Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами - как одна из эффективных мер коррекции питания и здоровья 15
1.1 Причины формирования дефицита микронутриентов и способы его коррекции 15
1.2 Проблема дефицита селена в организме человека и пути ее решения. 25
1.2.1 Участие селена в обмене веществ 26
1.2.2 Обеспеченность селеном жителей России 37
1.2.3 Способы коррекции селенодефицитных состояний 42
1.2.3.1 Применение медицинских препаратов и БАД 44
1.2.3.2 Использование продуктов питания с природным содержанием селена 48
1.2.3.3 Включение в рацион обогащенных продуктов питания 49
1.3 Современный рынок функциональных продуктов питания 62
1.3.1 Функциональные продукты в питании современного человека 62
1.3.2 Состояние и тенденции развития рынка функциональных безалкогольных напитков 70
1.3.3 Классификации функциональных безалкогольных напитков 75
Глава 2. Организация эксперимента, объекты и методы исследования 82
2.1 Организация эксперимента и объекты исследования 82
2.2 Методы исследования 85
Глава 3. Применение системного подхода к решению проблемы дефицита незаменимых микронутриентов 87
3.1. Использование системного подхода в науке и практической деятельности человека 87
3.2. Алгоритм системного подхода 90
3.3. Модель коррекции дефицита микронутриентов с использованием обогащенных пищевых продуктов .100
3.4. Оценка устойчивости системы, учет неопределенности и риска 105
3.5 Системный подход к решению проблемы дефицита селена 109
3.6 Применение принципов оптимизации к проектированию и разработке пищевых продуктов, обогащенных селеном 112
Глава 4. Маркетинговые исследования в отношении пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами 117
4.1 Анализ потребительских предпочтений в отношении пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами 117
4.1.1 Тенденции в отношении потребителей к обогащенным пищевым продуктам 117
4.1.2 Отношение потребителей к пищевым продуктам, обогащенным селеном 124
4.2 Анализ рынка пищевых продуктов, обогащенных селеном 129
Глава 5. Разработка номенклатуры потребительских свойств и показателей качества безалкогольных напитков, обогащенных микронутриентами 141
5.1. Номенклатура потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных микронутриентами 143
5.2. Особенности оценки качества пищевых
продуктов, обогащенных незаменимыми микронутриентами 150
5.3. Анализ факторов, влияющих на потребительские свойства безалкогольных напитков 155
Глава 6. Исследование способов обогащения пищевых продуктов селеном 168
6.1 Изучение влияния селена на органолептические показатели модельных растворов 168
6.2 Обогащение селеном лекарственного растительного сырья 176
6.2.1 Обогащение селеном гидропонной культуры донника лекарственного 176
6.2.2 Обогащение селеном донника лекарственного при выращивании в почве 184
6.2.3 Изучение сохраняемости селена в доннике лекарственном 193
Глава 7. Разработка рецептур и технологии напитков функционального назначения с антиоксидант-ными свойствами и их товароведная оценка 198
7.1 Выбор продукта - основы для обогащения 198
7.2 Выбор обогащающей добавки 202
7.2.1 Экстракты лекарственных растений как биологически активные добавки 205
7.2.1.1 Обогащающая добавка для сиропа 207
7.2.1.2 Функциональная добавка для сокосодержащего напитка 213
7.2.2 Витаминно-минеральный комплекс для порошкообразного концентрата 221
7.3 Оценка качества растительного сырья 230
7.3.1 Определение подлинности и доброкачественности растительного сырья 230
7.3.2 Исследование показателей безопасности растительного сырья 234
7.3.3 Определение содержания биологически активных веществ 238
7.4 Разработка рецептур функциональных напитков 241
7.4.1 Функциональный сироп 241
7.4.2 Сокосодержащие напитки 245
7.4.3 Порошкообразный концентрат 251
7.5 Разработка технологии производства обогащенных продуктов 256
7.5.1 Биотехнологические аспекты получения экстрактов в качестве источника биологически активных веществ 256
7.5.1.1 Использование ферментных препаратов
при переработке растительного сырья 256
7.5.1.2 Извлечение биологически активных веществ из растительного сырья, обогащенного селеном 260
7.5.1.3 Получение растительных экстрактов - источников полифенолов 272
7.5.2 Характеристика основных этапов производства сиропа 285
7.5.3 Технология производства сокосодержащих напитков с селеном 289
7.5.4 Технология получения порошкообразного концентрата «Здоровье» 292
7.6 Маркировка селеносодержащих напитков 294
7.7 Товароведная оценка новых селеносодержащих напитков 298
7.7.1 Особенности оценки качества функциональных напитков, обогащенных незаменимыми микронутриентами 298
7.7.2 Товароведная оценка функционального сиропа «Лесовичок».. 299
7.7.3 Оценка качества сокосодержащих напитков с растительными экстрактами и селеном 303
7.7.4 Товароведная оценка порошкообразного концентрата «Здоровье» 307
Глава 8. Исследование профилактической эффективности функциональных экстрактов и сиропа на основе растительного сырья 313
8.1 Антиоксидантная активность как показатель профилактической эффективности функциональных продуктов 314
8.1.1 Исследование антиоксидантной активности: теоретические аспекты 314
8.1.2 Выбор окислительной системы. Определение параметров модели инициирования окислительного процесса 318
8.1.3 Результаты исследования антиоксидантной активности экстрактов растительного сырья 322
8.1.3.1 Изучение антиоксидантных свойств растительных экстрактов, входящих в состав сиропа 323
8.1.3.2 Антиоксидантные свойства растительных экстрактов, включенных в состав сокосодержащих напитков 327
8.2 Клинические исследования профилактической эффективности функционального сиропа 330
Заключение 338
Выводы 342
Список литературы 345
Список сокращений 380
Приложения 381
- Способы коррекции селенодефицитных состояний
- Модель коррекции дефицита микронутриентов с использованием обогащенных пищевых продуктов
- Тенденции в отношении потребителей к обогащенным пищевым продуктам
- Определение подлинности и доброкачественности растительного сырья
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В настоящее время одним из приоритетных направлений в области питания населения, как в России, так и за рубежом, является разработка функциональных пищевых продуктов. Необходимость в таких разработках в нашей стране вызвана существенными изменениями в состоянии питания и здоровья населения Российской Федерации за последние 20 лет. Потребление функциональных продуктов массового потребления, в том числе продуктов, обогащенных эссенциальными микронутриентами (МН), является одним из наиболее действенных и экономически обоснованных путей коррекции дефицита необходимых веществ.
На федеральном уровне изданы законодательные акты, регламентирующие вопросы здоровья, в том числе Постановление Правительства «О Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации» на период до 2010 г. Однако эффективность внедрения таких документов, особенно в отдельных регионах России, остается пока на низком уровне.
В Кемеровской области функционирует региональная губернаторская программа «К здоровью – через питание», в которой скоординирована деятельность организаций, обеспечивающих разработку, производство и реализацию как качественных и безопасных традиционных пищевых продуктов, так и продуктов специального назначения. В рамках этой программы Кемеровский технологический институт пищевой промышленности продолжает работу по созданию функциональных продуктов, которая выполнялась в течение многих лет в тесном сотрудничестве с ГУ НИИ питания РАМН (г. Москва), ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСХН и другими ведущими в этой области органами и организациями.
Одним из эссенциальных микронутриентов является селен. Его необходимость для организма впервые была установлена в 60-е гг. прошлого века. Наиболее яркое проявление селенового дефицита – болезнь Кешана, в основе которой лежит тяжелое дистрофическое поражение сердца. На сегодняшний день с дефицитом селена связывают около 75 различных заболеваний и болезненных симптомов.
Проблемой дефицита селена (Se) в нашей стране и за рубежом занимались такие известные ученые, как В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, С.А. Хотимченко, Н.А. Голубкина, В.В. Ермаков, G.V. Alfthan, G.F. Combs, O.A. Levander, A.L. Tappel и многие другие.
С целью более глубокого и всестороннего изучения проблемы дефицита микронутриентов и обогащения пищевых продуктов нами выбран системный подход. Данный подход позволяет выявить и связать все аспекты системы (обогащенные продукты) с решением актуальной проблемы (дефицит микронутриентов), уделяя должное внимание факторам, оказывающим влияние на систему.
На мировом продовольственном рынке наблюдается тенденция увеличения доли функциональных продуктов. Аналогичная ситуация происходит и на российском рынке. Рынок продуктов функционального назначения представлен практически всеми однородными группами продукции. Одной из перспективных групп, широко используемых в качестве основы для обогащения, являются безалкогольные напитки.
Вместе с тем, в товароведении отсутствовала номенклатура потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных МН. Таким образом, не только разработка новых безалкогольных напитков функционального назначения, но и их систематизация является важным и своевременным направлением научных исследований.
В современной ситуации, когда потребители различных слоев населения России испытывают дефицит многих эссенциальных микронутриентов, безалкогольные напитки с антиоксидантными свойствами, помимо выполнения основной функции – удовлетворения потребности в жидкости, – могут выступать в качестве эффективного инструмента массовой и групповой профилактики распространенных заболеваний человека, связанных с недостатком МН, и защиты организма от неблагоприятного влияния факторов окружающей среды.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является научное обоснование и разработка практических аспектов создания безалкогольных напитков функционального назначения с антиоксидантными свойствами, и оценка их потребительских свойств.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
- проанализировать современное состояние проблемы дефицита МН и способов его профилактики;
- дать оценку современному рынку функциональных продуктов, в частности безалкогольных напитков функционального назначения;
- дать научное обоснование путей решения проблемы дефицита микронутриентов (в том числе селена) на основе системного подхода;
- провести маркетинговые исследования в отношении пищевых продуктов, обогащенных селеном;
- определить номенклатуру потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных незаменимыми микронутриентами;
- обосновать выбор способов обогащения безалкогольных напитков селеном (жидких напитков, сиропов, порошкообразных концентратов);
- разработать рецептуры и технологии функциональных безалкогольных напитков с антиоксидантными свойствами;
- дать товароведную оценку новых селеносодержащих напитков;
- исследовать профилактическую эффективность напитков на основе растительного сырья, обогащенного селеном;
- провести апробацию новых функциональных напитков в промышленных условиях.
Научная новизна работы:
- с позиций системного подхода предложена модель коррекции дефицита микронутриентов с использованием обогащенных пищевых продуктов, которая может быть положена в основу разработки однородных групп продуктов, обогащенных МН;
- выявлена тенденция к росту информированности потребителей в отношении отдельных микронутриентов, а также обогащенных ими пищевых продуктов, что, в свою очередь, свидетельствует о возможности снижения дефицита МН через обогащенные пищевые продукты;
- впервые проведен анализ рынка пищевых продуктов, обогащенных селеном, продемонстрировавший наличие широкого ассортимента селеносодержащих биологически активных добавок (БАД) и практически полное отсутствие обогащенных селеном пищевых продуктов в розничной торговой сети. Последнее усугубляется низким уровнем знаний потребителей о значении селена для организма, последствиях его недостатка и имеющихся способах профилактики;
- впервые определена номенклатура потребительских свойств безалкогольных напитков, обогащенных МН. Показано, что в отличие от напитков традиционного состава напитки данной группы обладают такими потребительскими свойствами, как лечебно-профилактические (улучшение состояния здоровья) и свойством сохраняемости вносимой добавки;
- обоснован выбор вида лекарственного растительного сырья (ЛРС), способного накапливать селен; предложен способ обогащения донника лекарственного солями селена при выращивании в почве, позволяющий существенно повысить концентрацию микроэлемента в растительном сырье и преобразовать бльшую часть неорганического селена в менее токсичные органические соединения;
- определено соотношение органических форм селена, образующихся в растительном сырье в процессе биотрансформации неорганического селена при культивировании;
- научно обоснованы рецептуры и технологии безалкогольных селеносодержащих напитков (жидких напитков, сиропов, порошкообразных концентратов);
- показано, что экстрагирование с использованием целлюлолитических и протеолитических ферментных препаратов способствует максимальному извлечению селена и биологически активных веществ антиоксидантного действия из ЛРС;
- продемонстрировано стабилизирующее действие растительных экстрактов на полифенолы соков в безалкогольных напитках;
- предложена модель ускоренного окисления липидов, используемая при определении антиоксидантных свойств экстрактов растительного сырья в эксперименте;
- подтверждена профилактическая эффективность функционального сиропа на основе растительного сырья, обогащенного селеном, в эксперименте и клинических исследованиях.
Практическая значимость работы. Разработанная технология обогащения донника лекарственного селеном внедрена и в настоящее время используется на ООО «Фирма «Лена»» (г. Новокузнецк). Новизна предлагаемых решений подтверждена положительным решением на выдачу патента РФ по заявке «Способ повышения содержания селена в доннике лекарственном» № 2007102416/13 от 8.04.08 (приоритет 22.01.07) (Г.А. Гореликова, Л.А. Маюрникова, Е.В. Шигина, О.С. Щипицына).
Предлагаемая нами модель коррекции дефицита МН положена в основу создания новых функциональных напитков, на которые разработана техническая документация: на один из перспективных видов растительного сырья – хвою лиственницы сибирской (ТУ 9379-051-02068315-05), функциональный сироп «Лесовичок» (ТИ и ТУ 9185-054-02068315-05), порошкообразный концентрат «Здоровье» (ТИ и ТУ 9185-055-02068315-06), напитки фруктовые сокосодержащие с растительным экстрактом (ТИ и ТУ 9163-088-02068315-08), напитки фруктовые сокосодержащие с растительным экстрактом, обогащенные селеном (ТИ и ТУ 9163-089-02068315-08), безалкогольный напиток на основе растительного сырья «Лесовичок» (ТИ и ТУ 9185-087-02068315-08). Основная часть технологических разработок прошла апробацию и внедрена на предприятиях Кемеровской области (ООО «ЮТА Ко», ОАО «Кемеровская фармацевтическая фабрика», г. Кемерово; ООО «Фирма «Лена»», г. Новокузнецк), Новосибирска (ОАО «Нидан-Экофрукт») и Томска (НПО «Артлайф»).
Результаты использованы при реализации региональной губернаторской программы Кемеровской области «К здоровью – через питание» в рамках выполнения «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации»; международных, российских и региональных грантов:
Грант регионального уровня по программе Администрации Кемеровской области «Региональный заказ на научные исследования» на тему «Разработка научно-обоснованных продуктов лечебно-профилактического назначения на основе оценки пищевого статуса различных групп населения» (руководитель – д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2002-2004 гг.;
Международный грант Института устойчивых сообществ (Соглашение № 1188GR10/ISC-2003) в рамках проекта РОЛЛ-2000 на тему «Производство функциональных продуктов для ликвидации алиментарнозависимых заболеваний населения Кемеровского района» (№ 15-2117) (руководитель – д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2005-2006 гг.;
Российский грант Губернатора Кемеровской области для поддержки в 2007 году ведущей научной школы Кемеровской области на тему «Разработка и продвижение новых продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения на основе изучения питания, здоровья и рынка продовольственных товаров Кемеровской области» (руководитель – д.б.н., профессор Позняковский В.М.), 2007-2009 гг.;
Грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Разработка, исследование, апробация и внедрение технологий получения сырья с заданными свойствами и продуктов питания функционального назначения на его основе» (№ 7555/5195) (научный руководитель д.т.н., профессор Маюрникова Л.А., руководитель от предприятия Щипицын С.К., ООО “Фирма «ЛЕНА»”), 2007-2008 гг.;
Международный грант Фонда «Устойчивое развитие» (Соглашение № CDSP 4-27/3/ФУР-2008) в рамках Программы поддержки развития Муниципальных Образований на территории РФ, проект на тему «Дикоросы – основа полноценного питания и оздоровления местного населения» (руководитель – д.т.н., профессор Маюрникова Л.А.), 2008-2009 гг.
Материалы исследований применяются в учебном процессе при чтении лекций, а также в дипломном проектировании студентов, обучающихся по специальностям «Товароведение и экспертиза товаров», «Пищевая биотехнология». Полученные материалы использовались при составлении учебных пособий с грифом профилирующих УМО «Пищевая биотехнология» (2007), «Сырье и продукты специального назначения. Качество и безопасность» (2008).
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах, конгрессах, конференциях международного и российского уровня, в том числе: «Прогрессивные технологии и оборудование пищевой промышленности» (Воронеж, 1997); «Пища. Экология. Человек» (Москва, 1997; 1999); «Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья» (Пенза, 1998); «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (Юрга, 2001); «Научные основы и методы комплексного использования растительных ресурсов местных экосистем Сибири и Дальнего Востока» (Красноярск, 2002); «Пища. Экология. Качество» (Краснообск, 2002); «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (Кемерово, 2002); «Товароведение в XXI веке» (Новосибирск, 2002); «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2002); «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2003); «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства» (Челябинск, 2003; 2004; 2006; 2007); «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2003); «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003); «Развитие пищевой промышленности Сибири в ХХ-ХХI веках» (Кемерово, 2003); «Технологические и экономические аспекты обеспечения качества продукции и услуг в торговле и общественном питании» (Кемерово, 2003); «Современные проблемы потребительского рынка» (Екатеринбург, 2003); «Торговля в России: взгляд в XXI век: Прогрессивные способы организации и технологии» (Кемерово, 2004); «Состояние и перспективы развития регионального потребительского рынка» (Тюмень, 2005); «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005); «Научные исследования и их практическое применение» (Одесса, 2005); «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (Кемерово, 2005); «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2005); «Качество и безопасность в пищевой промышленности, торговле и общественном питании» (Кемерово, 2006); «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2007); «Проблемы социокультурной эволюции и философии Западной Сибири» (Бийск, 2007); «Региональный рынок товаров и услуг: инновационные технологии и организация бизнеса» (Хабаровск, 2008); «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы XXI века» (Владивосток, 2008).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 82 печатных работах, в т.ч. в двух монографиях общим объемом 24,6 (авторских 19,6) усл. п. л., двух учебных пособиях с грифом профилирующих УМО, материалах конференций, симпозиумов, форумов, научных трудах институтов, описаниях патентов и заявок на выдачу патентов РФ, а также журналах, в которых опубликованы основные научные результаты диссертации: «Пищевая промышленность», «Хранение и переработка сельхозсырья», «Пиво и напитки», «Вопросы питания», «Достижения науки и техники АПК».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из восьми глав, в том числе введения, аналитического обзора, методической части, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 380 страницах, содержит 80 таблиц, 50 рисунков и 424 литературных источника отечественных и зарубежных авторов.
Способы коррекции селенодефицитных состояний
Как указано ранее, основными способами устранения дефицита микро-нутриентов, в том числе селена, являются следующие способы: 1. Использование витаминно-минеральных комплексов, а также биологически активных добавок с селеном. 2. Применение продуктов с изначально высоким (природным) содержанием микроэлемента. 3. Включение в рацион обогащенных продуктов питания. Проблема оптимизации селенового статуса населения в различных регионах мира решается по-разному. В селенодефицитной Финляндии данная проблема решалась на государственном уровне. Использование на протяжении десяти лет удобрений, обогащенных селенатом натрия, позволило достичь оптимального уровня обеспеченности населения селеном, соответст-вующего содержанию МЭ в сыворотке крови 115-120 мкг/дм [337, 340]. Аналогичные успехи получены в Дании. В Югославии, США и Скандинавских странах широкое распространение получили селен-обогащенные пекарские дрожжи, используемые как лекарственные препараты: «Селена», «Оп-тивит-Нова» (Финляндия), «Селена-Е» (Норвегия), «Триовит» (Словения) и др. [351].
Показательным примером интенсивности использования препаратов селена за рубежом является тот факт, что в одной только Швеции выпускается более 20 наименований препаратов селена. Используются и неорганические препараты селена. Так, в Китае для ликвидации селенового дефицита, профилактики и лечения болезней Кешана и Кашина-Бека широко применялся селенит натрия [417].
Мировой и отечественный опыт убедительно свидетельствует, что наиболее эффективным и целесообразным с экономической, социальной, гигиенической и технологической точек зрения способом является разработка и создание крупного промышленного производства разнообразных специализированных продуктов питания, дополнительно обогащенных недостающими витаминами, макро- и микроэлементами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека [20, 37, 251, 272, 274, 276, 367, 381].
Однако, по мнению В. Б. Спиричева с соавторами (2005), широкое использование в этих целях продуктов питания, специально обогащенных селеном, вряд ли целесообразно и безопасно [277]. Связано это с тем, что терапевтическая широта, то есть разница между физиологически необходимой и токсической дозой селена весьма невелика. Например, рекомендуемая норма потребления селена для взрослых мужчин и женщин, действующая в настоящее время в США и Канаде, составляет 55 мкг в сутки, а максимальный верхний уровень безопасного потребления 400 мкг [277, 361].
Если и ставить задачу оптимизации селена в рационе, то лучше это делать, используя комплексные витаминно-минеральные препараты хорошо известных и заслуживающих доверие фирм с гарантированным содержанием селена не выше рекомендуемого уровня его потребления, а лучше всего в пределах 30-50 % этого уровня, то есть 15-25 мкг в день [277].
Использование неорганического селена в качестве добавки к пище может быть, по мнению экспертов ГУ НИИ питания РАМН, оправдано только в лекарственных формах для ликвидации клинического дефицита этого МЭ [133]. Для создания витаминно-минеральных комплексов (ВМК), БАД с селеном или обогащенных им пищевых продуктов используют неорганические (минеральные соли) и органические соединения этого микроэлемента. Наиболее доступным способом коррекции дефицита селена является продукция фармацевтической и биотехнологической отраслей. Что касается фармацевтической продукции, то здесь имеется целый арсенал различных медицинских препаратов, которые, как правило, содержат в своем составе неорганические соли селена: селенаты или селениты. В качестве примера можно привести препарат «Неоселен» ООО «Иссинга», Россия, представляющий собой раствор селенита натрия (Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 172 от 17 мая 1999 г.). В Китае на ранних этапах профилактических мероприятий предлагались таблетки, содержащие селенит натрия. Они оказались достаточно эффективными в профилактике болезни Кешана. Достоинство программы по таблетированным формам состоит в том, что обеспечивается дача селена в точных дозировках определенной целевой группе населения. Благодаря этому достигается незамедлительный эффект - улучшение обеспеченности селеном организма. С другой стороны, профилактические мероприятия такого рода имеют определенные трудности, в том числе психологического характера. Поэтому использование таблеток не является подходящим и тем более единственным вариантом для организации массовых программ профилактики недостаточности селена, рассчитанных на несколько лет [245]. В СССР, в Читинской области, где также имеются биогеохимические провинции, дефицитные по селену, лечение больных селенитом натрия также оказалось достаточно эффективным (Обухова Т. И., 1988) [3]. В отличие от лекарственных средств, включающих биологически активные вещества (БАВ) в лечебных целях в дозах, которые обычно в десятки и сотни раз превышают физиологическую потребность здорового человека, БАД используются с целью восполнения дефицита необходимых веществ в рационах в количествах, находящихся в пределах физиологических потребностей человека, и применяются только перорально с пищей до, после или во время еды [291, 298]. Распространенными объектами для биотехнологического встраивания селена, с целью получения его органических источников, являются простейшие грибы, дрожжи и одноклеточные водоросли, которые, как правило, и используются для производства БАД [56, 190]. Среди органических источников селена наиболее распространены обогащенные данным МЭ дрожжи и водоросль спирулина, где основная часть МЭ представлена в виде селенометио-нина [127].
Модель коррекции дефицита микронутриентов с использованием обогащенных пищевых продуктов
В методологии системного подхода одним из важнейших моментов является оценка устойчивости системы (способности системы противостоять разрушающим воздействиям), а также учет неопределенности и риска, которые могут перевести рассматриваемую систему в разряд несостоятельных.
Предлагается рассматривать две формы устойчивости системы, обе являются динамическими, но присущи разным временным интервалам: 1) времени действия системы (употребления обогащенного продукта); 2) времени получения ожидаемого профилактического эффекта от применения обогащенного продукта. Разрушающим действием на систему могут обладать следующие факторы: 1. Несоблюдение условий хранения. В случае обогащенных продуктов, одним из возможных неблагоприятных последствий является разрушение или инактивация обогащающей добавки. В этом случае продукт может быть реализован, однако он не будет обладать полноценным действием на организм, в том числе лечебно-профилактическими свойствами. 2. Государство и рынок - наиболее значимые факторы актуальной среды, изменение которых может перевести рассматриваемую нами систему в разряд несостоятельных. На уровне государства самым неблагоприятным изменением может быть изменение политики в области здорового питания. В ближайшее время это маловероятно, так как основным действующим документом в России является государственная Концепция политики в области здорового питания, которая, наряду с увеличением объемов производства продовольствия, определила разработку пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми МН, в качестве одного из перспективных путей решения проблемы питания населения. Более вероятным может быть непонимание важности этой проблемы и/ или нежелание многих чиновников действовать в рамках Концепции, т.к. это требует определенных дополнительных усилий и материальных затрат.
Возможным неблагоприятным изменением в сфере рынка является появление альтернативной системы, решающей ту же актуальную проблему -проблему дефицита незаменимых микронутриентов в рационах питания населения (и, как следствие, в организме человека). Однако опыт стран Западной Европы, США показывает, что использование обогащенных продуктов получило наибольшее распространение и считается эффективным и экономически выгодным способом [367]. Неблагоприятным изменением для создания обогащенных пищевых продуктов может быть политическая и экономическая стабильность в стране с развитым АПК и постепенной заменой на рынке имеющихся продуктов на продукты с высокой пищевой ценностью, однако эта ситуация является «идеальным» и, к сожалению, маловероятным вариантом решения актуальной проблемы для населения.
Учет неопределенности и риска - важный элемент системного анализа, эти факторы всегда присутствуют и оказывают свое воздействие на систему. По нашему мнению, данный подход имеет общие черты с концепцией НАССР (анализ рисков и критические контрольные точки), которая является одним из главных инструментов управления качеством.
При проектировании и разработке нового продукта, особенно функционального назначения, необходимо спрогнозировать возможные факторы неопределенности и риска, рассчитать вероятность возникновения такой ситуации, оценить ее последствия и возможности преодоления ее возникновения. В нашем случае, когда в качестве системы выбран обогащенный продукт, возможны следующие варианты неопределенности и риска (табл. 3.1):
Обогащение пищевых продуктов не всегда отвечает потребительским запросам (введение обогащающих добавок может привести к ухудшению ор-ганолептических свойств продукта - цвета, вкуса, запаха). При разработке обогащенных продуктов необходимо максимально избежать использования пищевых добавок неприродного происхождения, в частности консервантов, что приводит к сокращению срока хранения. Как следствие, такие продукты менее привлекательны для продавца по сравнению с традиционными продуктами, имеющими более продолжительный срок хранения, хотя и не обладающими функциональными свойствами. Более жесткие требования к соблюдению условий хранения, связанные с проблемой сохраняемости ОД в течение срока хранения продукта: возможное негативное воздействие на ОД факторов внешней среды (температуры, освещенности и других) и компонентов пищевого продукта. Обогащенные пищевые продукты могут остаться невостребованными на рынке вследствие недостаточной информированности населения о новых продуктах питания, низкого уровня образования в области здорового питания, а также неоправданного завышения цены на обогащенный продукт (несмотря на то, что введение ОД в состав продукта приводит к незначительному повышению цены). В этих случаях недостаточный спрос может вызвать незаинтересованность производителей выпускать, а торговых организаций -брать эту продукцию на реализацию.
Риском является несоблюдение закладки рецептурных компонентов при производстве продукта и, как следствие, завышение дозы ОД, поэтому возможна «передозировка» вводимой добавки. Наши исследования показали, что это возможно в случае обогащения пищевого продукта йодом, селеном, но маловероятно при использовании препаратов железа, так как в последнем случае ОД заметно влияет на органолептические показатели напитка [209].
Тенденции в отношении потребителей к обогащенным пищевым продуктам
Появление на современном рынке функциональных продуктов, в том числе обогащенных эссенциальными МН, привело к возникновению проблемы обеспечения контроля качества такой продукции. Для функциональных продуктов недостаточно, чтобы они имели высокое качество и были безопасными для потребителя. Такие продукты должны гарантированно обладать заявленными разработчиком и производителем полезными свойствами, которые, в зависимости от направленности продукта, могут быть диетическими, лечебно-профилактическими, специального назначения и т.д. Само понятие «безопасность» в данном случае следует рассматривать шире: не только как отсутствие или регламентированное содержание загрязнителей различной природы, но и как безопасность вносимых обогащающих добавок при наличии гарантированного профилактического эффекта.
Для того, чтобы определить перечень показателей качества продукта, обогащенного незаменимыми МН, в первую очередь следует исходить из тех показателей, которые нормируются для продуктов необогащенных. Контроль качества обогащенных пищевых продуктов должен включать как показатели, нормируемые для традиционных продуктов-аналогов, так и дополнительные показатели качества, свойственные только обогащенным продуктам. Проблему, как правило, представляет определение того перечня показателей, который, с одной стороны, будет подтверждать наличие «дополнительной пользы» в функциональном продукте, а с другой, - будет минимально возможным. Иначе экспертиза по полному перечню возможных показателей качества и безопасности функциональных продуктов будет слишком длительной и дорогой. Например, при внесении витаминного-минерального премик-са определение количеств каждого из вносимых микронутриентов существенно усложнит процедуру экспертизы. В данном случае можно определять содержание 1 -3 соединений, входящих в состав премикса, по результатам исследования - делать обобщающий вывод о дозе вносимой обогащающей добавки. Однако в случае, если минорные компоненты вносили в продукт по-отдельности, а не в составе комплекса, следует определять концентрации каждого компонента.
Чтобы определить перечень дополнительных показателей качества продукта, обогащенного незаменимыми МН, наиболее целесообразным является подход, предложенный Федоровым М. В. и др. (1984), который заключается в следующем [306]. Сначала следует определить потребительские свойства товара. Согласно ГОСТ Р 51303-99 Торговля. Термины и определения [106], потребительские свойства товара - это свойства, проявляющиеся при его использовании потребителем в процессе удовлетворения потребностей. В совокупности с другими свойствами они обуславливают качество товаров, их потребительную стоимость. Однако сами потребительские свойства характеризуют лишь ту часть товарных свойств, которая присуща товарам как предметам потребления [306]. В основу классификации потребительских свойств товаров должны быть положены потребности человека (общества), которые они призваны удовлетворять. Соответственно этим потребностям строятся группы потребительских свойств и показателей качества товаров.
Контролирующие организации при проведении экспертизы проверяют товар на соответствие показателям качества, установленным в нормативной и технической документации, которые определяются на основании потребительских свойств товара. Поэтому показатели качества товаров более четко определены и выражаются в конкретных цифрах, чего нельзя сказать о потребительских свойствах. Показатель качества количественно характеризует пригодность товара удовлетворять те или иные потребности.
Таким образом, определив номенклатуру потребительских свойств обогащенных пищевых продуктов, исходя из потребностей человека (общества), можно достичь две цели. Во-первых, способствовать созданию новых функциональных продуктов, пользующихся спросом у потребителей. Во-вторых, на основании этих потребительских свойств, определить показатели качества, которые будут подвергаться исследованию при экспертизе продуктов.
Данный подход является следствием использования в товароведении маркетинговых принципов, в частности, рассмотрения товара не только как объекта коммерческой деятельности, но и как средства удовлетворения реальных и предполагаемых потребностей. Такой подход вызывает необходимость поиска современных путей развития товароведения - прогнозирования новых товаров, разработки их характеристик с учетом предполагаемых потребностей [227].
Рассмотрим применение данного подхода на примере безалкогольных напитков, обогащенных незаменимыми МН.
Изучение потребительских свойств новых товаров является одной из важнейших задач товароведения. Существует ряд классификаций, в основу которых положены химический состав, назначение, потребительские свойства и т.д. Классификации товаров на основе их потребительских свойств могут служить инструментом для проектирования рационального ассортимента, прогнозирования и разработки новых товаров [163].
До настоящего времени не определена номенклатура потребительских свойств продуктов специального назначения, в частности, безалкогольных напитков, обогащенных незаменимыми МН. Эта проблема является актуальной, так как знание потребностей покупателей и потребительских свойств товаров необходимо для разработки функциональных пищевых продуктов, способных выдержать конкуренцию на продовольственном рынке.
Определение подлинности и доброкачественности растительного сырья
Выбранное растительное сырье подвергали товароведной оценке (в медицине - фармакогностическому анализу), включающей исследования орга-нолептических, физико-химических и токсикологических показателей качества. Используемые методы позволяют определить подлинность и доброкачественность растительного сырья [328, 334].
Начальным этапом исследований ЛРС явилось определение подлинности (идентичности) цельных растений. Подлинность - это соответствие сырья своему наименованию, принадлежность к производящему лекарственному растению. Устанавливается приемами органолептического или макроскопического анализа, который заключается в изучении морфологии (внешнего вида) и обнаружении специфических признаков, отличающих исследуемое сырье (рис. 7.4).
Макроскопический анализ состоял в определении морфологических признаков цельного сырья и его отдельных частей (цветы, листья, стебли) визуально - невооруженным глазом и с помощью лупы, а также с использованием средства измерения - линейки.
Исследование органолептических показателей: внешнего вида, вкуса и запаха проводили согласно методикам, изложенным в ГФ 11 [111, 112] и соответствующей нормативной документации (НД) на методы испытаний лекарственного сырья [84, 94, 95, 96]. Цвет сухого сырья определяли визуально при дневном освещении. Запах устанавливали, растирая сырье между пальцами.
По результатам проведенного анализа внешнего вида растений, а также запаха и вкуса установлено, что донник лекарственный (ГОСТ 14101-69), таволга вязолистная (ТУ 9379-001-10912245-03), мята перечная (ГОСТ 23768-94), полынь эстрагонная (РСТ РСФСР 667-82), ромашка аптечная (ГОСТ 2237-93), шалфей лекарственный (ВФС 42-046-80), мелисса лекарственная (ФС 42-3645-98) соответствуют требованиями НД [83, 91, 93, 259, 297] и яв ляются подлинными, что указывает на возможность дальнейшего исследования данных видов растительного сырья.
Все исследуемые растения, за исключением лиственницы сибирской, официально разрешены к применению в пищевой промышленности на основании ГОСТов и ТУ на данные виды сырья. Хвоя лиственницы сибирской издавна традиционно используется в народной медицине, а также в пищу, как ценный источник витамина С. Однако, на этот вид сырья отсутствует НД, позволяющая официально использовать его в производстве продуктов питания. В этой связи нами были исследованы следующие показатели: внешние признаки (описание), микроскопия, числовые показатели (влажность, содержание органической примеси, содержание минеральной примеси, содержание основных действующих веществ: аскорбиновой кислоты и эфирных масел, наличие амбарных вредителей), упаковка, маркировка, условия транспортирования и хранения, срок годности. На основании данных исследований были определены нормируемые показатели качества хвои лиственницы сибирской, разработана и утверждена НД (ТУ 9379-051-02068315-05), получено санитарно-эпидемиологическое заключение (Приложения 1,2).
С целью дальнейших исследований растений на доброкачественность изучали внешний вид измельченного сырья, определяли влажность, содержание примесей, порченых частей растений, массовую долю стеблей. Использовали методы и методики по ГФ 11 [111, 112].
Для полыни эстрагонной существующий стандарт предусматривает оценку показателей качества цельного свежесобранного сырья. По причине того, что нами планируется использование высушенного измельченного сырья, дополнительно исследовали такие показатели как внешний вид измельченного сырья; влажность; массовая доля частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями размером 0,5 мм; массовая доля минеральной примеси.
Все лекарственное воздушно-сухое сырье должно содержать не более 14 % влаги. Повышенное содержание воды в сырье приводит к его порче: изменяется окраска сырья, появляется затхлый запах, плесень, разрушаются БАВ. Установлено, что массовая доля влаги всех образцов растительного сырья не превышает 12 %, следовательно, соответствует требованиям нормативной документации.
Степень измельчения растительного сырья оказывает влияние на площадь поверхности соприкосновения фаз, сопутствует более эффективному выходу веществ из растительной клетки за счет разрыва тканей, ускоряет проникновение экстрагента и растворение веществ [12]. При определении степени измельчения ЛРС руководствовались тем, что при грубом измельчении (частицы свыше 10 мм) выход БАВ будет недостаточным [11, 322]. Слишком мелкое измельчение сырья (менее 0,5 мм) приведет к появлению большого количества разрушенных клеток, из которых в вытяжку перейдет много балластных веществ, нерастворимых частиц и коллоидов. Полученную жидкость впоследствии трудно очистить. Таким образом, определили, что наиболее оптимальной является степень измельчения сырья до размера 5-8 мм - достаточного, по литературным данным [187], для выхода необходимых БАВ, а также согласующегося с требованиями соответствующей НД.
Степень измельчения всех видов исследуемого растительного сырья не превышает 8 мм, что соответствует требованиям НД. Содержание частиц, проходящих сквозь сито с диаметром 0,5 мм, не превышает установленных стандартами значений.
В процессе транспортирования и при неправильном хранении лекарственное растительное сырье может подвергаться порче амбарными вредителями, которые ухудшают качество сырья. В медицине ЛРС, зараженное амбарными вредителями, после дезинсекции различными химическими веществами (хлорпикрин, сероуглерод) может использоваться по назначению. Однако для сырья, используемого в пищевой промышленности, это является недопустимым. По этой причине дополнительно все ЛРС исследовали на наличие амбарных вредителей. Кроме того, определяли наличие посторонних запахов, плесени и гнили.
