00668442-10 «Белково-витаминный гранулят», ТУ 9194-012-00668442-10 «Концентраты пищевые. Первые обеденные блюда с белково-витаминным гранулятом», ТУ 9146-013-00668442-10 «Белково-углеводный концентрат», ТУ 9146-014-00668442-10 Белково-минеральный текстурат», ТУ 9146-001-00668442-11 «Мука соевая белково-углеводная», ТУ 9110-002-00668442-11 «Хлеб с соевой белково-углеводной мукой», ТУ 9133-003-00668442-11 «Мучные кондитерские изделия с соевой белково-углеводной мукой».
Выпущены опытно-промышленные партии разработанной продукции на
многофункциональном предприятии Карслян в г. Райчихинске Амурской
области, на предприятии по производству пива и безалкогольных напитков «ИП Корнеев С.С.», ЗАО «ЦЕНТРидж ГРУПП в г. Благовещенске Амурской обл., ООО «Амурская лимонадная компания», ОАО «Покровский рудник», ДВВКУ, ООО «Соевые технологии»,ООО «Симбирсксоя»,ООО «Агроком», а также ряда других учреждений и организаций.
Сборник разработанной ТД передан для использования на пищевые предприятия г. Благовещенска и др.
Результаты работы переданы и используются в учебном процессе на
кафедре «Технология переработки продукции растениеводства»
Дальневосточного ГАУ, на кафедре «Технология бродильных производств и консервирования» КемТИПП, а также использованы при разработке учебно-методических пособий по направлению «Продукты питания из растительного сырья».
Методология и методы исследования
Методология исследования основана на научных методах и принципах создания продуктов функциональной направленности и оценки их качества.
Объектами исследований являются технологические процессы получения и использования белково-витаминных коагулятов в технологии производства продуктов питания функционального назначения.
Предмет исследований – закономерности и зависимости по обоснованию процессов коагуляции соевых белковых веществ кислотным комплексом, содержащемся в ягодном сырье семейства вересковых, а также использования полученных коагуляционных систем в технологии производства продуктов функционального назначения.
При организации и проведении экспериментальных исследований
использовали стандартные, общепринятые и модифицированные методы
исследований, в том числе органолептические, физико-химические,
микробиологические, математические методы планирования многофакторного эксперимента, а также статистической обработки экспериментальных данных (Statistika 7 и т.д.).
Основные положения, выносимые на защиту:
-обоснованные модели управления качеством при создании новых пищевых продуктов функциональной направленности;
-методологический подход к обоснованию математической модели создания продуктов питания функциональной направленности;
-физико-химические основы создания бинарных белково-витаминных коагуляционных структур;
-разработанные технологии производства пищевых продуктов
функциональной направленности на основе соево-ягодных белково-
витаминных композиций.
Степень достоверности. Достоверность полученных данных
подтверждается сходимостью результатов, полученных теоретическим и экспериментальным путм, а также показателями, полученными в ходе производственной проверки основных результатов исследований. Дана оценка качества и безопасности сырья и полученных продуктов на соответствие требованиям ТРТС 021/2011 «Безопасность пищевой продукции» в лаборатории Амурского Роспотребнадзора и аккредитованных пищевых лабораториях ФГУ «Амурский центр ЦСМ», ИЦ ООО «Эпикор».
Апробация работы. Научные исследования проводились в период с 1996
по 2016 гг. Основные положения работы представлены и изданы в центральной
и зарубежной печати, а также в сборниках трудов и материалов
Международных, Всероссийских и региональных НПК и форумов в 1996-2015
гг. Особо значимые результаты исследований и основополагающие положения
работы систематически докладывались на региональных НПК, ежегодно
проводимых в Дальневосточном ГАУ, а также на расширенном заседании
кафедры «Технология переработки продукции растениеводства»
Дальневосточного ГАУ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 95 работ, из них
3 монографии, 26 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, других
профильных журналах, материалах конференций международного и
всероссийского уровня, сборниках научных трудов и 4-х патентов.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, восемь глав, выводы, список использованной литературы и приложения. Основное содержание изложено на 365 страницах, включает 165 таблиц, 51 рисунок, 420 источников, из которых 50 зарубежных.