Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Актуальной проблемой сохранения и укрепления здоровья детей является обеспечение их полноценным питанием, отвечающим физиологическим и гигиеническим требованиям как в количественном, так и в качественном отношении. Наилучшим при этом является рациональное горячее питание. Однако, современный ритм жизни делает востребованными варианты пищевых рационов не требующих больших затрат времени на их приготовление. Среди такой продукции особой популярностью пользуются консервированные и сухие продукты, отличающиеся удобством в использовании, невысокой стоимостью и длительными сроками хранения. Наибольшее распространение среди консервированных и сухих продуктов питания получили консервы на основе мясного и растительного сырья, а также сухие концентраты. Такие продукты часто имеют низкую пищевую и биологическую ценность, в том числе не соответствующее потребностям детей соотношение основных макро- и микронутентов. Ценные свойства и физиологическая активность отдельных компонентов, содержащихся в нативном сельскохозяйственном сырье, в разной степени теряются при его переработке и хранении.
В связи с этим, научно-практический интерес представляют развитие принципов проектирования рецептурного состава и разработка технологических решений производства консервированных продуктов и сухих концентратов с улучшенными показателями качества для питания детей младшего школьного возраста, в том числе растительно-мясных консервов и сухих молочных напитков. Важность разработки новых подходов к созданию комплексных технологий производства продуктов питания с оптимизированным составом и свойствами отмечают в своих работах: Липатов Н.Н. (мл.), Конь И.Я., Ладодо К.С., Климацкая Л.Г., Устинова А.В., Фатеева Е.М., Зайко Г.М., Самсонова А.Н., Тимошенко Н.В., Шамкова Н.Т., Касьянов Г.И. и другие учёные, занимающиеся вопросами питания детей различных возрастных групп.
Актуальность работы подтверждена поддержкой гранта Президента РФ для научной стажировки соискателя за рубежом в 2009/2010 уч. году (приказ Минобрнауки № 349 от 01.04.09 г.)
1.2 Цель работы. Целью работы являлось совершенствование технологий и рецептур продуктов питания для детей младшего школьного возраста.
*Автор выражает глубокую благодарность доктору физико–математических наук, профессору
Усатикову С.В. за консультации и помощь при разработке математической модели оптимизации рецептур и рационов продуктов питания
1.3 Основные задачи исследований:
аналитический обзор научно-технической литературы отечественных и зарубежных авторов по проблеме создания продуктов питания для детей младшего школьного возраста;
провести анализ нутриентной сбалансированности известных консервированных продуктов и сухих молочных напитков для питания детей младшего школьного возраста и обосновать выбор рецептурных ингредиентов;
обосновать и разработать новый способ формирования пищевых консервированных продуктов и сухих молочных напитков для детей младшего школьного возраста;
разработать алгоритм оптимизации рецептур пищевых продуктов для детей младшего школьного возраста и критерий моделирования, опирающийся на несимметричную функцию желательности;
усовершенствовать рецептуры растительно-мясных консервов и сухих молочных напитков с использованием разработанного способа оптимизации;
усовершенствовать технологии производства растительно-мясных консервов и сухих молочных напитков для питания детей младшего школьного возраста, за счет разработки новых технологических решений подготовки и обработки сырья;
разработать техническую документацию на растительно-мясные консервы и сухие молочные напитки для детей младшего школьного возраста, осуществить промышленную апробацию усовершенствованных технологий и рецептур.
1.4 Научная новизна. Впервые разработан новый способ проектирования рецептур пищевых продуктов питания для детей младшего школьного возраста, позволяющий дифференцировать риски недостаточного и избыточного потребления питательных веществ. Разработан алгоритм оптимизации пищевых продуктов для детей младшего школьного возраста. Впервые разработан критерий оптимизации, опирающийся на несимметричную функцию желательности. Впервые выявлен допустимый интервал значений коэффициента несимметричности е [0,6..0,7].
Впервые разработан способ и режимы предварительной подготовки зернобобовых культур, позволяющий удалять антипитательные вещества, содержащиеся в маше, нуте и чечевице. Впервые определены резонансные частоты электромагнитной обработки полями низких частот маша, нута и чечевицы. Воздействие, установленными резонансными частотами, позволяет снизить количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов на поверхности семян маша, нута и чечевицы.
Модифицирован процесс гомогенизации молока и пюре-полуфабриката за счет одного тангенциального ввода для подачи жидкого СО2 под давлением 4-7 мПа. Установлены параметра гомогенизации, позволяющие стабилизировать размер частиц сухого молочного напитка около 500 мкм.
Новизна предлагаемых технологических решений подтверждена получением трех патентов РФ на изобретения и свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ.
1.5 Практическая значимость. Усовершенствованы технологии и рецептуры растительно-мясных консервов и сухих молочных напитков для детей младшего школьного возраста, определены их химический состав, показатели качества и безопасности. Разработан способ предварительной подготовки зернобобового сырья, позволяющий снижать количество антипитательных компонентов и микробиологическую обсемененность на поверхности зерен. Модифицирован процесс гомогенизации молока и пюре-полуфабриката, что позволило стабилизировать размер частиц сухих молочных напитков.
Разработана и утверждена техническая документация на консервы растительно-мясные для детей младшего школьного возраста (ТУ 9217–145–04801346–10, ТИ 04801346–145), молочные напитки для детей младшего школьного возраста (ТУ 9223–290–04801346–10, ТИ 04801346–290, ТУ 9223–291–04801346–10, ТИ 04801346– 291). Эффективность усовершенствованных технологий и рецептур подтверждена опытно-промышленной апробацией в условиях ООО «Комбинат детского питания» (ст. Крыловская, Краснодарский край). Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии растительно-мясных консервов составляет от 8 до 11 тыс. руб. на 1 туб продукции; для сухих молочных напитков – от 5,3 до 9,5 тыс. руб. на 1 т сухого продукта в зависимости от видов сырья.
1.6 Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на конференциях различного уровня, в том числе: на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Пищевая промышленность: интеграция науки, образования и производства" (г. Краснодар, 2005 г.), Международной научно– практической конференции «Перспективы нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (г. Краснодар, 2007 г.), IХ Международной научно-практической конференции молодых ученых "Пищевые технологии и биотехнологии" (г. Казань, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов» (г. Краснодар, 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.). Научно-исследовательская работа «Разработка технологии производства продуктов для детского питания с использованием семян бобовых культур» удостоена бронзовой медали на Первом Всероссийском конкурсе молодежных авторских проектов «Моя страна – Моя Россия» (г. Москва, 2005 г.).
1.7 Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено три патента РФ на изобретения и свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
1.8 Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной патентно-информационной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 132 страницах компьютерного текста, включает 41 таблицу и 40 рисунков. Список литературных источников включает 212 наименование, в том числе 38 – зарубежных авторов.
