Введение к работе
Актуальность темы. Проявления недостаточности питания во всем многообразии ее видов встречается достаточно часто. К настоящему времени получены многочисленные научные данные, показывающие взаимосвязь между недостаточным питанием и развитием различных патологических состояний у здорового человека, у больных стационара – количеством осложнений и летальностью (B. R.Bistrian, G. L. Blackburn, G. P.Buzby, J. L. Mullen, H. O. Studley и др.).
Наиболее часто встречаемая недостаточность питания - белково-энергетическая недостаточность БЭН (protein-caloric malnutrition), которая характеризуется дефицитом в организме человека белков и источников энергии, связанного либо с неадекватным потреблением данных питательных веществ, либо с нарушением приема, ассимиляции или метаболизма нутриентов вследствие какой-либо патологии.
Одним из способов предупреждения или коррекции БЭН является нутриционная поддержка с помощью специализированных пищевых продуктов и питательных смесей.
Фундаментальные исследования А. А. Покровского, М. В. Нестерина, В.С. Тутельяна, Л. Н. Костюченко, Т. С. Поповой, И. А. Рогова, Э. С. Токаева и ряда других российских ученых внесли существенный вклад в решение проблем оптимизации рациона питания здорового и больного человека.
Анализ состояния и тенденции развития данного сегмента рынка свидетельствуют о наличии значительного количества полноценных питательных смесей, представленными в основном эмульсионными продуктами, которые по органолептическим показателям могут использоваться энтерально.
Однако применение белково-углеводных продуктов с улучшенными качественными показателями для коррекции БЭН и профилактики ее возникновения является актуальной задачей. Создание таких продуктов возможно путем использования в качестве источника энергии экстрактов растительного сырья, и особую актуальность приобретает задача получения высококачественных продуктов питания с использованием вторичных сырьевых ресурсов (ВСР).
Таким образом, одним из важнейших направлений развития пищевых технологий на современном этапе является расширение ассортимента и совершенствование технологий производства специализированных пищевых продуктов (СПП), содержащих в своем составе нутриенты натурального сырья.
Цель работы. Целью данной работы является разработка научно и экспериментально обоснованной технологии получения белково-углеводного специализированного пищевого продукта с использованием экстрактов вторичных сырьевых ресурсов для профилактики и коррекции белково-энергетического дефицита.
Для достижения этой цели был поставлен и решен ряд взаимосвязанных между собой задач:
- обоснование выбора ВСР, как перспективного сырья, используемого для получения углеводного компонента специализированного порошкового белково-углеводного пищевого продукта;
- разработать технологию подготовки ВСР на основе совершенствования существующих технологий термообработки, для повышения эффективности экстрагирования биологически активных веществ;
- исследовать качественные и количественные показатели экстракта ВСР, характеризующие целесообразность предварительной термообработки;
- разработать технологию совместного гидролиза – экстрагирования смеси растительных порошков, в т.ч. порошков ВСР для получения экстрактов повышенной пищевой и биологической ценности;
- в соответствии с формализованными медико-биологическими требованиями к составу и качеству СПП разработать рецептуру и технологию промышленного производства белково-углеводного СПП для коррекции белково-энергетического дефицита;
- исследовать качественные и количественные показатели, характеризующие пищевую и биологическую ценность готового продукта, провести комплексные исследования СПП по показателям безопасности;
- разработать техническую документацию на опытную партию СПП;
- выполнить комплекс работ по внедрению предложенных технологий в пищевую отрасль;
- исследовать эффективность применения СПП на добровольцах ЛПУ с дефицитом и недостатком массы тела;
Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена, целесообразность предварительной термообработки ВСР (сортовой смеси жома столовой свеклы) в поле ИК – излучения, мощностью 80 кВт/м2 для инактивации полифенолоксидазы и увеличения клеточной проницаемости мембран растительной ткани.
Установлена зависимость эффективности извлечения биологически активных веществ (БАВ) в экстракт из рецептурной смеси порошков жома столовой свеклы и топинамбура от способа предварительной ИК-обработки сырья и режимов экстрагирования.
Выявлены и обоснованны особенности химического состава экстракта из купажа порошков жома столовой свеклы и топинамбура, оказывающие влияние на его биологическую активность.
Доказано, что предложенная технология позволяет получить экстракт с содержанием в разовой дозе (0,250 л) – 2,6 г инулина, превышающей адекватный уровень его суточного потребления на 0,8 г, и ниже верхнего допустимого уровня потребления на 3,18 г; пектина – 0,6 г, что составляет 30% от адекватного суточного потребления.
Доказано, что использование экстракта в качестве углеводного ингредиента, позволяет повысить пищевую ценность и обогатить СПП биодоступными нутриентами природных сырьевых источников. В сочетании с белковым ингредиентом – гидролизатом сывороточных белков молока (ГСБМ) является гипоаллергенным продуктом и не имеет прямых противопоказаний.
Доказана эффективность применения СПП в клинике в качестве дополнительного питания для оптимизации пищевого рациона у лиц призывного возраста с дефицитом и недостатком массы тела.
На способ получения СПП для коррекции белково-энергетического дефицита подана заявка № 2013119410 с приоритетом от 26.04.2013 г.
Практическая значимость. Разработана технология производства СПП для коррекции белково-энергетического дефицита на основе растительных экстрактов, полученных способом совместного гидролиза-экстрагирования рецептурной смеси порошков топинамбура и жома столовой свеклы. Разработаны оптимальные режимы получения экстрактов (при рН близких к нейтральным), концентрирования под вакуумом и сушки распылением, послужившие основой для создания СПП.
Разработаны и утверждены рецептуры и техническая документация (ТУ, ТИ). Определены качественные и количественные показатели СПП, пищевая ценность, биологическая ценность, показатели безопасности СПП.
Предложены технологические решения, расширяющие область применения ВСР для создания специализированных пищевых продуктов, которые также позволяют пролонгировать срок годности сырья и обеспечить бесперебойную работу пищевых предприятий.
Результаты работы используются в пищеконцентратной промышленности, разработаны и внедрены в клиническую практику. Результаты проведенной работы, выводы и практические рекомендации внедрены в клиническую практику лечения больных в отделениях реанимации и хирургии Больницы Центросоюза РФ.
Основные положения диссертации используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре «Технология продуктов функционального назначения, спортивного питания и длительного хранения» ФГБОУ ВПО «МГУПП» и в лаборатории минимально инвазивной хирургии ФГБОУ ВПО «МГМСУ».
Апробация работы. Результаты доложены и обсуждены на XIV международном конгрессе с международным участием «Парентеральное и энтеральное питание (Москва, 2011), Международных научно-практических конференциях «Технологии продуктов здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2010, 2011, 2012), Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2010), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли» (Москва, 2011), Семнадцатой Российской Гастроэнтерологической недели (Москва, 2011), а также на кафедральных заседаниях «Технология продуктов функционального назначения, спортивного питания и длительного хранения» ФГБОУ ВПО «МГУПП» и научно-исследовательской лаборатории минимально инвазивной хирургии ФГБОУ ВПО «МГМСУ».
Результаты диссертации апробированы в промышленных условиях. Выработка экспериментальных образцов и опытно-лабораторные испытания производства СПП для коррекции белково-энергетической недостаточности осуществлялись в экспериментальной лаборатории ОАО «Биохиммаш» г. Москва, выработка опытной партии продукта осуществлялась на производственных мощностях ОАО «Биохиммаш» г. Москва, ООО «ПК СТАРТ». Клиническая апробация проведена в Больнице Центросоюза РФ.
Данная диссертационная работа выполнена также в рамках Государственного задания Минобрнауки России на выполнение НИР «Конструирование продуктов функционального и специализированного назначения. Роль взаимодействия макро- и микронутриентов» (№2970 РК 01201256363 в течение 2012-2013 гг.).
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 11 печатных работ, из них 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура работы. Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, экспериментальная часть, клинические исследования, выводы, список литературы, приложения. Основное содержание работы изложено на 152 страницах основного текста, проиллюстрировано 35 рисунками и 31 таблицей. В приложениях имеется ряд документов, подтверждающих степень внедрения работы. Список литературы включает 165 источника отечественных и зарубежных авторов и 3 приложения.
