Разработка функционального сырного продукта для школьного питания

Курсовая работа на тему Разработка функционального сырного продукта для школьного питания

Аннотация питание функциональный продукт сырный Работа посвящена разработке функционального продукта для питания детей школьного возраста. Рассмотрены вопросы функционального питания в целом, принципы создания функциональных продуктов. Описаны особенности физиологии детей и рекомендации по разработке детских продуктов. В работе произведен расчет рецептуры пластифицированной сырной массы, а так же расчет пищевой, энергетической и биологической ценности продукта. Приведена эскизная и аппаратурная схемы производства пластифицированной сырной массы и их описание.

Пояснительная записка содержит 9 таблиц, 6 рисунков, список использованных источников. Объем записки составляет 46 листов.

Графическая часть состоит из двух листов формата А2 — эскизной и аппаратурной схемы производства пластифицированной сырной массы.

1. Перспективы развития концепции «Функциональное питание»

На протяжении практически всего периода существования человеческой цивилизации пища, преимущественно, рассматривалась как средство, предназначенная для удовлетворения чувства голода, аппетита и вкусовых потребностей. В последние десятилетия ввиду роста числа хронических заболеваний и установления их причинной связи с несбалансированным питанием, к пищевым продуктам стали относиться и как к эффективному средству поддержания физического и психического здоровья и снижения риска возникновения многих заболеваний. Действительно, эпидемиологическими наблюдениями было показано, что у жителей стран, принявших так называемый западноевропейский образ жизни, частота возникновения сердечно-сосудистых заболеваний возросла в 8−12 раз, эндокринных нарушений в 5 раз по сравнению с теми, кто сохранил старый уклад жизни. Cреди этнического населения, продолжающего сохранять традиционный для них образ жизни, практически отсутствуют аутоиммунные и аллергические заболевания, значительно реже отмечается сахарный диабет, мочекаменная и желчекаменная болезни, ожирение, артериальная гипертония и другие «болезни цивилизации».

Одним из пионеров, предложивших продукты питания и отдельных их компоненты в качестве фармацевтических препаратов, являлся дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг, обосновавший в 60−80гг. прошлого века теорию и практику «Ортомолекулярной медицины», согласно которой физическая болезнь и психическое заболевание могут быть излечены не с помощью лекарственных средств, а путем тщательного отбора и применения оптимальных количеств определенных макрои микронутриентов (например, витамины) или веществ эндогенного происхождения (например, инсулина). В нашей стране в эти же годы активным пропагандистом фармакологических эффектов пищевых продуктов являлся директор Института питания академик А. А. Покровский. Авторитетное мнение Л. Полинга, других ведущих исследователей, нутрициологов и клиницистов стимулировало во всем мире поиск и идентификацию тех пищевых продуктов и специфических нутриентов, которые оказывают благоприятные эффекты на организм человека.

Концепция «Функциональное питание» как самостоятельное научно-прикладное направление в области здорового питания в современном терминологическом плане сложилась в начале 90-х годов. С современных позиций под термином «функциональные пищевые продукты» понимают такие продукты питания, которые предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранения и улучшения здоровье за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов [5,10].

В категорию ФПП следует включать[6]:

— продукты питания, естественно содержащие требуемые количества функционального ингредиента или группы их; - натуральные продукты, дополнительно обогащенные каким-либо функциональным ингредиентом или группой их; - натуральные продукты, из которых удален компонент, препятствующий проявлению физиологической активности присутствующих в них функциональных ингредиентов; - натуральные продукты, в которых исходные потенциальные функциональные ингредиенты модифицированы таким образом, что они начинают проявлять свою физиологическую активность или эта активность усиливается; - натуральные пищевые продукты, в которых в результате тех или иных модификаций биоусвояемость входящих в них функциональных ингредиентов увеличивается; - натуральные или искусственные продукты, которые в результате применения комбинации вышеуказанных технологических приемов, приобретают способность сохранять и улучшать физическое и психическое здоровье человека и/или снижать риск возникновения заболеваний.

Принципиальным различием между ФПП и БАД к пище является лишь форма, в которой недостающие организму человека функциональные ингредиенты доставляются в организм человека. Если в виде препарата или добавки, схожей с лекарством для орального применения (таблетки, капсулы, порошки и т. д.), то следует говорить о БАДе. Если функциональный ингредиент поступает в организм в форме традиционного питательного продукта, то речь идет о ФПП. Кроме того, концентрация действующего функционального начала в БАДах может значительно (иногда в десятки раз) превышать физиологически требуемые потребности, поэтому они обычно назначаются курсами и принимаются в течение определенного времени.

Таблица 1. Ключевые функции и некоторые состояния организма человека, позитивное воздействие на которые позволяет относить продукты к категории продуктов функционального питания

Согласно «Научной концепции Функционального питания в Европе» (Scientific Concepts of Functional Food in Europe), разработанной в 1995;1998гг [6], продукты питания лишь в том случае могут быть отнесены к функциональным, если имеется возможность продемонстрировать их позитивный эффект на ту или иную ключевую функцию (функции) человека (помимо традиционных питательных эффектов) и получить веские объективные доказательства, подтверждающие эти взаимоотношения.

Основные категории функциональных нутриентов: пищевые волокна, изопреноиды, витамины, олигосахариды, сахароспирты, молочнокислые бактерии, фосфолипиды, холины, аминокислоты, пептиды, протеины, нуклеиновые кислоты, макрои микробиоэлементы, гликозиды, полиненасыщенные жирные кислоты и другие антиоксиданты, спирты, органические кислоты, растительные энзимы, другие фитосоединения.

В 2004 году в России изданы Методические рекомендации, в которых приведены утвержденные Главным санитарным врачом РФ рекомендуемые величины адекватного потребления пищевых и биологически активных веществ (витамины, макрои микроэлементы, антиоксиданты, биофлавоноиды, индолы, органические кислоты, полисахариды и другие) — всего более 200 наименований [MР 2.3.1.1915;04].

Участники Международного симпозиума «Functional Foods: Scientific and Global Perspectives», который проходил 17−19 октября 2001 г в Париже, несмотря на определенные терминологические разногласия, единогласно поддержали мнение Dr. Jonh Milner [6], что ФПП обеспечивают «беспрецедентную возможность расширенного использования пищевых продуктов для улучшения здоровья, снижения риск заболеваний и повышения продуктивности». Однако реальное развития концепции «Функциональное питание» возможно лишь при государственной поддержке этого направления, опережающего развития научных исследований в области нутрициологии и связанных с нею научных дисциплин, информации населения о преимуществах регулярного употребления индивидуально подобранных продуктов данного сектора пищевого рынка, интереса, доверия и понимания широкими массами покупателей значимости ФПП для сохранения их здоровья и уменьшения риска возникновения заболеваний.

2. Медико-биологические рекомендации для использования молочных продуктов в питании детей

2.1 Физиологические особенности детей школьного возраста В этом возрастном периоде продолжается дальнейшее формирование организма, отличающееся высокой скоростью роста, увеличением массы тела, интенсивностью обменных процессов. В этом возрасте завершается формирование скелета и скелетной мускулатуры, а также сердечно-сосудистой, легочной систем, пищеварительного тракта, системы иммунологической защиты. Отличительной особенностью этого периода жизни является перестройка нервно — эндокринной сферы и, в частности, половое созревание. Существенные изменения происходят в нервно-психической сфере ребенка и подростка — завершается формирование интеллекта, совершенствуется деятельность вегетативной нервной системы, усложняются процессы в психической сфере. Для осуществления этих важных процессов необходимо достаточное по количеству и качеству поступление пищевых веществ и энергии. В связи с этим, при организации питания детей школьного возраста и подростков важно руководствоваться физиологическими нормами потребности в основных пищевых веществах и энергии различных возрастных групп, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2. Потребность детей школьного возраста в основных пищевых веществах

Прежде всего, необходимо достаточное обеспечение растущего организма белком, являющимся основным пластическим материалом, участвующим в построении органов и тканей. Причем для этих возрастных групп регламентируется не только количество белка, но обязательно определяется доля белка животного происхождения, как более полноценного и содержащего незаменимые аминокислоты. Важно обеспечение детей необходимым количеством энергии, жиров и углеводов, также предусмотренных в физиологических нормах потребностей в пищевых веществах. Используя эти нормы, необходимо предусматривать не только поступление необходимого количества жиров, обеспечивающих 30−20% энергии, но и правильное соотношение классов жирных кислот Омега-3 и Омега-6. Последние являются носителями полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), не синтезирующихся в организме, но необходимых для обеспечения правильных процессов обмена формирования клеточных мембран. Поступление необходимых количеств углеводов, обеспечивающих 50−60% энергии, важно для обменных процессов, построения клеточных рецепторов, регуляции моторной функции кишечника. Минеральные вещества регламентированы по шести самым важным элементам — кальций, фосфор, магний, железо, цинк, йод. При этом предусматривается правильное соотношение кальция и фосфора, участвующих в построении костно-мышечной системы, а также натрия и калия, регулирующих вводно-солевой баланс и обеспечивающих электровозбудимость клеток. Микроэлементы необходимы для построения биомембран клеток, участия в регуляции активности ферментов и гормонов, обеспечении иммунных и гематологического статуса. Построение правильного питания невозможно без учета национальных традиций в питании. Веками сформированные привычки в питании, безусловно, отражаются на ферментном статусе организма и, особенно, на характере ферментативной деятельности желудочно-кишечного тракта. Те не менее эти национальные особенности питания следует учитывать, в первую очередь для детей, воспитывающихся в школах-интернатах или других воспитательных учреждениях. При этом общий принцип — достаточное обеспечение необходимыми пищевыми веществами — должен строго соблюдаться. Огромную роль в определении правильного питания играет учет нередко имеющих место у этих детей дефицитарных состояний — гиповитаминозы, недостаток железа, приводящее к развитию анемии, дефицит кальция, который может играть роль при развитии остеопороза и т. д. При построении рационов питания школьников необходимо также учитывать состояние здоровья и использовать для этих целей специальные диеты (гипоаллергенные, щадящие, обогащенные эссенциальными факторами, белком и др.).Всё это, безусловно, откладывает свой отпечаток на состояние питания детей и подростков, когда в соответствии с патологией необходимо вносить определенную коррекцию в рацион питания. 10]

2.2 Молочные продукты в питании школьников Молоко и молочные продукты — важная составляющая рациона детей любого возраста. Традиционно в нашей стране в питании детей и подростков используются преимущественно коровье молоко и полученные из него продукты.

Рекомендуемый среднесуточный набор продуктов для дошкольников включает (соответственно, для детей 1,5−3 и 4−6 лет) не менее 300−320 мл молока, не менее 150−180 мл кисломолочных продуктов, не менее 35−50 г творога (творожных изделий), 7−10 г сметаны, 5−7 г сыра, 30−35 г сливочного масла. Для школьников количество молочных продуктов увеличивается — не менее 350 мл молока, не менее 150 мл кисломолочных продуктов, не менее 40−45 г творога (творожных изделий), 10−12 г сметаны, 10−15 г сыра, 30−35 г сливочного масла1. Молоко и кисломолочные продукты, а также сливочное масло включаются в рацион питания дошкольников и школьников ежедневно, другие виды молочных продуктов — 1−3 раза в неделю.

Определенную область применения (автоматизированная торговля в школах, «ланч-боксы» для организованных групп детей, перевозимых различными видами транспорта, и т. п.) имеют термически обработанные творожные изделия и йогуртные продукты, не требующие особых условий хранения. Перспективными представляются и такие продукты, как пластифицированные сырные массы, напитки на основе соков и молочной сыворотки, салатные соусы на кисломолочной основе Молоко и молочные продукты для дошкольного и школьного питания, как правило, вырабатываются без использования поваренной соли. В тех продуктах, изготовление которых без нее невозможно, содержание соли следует ограничивать в пределах 0,8%, в традиционных видах твердых сычужных сыров — в пределах 1,8%. По возможности должна использоваться только йодированная соль.

При изготовлении пищевых продуктов для детей и подростков рекомендуется ограничивать, а по возможности исключить совсем содержание следующих пищевых ингредиентов:

· консерванты (по возможности не используются);

· красители (допускаются Е-101, Е-140, Е-160, Е-162, Е-163, Е-164);

· ароматизаторы (ограничиваются в количествах, обеспечивающих только легкий аромат);

· фосфаты (фосфорные кислоты и их соли);

· кислоты (в том числе углекислота);

· гидрогенизированные жиры;

· усилители вкуса.

Из других пищевых и вкусоароматических добавок в молочных продуктах для дошкольников и школьников могут использоваться (ограниченно) такие ингредиенты, как какао-порошок, крахмал, негидро-генизированные растительные масла (соевое, рыжиковое и т. д.), мед натуральный, молоко цельное сухое, сухая молочная сыворотка и т. п. [9]

В рационах питания соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять: для детей грудного возраста 1:2:5, младшего дошкольного 1:1:3, школьного 1:1:4.

2.3 Биохимические функции и метаболизм некоторых незаменимых компонентов молочных продуктов Молочные продукты для детского питания наиболее богаты следующими витаминами и минералами: органическими кислотами, витамином А, витамином B2, витамином B12, витамином PP, кальцием, фосфором, цинком.

Биохимические функции витамина A.

Роль витамина, А заключается в следующем:

* Ретинол является структурным компонентом клеточных мембран

* Регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро пролиферируюших тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани. Он контролирует синтез белков цитоскелета, реакции распада и синтеза гликопротеинов. Синтез последних осуществляется в аппарате Гольджи. Недостаток витамина, А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов (точнее, реакций гликозилирования, т. е. присоединения углеводного компонента к белку), что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек.

* Участвует в фотохимическом акте зрения.

* Является важнейшим компонентом антиоксидантной защиты организма.

* Витамин, А и ретиноиды стимулируют реакции клеточного иммунитета.

* Витамин, А является антиканцерогеном, так как при его недостатке в организме увеличивается заболеваемость раком легкого и раком других локализаций.

Рассмотрим подробнее участие витамина, А в процессе зрения.

В сетчатке глаза имеются специализированные фоторецепторные клетки двух типов — палочки и колбочки. Наибольшей светочувствительностью обладают палочки, колбочки обеспечивают цветовое зрение. Наружные сегменты палочек содержат уплощенные замкнутые мембранные пузырьки — диски, уложенные в стопку. Диски богаты белком опсином. Опсин способен связываться с 11-цис-ретиналем, образуя пигмент пурпурно-красного цвета родопсин. Механизм образования зрительного сигнала достаточно хорошо изучен (см. рис. 1):

1. Квант света стимулирует мембранные рецепторы наружного сегмента палочек сетчатки (родопсин).

2. Абсорбция света родопсином изомеризует цис-связь в 11-цис-ретинале в транс-связь. Такая транс-структура называется батородоп-сином (активированным родопсином). Транс-ретиналь имеет бледно-желтый оттенок, следовательно, при освещении родопсин обесцвечивается.

3. При освобождении протона из батородопсина образуется мета-родопсин II, гидролитический распад которого дает опсин и all-транс-ретиналь. Фотохимическая цепь в батородопсине (т. е. транс-ретиналь) служит для активации G-белка, называемого трансдуцином. Трансдуцин активируется ГТФ-ом.

4. Комплекс трансдуцин-ГДФ активирует специфическую фосфо-диэстеразу, последняя расщепляет цГМФ.

5. ГМФ стимулирует каскад событий, генерализующих зрительный сигнал в мозге: перекрытие Na-K-каналов —> деполяризация мембраны —> возникновение электрического импульса —> преобразование импульса в зрительное восприятие в мозге.

Рисунок 1. Механизм участия витамина, А в процессе зрения.

Метаболизм витамина PP.

Поступающий с пищей витамин РР быстро всасывается в желудке и кишечнике в основном путем простой диффузии. С током крови никотиновая кислота легко попадает в печень и другие органы" несколько медленнее проникает в них никотинамид. В тканях оба соединения преимущественно используются для синтеза коферментных форм — NAD и NADP. Коферменты через биомембраны не проникают.

Биосинтез NAD осуществляется в два этапа. Первый — в цитоплазме с помощью фермента никотинмононуклеотид-пирофосфорилазы (источником синтеза фосфорибозилпирофосфата служит рибозо-5-фос-фат, образующийся в пентозофосфатном пути окисления глюкозы):

Рисунок 2. Синтез никотинмононуклеотида Второй этап продолжается в ядре клетки, реакция катализируется NAD-пирофосфорипазой:

Рисунок 3. Синтез NAD.

Синтез кофермента может осуществляться также митохондриями. NADP образуется из NAD в цитоплазме клетки с участием фермента NAD-киназы:

Часть никотинамидных кофсрмснтов синтезируется в организме животных из триптофана. Однако этот путь, в который вовлекается до 2% метаболического пула триптофана, значительно уступает по эффективности первому (т. е. из прямого витаминного предшественника).

Распад нуклеотидов катализируется ферментами гликогидролаза-ми (соответственно NAD-гликогидролаза и NADP-гликогидролаза), расщепляющими гликозилныс связи с образованием никотинамида и АДФ-рибозы. Затем никотинамид окисляется и продукты его окисления (преобладает N-метилникотинамид) выводятся с мочой. Почти весь имеющийся в клетках и жидких средах организма витамин РР представлен в виде никотинамида, включенного в состав коферментов — NAD и NADP. Поэтому значение ниацина определяется ролью этих коферментов, которая является чрезвычайно многогранной:

* NAD* — кофермент дегидрогеназ, участвующий в реакциях окисления глюкозы, жирных кислот, глицерина, аминокислот, является коферментом дегидрогеназ цикла Кребса (исключая сукцинатдегидрогеназу). В этих реакциях кофермент выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов.

* NAD* — переносчик протонов и электронов в дыхательной цепи митохондрий (от окисляемого субстрата к первому комплексу цепи тканевого дыхания).

* NAD* — субстрат ДНК-лигазной реакции при синтезе и репарации ДНК, а также субстрат для синтеза поли-АДФ-рибозы в поли-(АДФ)-рибозилировании белков хроматина.

* NADPH-H+ — донор водорода в реакциях синтеза жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и некоторых других соединений.

*NADPH-H+ — компонент монооксигеназной цепи микросомного окисления, выполняющей функцию дстоксикации антибиотиков и других чужеродных веществ.

* NAD' и NADPH’H* — аллостерические регуляторы ферментов энергетического обмена, в частности, ферментов цикла Креб-са, а также реакций новообразования глюкозы (глюконсогене-за).

Никотинамид и N-метилникотинамид (метаболит никотинамида) являются участниками процесса метилирования т-РНК и белков.

Метаболизм витамина B12.

Содержащийся и пище витамин В12 в желудочном соке связывается с вырабатываемым обкладочными клетками слизистой желудка белком — гликопротеином, получившим название внутреннего фактора Касла. Одна молекула этого белка избирательно связывает одну молекулу витамина; далее в подвздошной кишке этот комплекс взаимодействует со специфическими рецепторами мембран энтсроцитов и всасывается путем эндоцитоза. Затем витамин освобождается в кровь воротной вены. При пероральном назначении высоких доз цианкобаламина он может абсорбироваться в тонком кишечнике путем пассивной диффузии без участия внутреннего фактора, но это медленный процесс. При заболеваниях желудка, сопровождающихся нарушением синтеза внутреннего фактора, всасывания кобаламина не происходит.

Цианкобаламин, используемый в медицинской практике, в энтсроцитах превращается в оксикобалалшн, являющийся транспортной формой витамина. Транспорт оксикобаламина кровью осуществляется двумя специфическими белками: траискобаламином I (Р-глобулин с молекулярной массой — 120 000) и траискобаламином II (р-глобулин с молекулярной массой 35 000). Второй из этих белков в транспорте витамина играет главную роль, а транскобаламин I служит своеобразным циркулирующим депо витамина. В печени и почках оксикоба-ламин превращается в свои коферментные формы: метнлкобаламин (метил-В12) идезоксиаденозинкобаламин (д-аденозин-В12). Коферменты с током крови разносятся по всем тканям организма.

Выводится из организма витамин с мочой.

К настоящему времени известно ~ 15 различных В12-регулируемых реакций, но только две из них протекают в клетках млекопитающих — синтез метионина из гомоцистеина (явно не удовлетворяющий потребностям организма) и изомеризация D-метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА. Рассмотрим эти реакции.

1. В первой реакции участвует метил-В12, являющийся кофермен-том метионинсинтазы (гомоцистешшетилтрансферазы). Фермент переносит метильную группу с 5-метил-ТГФК на гомоцистеин с образованием метионина:

Рисунок 4. Синтез метионина.

При уменьшении содержания в диете витамина В12 синтез метионина метионинсинтазой снижается, но поскольку при полноценном питании метионин поступает с пищей, метаболизм белков нарушается не сразу. Вместе с тем падение активности метионинсинтазы приводит к накоплению 5-метил-ТГФК (см. схему), который образуется при восстановлении 5,10-метилен-ТГФК, т. е. исчерпывается пул других коферментов ТГФК. Таким образом, даже при условии вполне достаточного общего уровня фолатов создается их функциональный дефицит — уменьшается содержание формили метиленпроизводных ТГФК. Как раз эти производные, а точнее, приносимые ими одноуглеродные радикалы, необходимы для синтеза предшественников нуклеиновых кислот. Этот феномен получил название секвестрация пула ТГФК.

Описанная реакция служит примером тесной взаимосвязи между двумя витаминами — фолиевой кислотой и кобаламином. Не удивительна поэтому и схожесть симптомов заболевания при дефиците какого-либо из них.

В середине 90-х годов появились сообщения о существовании тесной связи между дефицитом фолата и увеличением степени риска инфаркта миокарда; при этом индивидуальный риск сердечного приступа связан с ненормально высоким уровнем сывороточного гомоцистеина. Предполагается, что гомоцистеин является метаболитом, ответственным за повреждение сердца, хотя механизм его токсичного действия не известен.

2- Вторая реакция требует участия другой коферментной формы витамина — д-адеиозин-В1Г Кофермент входит в состав метималонил-КоА-мутазы. Особенностями катализа этого фермента является образование свободнорадикальных промежуточных продуктов реакции и изменение валентности кобальта. Субстратом для его действия является метилмалонил-КоА, образующийся при карбоксилировании пропионил-КоА.

Рисунок 5. Синтез кофермента

Эта реакция является весьма важной в метаболизме пропионовой кислоты (точнее, пропиониол-SKoA), которая образуется при окислении жирных кислот с нечетным числом атомов углерода, боковой цепи холестерина, окислительном распаде аминокислот: изолейцина, метионина и серина.

Функции кальция в организме:

структурная (кости, зубы);

сигнальная (внутриклеточный вторичный мессенджер-посредник);

ферментативная (кофермент факторов свертывания крови);

нейромышечная (контроль возбудимости, выделение нейротрансмиттеров, инициация мышечного сокращения).

Главная роль в метаболизме кальция в организме человека принадлежит костной ткани. В костях кальций представлен фосфатами — Са3(РО4)2 (85%), карбонатами — СаСО3 (10%), солями органических кислот — лимонной и молочной (около 5%). Вне скелета кальций содержится во внеклеточной жидкости и практически отсутствует в клетках. В состав плотного матрикса кости, наряду с коллагеном, входит фосфат кальция — кристаллическое минеральное соединение, близкое к гидроксилапатиту Са10(РО4)6(ОН)2. Часть ионов Са2+ замещена ионами Mg2+, незначительная часть ионов ОН- — ионами фтора, которые повышают прочность кости. Минеральные компоненты костной ткани находятся в состоянии химического равновесия с ионами кальция и фосфата сыворотки крови. Регуляция обмена кальция между внеи внутриклеточной жидкостью осуществляется паратгормоном, кальцитонином, 1,25-диоксихолекальциферолом. В процессе регуляции участвует витамин D, он требуется для синтеза кальцийсвязывающих белков, необходимых для всасывания ионов Са2+ в кишечнике, реабсорбции его в почках. Постоянное поступление витамина D необходимо для нормального течения процессов кальцификации. Изменение уровня кальция в крови могут вызывать тироксин, андрогены, которые повышают содержание ионов Са2+, и глюкокортикоиды, снижающие его. Ионы Са2+ связывают многие белки, в том числе некоторые белки системы свертывания крови. В белках системы свертывания содержатся кальций-связывающие участки, образование которых зависит от витамина К.

Роль фосфора в организме человека В организме человека содержится фосфора 1% массы тела, который необходим для образования костей и клеточного энергетического обмена. 90% фосфора, подобно кальцию, находится в скелете — костях и зубах. Вместе с кальцием они составляют основу твердого вещества кости. В костях фосфор представлен трудно растворимым фосфатом кальция (2/3) и растворимыми соединениями (1/3). Большая часть остального количества фосфора находится внутри клеток, 1% — во внеклеточной жидкости. Поэтому уровень фосфора в сыворотке крови не позволяет судить об общем его содержания в организме. В организм человека фосфор поступает с растительной и животной пищей в виде фосфолипидов, фосфопротеинов и фосфатов. В растительных продуктах содержится много фосфора, однако усвояемость его низкая. Важным источником его является мясо и рыба. В желудке и кишечнике фосфорная кислота отщепляется от органических соединений. Всасывание 70−90% фосфора происходит в тонком кишечнике. Оно зависит от концентрации фосфора в просвете кишки, активности щелочной фосфатазы (угнетение ее снижает всасывание фосфора). Активность щелочной фосфатазы повышает витамин D, а всасывание фосфатов — паратиреоидный гормон. Всосавшийся фосфор поступает в печень, участвует в процессах фосфорилирования, частично откладывается в виде минеральных солей, которые затем переходят в кровь и используются костной и мышечной тканью (синтезируется креатинфосфат). От обмена фосфатов между кровью и костной тканью зависит нормальное течение процессов окостенения, поддержания нормальной костной структуры. 12]

3. Характеристика плавленого сыра Плавленый сыр — питательный молочный продукт, ценность которого обусловлена высокой концентрацией белка и жира, наличием незаменимых аминокислот, их хорошей сбалансированностью, а также витаминов, солей кальция и фосфора, крайне необходимых для нормальной жизнедеятельности организма человека.

Плавленые сыры по сравнению с натуральными содержат больше растворимых форм белка и хорошо эмульгированный жир, что способствует их легкой усвояемости.

Массовая доля жира в плавленом сыре составляет от 8 до 30%, белка от 13 до 24%, углеводов 1,5−34%, минеральных солей 4−7%, воды 33−58%. Энергетическая ценность 100 г плавленого сыра составляет 684−1452 кДж. Физико-химические и микробиологические показатели пластифицированных сырных масс для детей приведены в таблице 3.

Таблица3. Физико-химические и микробиологические показатели пластифицированных сырных масс для детей

4. Характеристика сырья, пищевых компонентов и вспомогательных материалов Сырье, используемое в производстве плавленых сыров, делят на основное и вспомогательное. Основным сырьем является натуральные жирные сыры. Специальные виды сыров и сырные массы для плавления, творог, сметана, закваска, белковые массы из молочной сыворотки и пахты, казеинаты. Наряду с сырами используют различные жиры и молочные консервы. Вспомогательным сырьем в производстве плавленых сыров служат вкусовые наполнители: копченое мясо и рыбные продукты, паста «Океан», сушеные белые грибы и свежие шампиньоны, орехи, мед, сахар, какао, кофе, фруктовое пюре, сиропы, эссенции, изюм, соль. В качестве специи и приправы используют перец, лавровый лист, гвоздику, кардамон, мускатный орех, томат-паста, соусы.

В качестве вспомогательных материалов применяют соли-плавители, главным образом цитраты и фосфаты, сорбиновую кислоту, антибиотик низин, коптильный препарат, агар, агароид, желатин.

Характеристика сыров и сырных масс для плавления. К группе сыров, используемых для производства плавленых сыров, относят сыры жирные и нежирные.

К жирным сырам для плавления относятся: сыр типа российского, быстросозревающий, сырная масса и сырная масса без созревания. Массовая доля жира в этих сырах составляет 40%, за исключением российского сыра, массовая доля жира, в котором может быть 30% или 40%.

К нежирным сырам относятся: сыр нежирный (получаемый по технологии российского или голландского сыров, и нежирный сыр из пахты); сыр нежирный ускоренного созревания (из обезжиренного молока или из пахты); брынза из обезжиренного молока. Характеристики сырья представлены в таблицах 4−6.

Таблица 4. Химический состав сыров для плавления

Таблица 5. Характеристика состава и свойств растительных масел и молочного жира

В соевом масле массовая доля ненасыщенных жирных кислот составляет 78−86%, в том числе линолевой 43−56%, олеиновой 15−36%, линоленовой 2−14%, и насыщенных жирных кислот — 14−20%, в том числе пальмитиновой 2,4−14%, стеариновой 2−7,5%. 3]

Таблица 6. Характеристика солей-плавителей, используемых в технологии плавленых сыров[3]

5. Рецептура на 100 кг продукта[7]

Таблица 7. Рецептура сырной массы (на 100 кг готового продукта с учетом потерь)

Для определения общего количества сухих веществ, предусмотренного нормой, пользуются формулой Ссм=К*Хсв/100,

где Ссм — общее количество сухих веществ, предусмотренное нормой, кг; К — общее количество смеси, кг; Х_с.в — содержание сухих веществ в смеси, %.

Ссм=100**50/100=50 кг Общее количество жира, предусмотренное нормой, рассчитывают по формуле Жсм=Ссм*Хж/100

где Жсм — общее количество жира в смеси, предусмотренное нормой, кг; Xж-, содержание жира в сухом веществе смеси, %;

Жсм=100*26/100=26 кг Общее количество влаги определяют по уравнению В = К — Ссм где В — общее количество влаги.

В=100−50=50 кг Для определения потребного количества масла пользуются формулой Км=(Жсм-Жком)*100/72,5

Км=(26−19)*100/72,5=9,94 кг, где Км — количество масла, необходимого для составления смеси, кг; Жком — количество жира, введенного с другими компонентами, кг; 72,5 — содержание жира в сливочном масле, %.

Далее определяют количество сухих веществ, которое необходимо внести с нежирным сыром.

Для расчета количества нежирного сыра применяют формулу

=(Ссм-Ском)*100/Хнс где Кнс—количество нежирного сыра, необходимого для составления смеси, кг; Ском — количество сухих веществ, внесенных с другими компонентами, кг; Хнс — содержание веществ, которое требуется внести с нежириым сыром.

Кнс=(50−49,8)*100/2,9=7,35 кг

Таблица 8. Содержание сухих веществ в компонентах продукта.

Потери на стадиях (в соответствии с эскизной схемой рис.6):

G1-подготовка сырья n1=1 кг;

G2-составление смеси n2=0 кг;

G3-плавление n3=0,5 кг;

G4-гомогенизация n4=0,5 кг;

G5-фасовка n5=0,5 кг, где Gмасса смеси кг, nмасса потерь кг) На стадию фасовки поступает:

G5=Gгп+(Gгп*0,5/100)=100+0,5=100,5 кг где Gгп — масса готового продукта.

На стадию гомогенизации поступает:

G4=G5+(G5*n3/100)=100,5+100,5*0,5/100=101,003 кг.

На стадию плавления поступает:

G3=G4+G4*n3/100=101,003+101,003*0.5/100=101.51.

На стадию подготовки сырья поступает:

G1=G3+G3*1/100=101,51+101,51*1*100=102,53 кг.

В таблице 9 приведено содержание пищевых веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части.

Таблица 9. Пищевая ценность и химический состав пластифицированной сырной массы.

5.1 Расчет пищевой энергетической и биологической ценности пластифицированной сырной массы «Ягодка»

Количество белка М (Б) в сухом веществе компонентов равно:

Сыр свежий: 22,9*0,55=12,595 кг, из них 0,45*12,595=5,668 кг жира М (Б)=12,595−5,668=6,297 кг.

Сыр нежирный: М (Б)=7,35*0,40=2,94 кг.

Масло крестьянское: 9,94*0,75=7,455 кг, из них жира 7,455*0,725=5,405 кг М (Б)=7,55−5,405=2,145 кг Сливки: 13,09*0,592=7,749 кг из них жира 7,749*0,55=4,26 кг М (Б)=7,749−4,26=0,489 кг Общее количество белка (Б) равно:

Б=6,927+2,94+2,145+0,489=12,501 кг В 100 г продукта соответственно 12,5 г Общее количество жира (Ж) в продукте равно:

Ж=5,668+5,405+4,26+10,82=26,153 кг В 100 г содержится 26,2 г жира Определяем количество углеводов в продукте (У):

Сахар 15,66 кг Яблочное пюре 10,3кг*0,22= 2,266 кг сухих веществ, из которых 2,266*0,08=0,181 кг сахара.

У=15,66+0,181=15,841 кг В 100 г продукта 15,84 г.

Количество клетчатки равно (К):

Пюре яблочное 2,266−0,181=2,085 кг, Структурообразователь 2,96*0,77=2,279 кг К=2,085+2,279=4,36 кг В 100 г продукта 4,36 г.

Энергетическая ценность продукта:

12,5г*4ккал+26,2г*9ккал+15,84г*3,75ккал=345,2ккал Биологическая ценность (БЦ) — процент удовлетворения суточной потребности человека в незаменимых пищевых веществах.

БЦ=100*МД/П, где МД — массовая доля компонента в продукте, П — суточная потребность.

Белки=100*12,5/77=16%; Жиры=100*26,2/79=33%;

Углеводы=100*15,84/335=5%; Энергия=100*325/2300=14%;

Кальций=100*560/1100=48%; Фосфор=100*650/1650=39,4%;

Магний=100*27/250=11%; Цинк=100*3/10=30%;

Витамин А=100*0,2/1=20%; Витамин В12=100*1,3/3=10%;

Витамин РР=100*3/15=20%.

Пластифицированная сырная масса «Ягодка» является функциональным продуктом, так как порция (50г) удовлетворяет суточную потребность ребенка в кальции на 24%, фосфоре на 20%, цинке на 15%. А так же продукт обладает следующими достоинствами:

1. Высокая пищевая и биологическая ценность;

2. Соответствие принципам щадящего питания;

3. Высокие органолептические показатели и соответствие продукта стереотипам пищевого поведения детей и подростков;

5. Удобство потребительской упаковки и ее оформление, ориентированное на детей и подростков; приемлемые сроки годности.

6. Возможность часто (систематически) включать продукт в рацион питания детей, пригодность для обогащения микронутриентами.

6. Эскизная схема производства пластифицированной сырной массы Рисунок 6. Эскизная схема производства пластифицированной сырной массы Технологический процесс производства плавленых сыров состоит из следующих операций: подбор сырья; предварительная обработка сырья; составление сырной смеси— сырья; подбор солей-плавнтелей; плавление; фасовка и охлаждение сыра; упаковка, транспортировка и хранение готовой продукции.

Подбор сырья. Подбор сырья осуществляют в зависимости от вида готового продукта, пользуясь маркой исходного сырья. Для обеспечения нормального процесса плавления сыра и требуемых показателей качества готового продукта особое, внимание следует уделять подбору сырья по степени зрелости, активной кислотности иорганолептическим показателям.

При отсутствии сырья требуемой зрелости подбирают молодые и перезрелые сыры с таким расчетом, чтобы смесь их по степени зрелости соответствовала вышеуказанным показателям. Подбор сырья по степени зрелости можно производить на основании органолептических показателей и даты выработки сыров.

При плавлении, частично понижается выраженность вкуса сыра, поэтому при подборе сырья надо обращать особое внимание на степень выраженности вкуса исходного сырья.

Подготовка сырья предназначена для обеспечения требуемых технологических кондиций сырья. Освобождение сыра от парафинового покрытия и его мойку осуществляют на гидравлических или щеточных машинах или другим способом. Водой температурой 90—95° С с сыра снимается парафин, проводится мойка его теплой водой (40^:—45° С) и ополаскивание холодной.

Сыры с грубой коркой, особенно нежирные, замачивают в воде температурой 25—30° С в течение 1,5—2 ч или в сыворотке кислотностью 180—200° Т при комнатной температуре в течение 4—6 ч.

Сыры с трещинами зачищают от повреждений по плоскости трещин, не подвергая замачиванию.

Быстросозревающий сыр и сырную массу для плавления освобождают от парафинополимерного покрытия, зачищают верхний слой.

Поверхность монолита масла перед переработкой зачищают от штаффа и разрезают на куски массой 2—3 кг. Зачистки масла подвергаются перетопке с одной или двукратной промывкой водой. При необходимости сухие компоненты (молоко цельное и обезжиренное, сливки, пахта, сыворотка, сахарный песок и др.) просеивают, а сливки фильтруют.

Перед внесением в сырную массу, твердые наполнители измельчают не ранее как за 1 ч до этого. При необходимости жидкие наполнители фильтруют.

Измельчение сырья. Подготовленное и рассортированное по виду, жирности и качеству сырье при необходимости сначала разрезают, затем дробят на модернизированном волчке с 2—3 решетками. Диаметр отверстий 10; 5; 3 мм. При отсутствии волчка с набором решеток массу дополнительно измельчают иа вальцовочной машине или вторично измельчают на волчке *. Каждый вид сырья измельчают раздельно и загружают, а отдельные ванны-накопители.

Составление сырной смеси — сырья обеспечивает заданные параметры конечного продукта. Для составления смеси пользуются формулами материального баланса с расчетом получении готовой продукции требуемой жирности и влажности. Вначале определяют примерное соотношение компонентов смеси сычужных жирных сыров, нежирного сыра и др., затем по данным химического анализа сырья рассчитывают количество сухих веществ и содержание жира в каждом виде сырья, определяя в итоге, какое количество жира и сухих веществ необходимо отнять или прибавить.

Подбор и солей-плавителей осуществляется для обеспечения вкуса и консистенции плавленого сыра, стойкости его при хранении (определение физико-химических свойств и качестваприменяемых солей-плавителей, вид соли, ее доза, активная кислотность).

Лимоннокислые соли придают плавленому сыру приятный, слегка кисловатый вкус и в меру плотную, достаточно эластичную консистенцию. Повышенная активная кислотность создает неблагоприятные условия для жизнедеятельности газообразующих микроорганизмов, в результате чего плавленый сыр. с применением этих солей более стоек при хранении.

Для приготовления лимоннокислого натрия с рН 5 в горячей воде (70 л воды на 100 кг раствора) растворяют вначале 38,2 кг пищевой соды, а затем 41,8 кг лимонной кислоты. При температуре 70° С раствор доводят водой до 100 л. После контроля раствора по кислотности (величина рН илн градус кислотности), корректировки ее при необходимости и фильтрования раствора он готов к употреблению.

Созревание сырной массы. При переработке незрелого сырья, особенно нежирного сыра, измельченную сырную массу выдерживают с солями-плавителями. Это способствует набуханию сырной массы, лучшему ее плавлению, снижает расход соли-плавителя, улучшает консистенцию плавленого сыра. Размолотую массу смешивают с рассчитанным количеством солей-плавителей (в сухом виде или в растворе), в случае необходимости добавляют воду, тщательно размешивают и оставляют для созревания при комнатной температуре на 2—3 ч и более. Операцию смешивания с солями проводят в смесителях (фаршемешалке, творогомешалке и т. п.).

Структурообразователь для плавленых сыров вносят в смесь в сухом виде.

Плавление и гомогенизация сырной. Плавление подготовленной сырной массы осуществляют в специальных закрытых котлах или других аппаратах с паровой рубашкой и механической мешалкой. Сырную массу нагревают постепенно пуском пара в межстенное пространство котла при давлении от 1,47 * 10⁵ до «1,96−10⁵ Па, а также введением пара непосредственно в сырную массу. В последнем случае необходимо установить водоотделитель пара и фильтр.

Для пластифицированной сырной массы «Ягодка» последовательность закладки компонентов следующая. В чашу вносят все молочные компоненты, за исключением сливочного масла, структурообразоватеоль, воду. После подплавления смеси при температуре 65…70″ С, в нее вносят сливочное и соевое масла и обрабатывают до готовности.

Ароматизаторы, сахар-песок, наполнители и красители в сухом или жидком виде вносят в конце тепловой обработки.

Температура плавления сырной массы 85—90° С. Продолжительность плавления (при нагреве через стенку) до температуры 75—80° С должна быть более длительной (15—20 мин), что способствует получению однородной сырной массы без включения нерасплавившихся частиц сыра. Продолжительность плавления до более высоких температур, наоборот, должна быть менее длительной (10— 12 мин), но более интенсивной. При большей продолжительности плавления не исключено появление привкуса пастеризации и мучинстой консистенции. При плавлении путем ввода пара непосредственно в сырную массу время плавления уменьшается и составляет 10—15 мин, при использования агрегата В2-ОПН — 5—7 мин.

В целях улучшения эмульгирования жира и получения более тонкой структуры плавленого сыра сырную массу можно подвергнуть гомогенизации. Данная операция рекомендуется при производстве пастообразных сыров, а также сладких.

Непосредственно после плавления расплавленная сырная масса направляется на гомогенизатор, который должен быть прогрет до температуры 75—80° С. Давление при гомогенизации поддерживается 98*10⁵ Па—147*10 ⁵ Па.

Для предохранения плавленых сыров, особенно пастообразных, от возможности вспучивания при большой обсемененности сырья маслянокислыми бактериями рекомендуется использовать низин. Низин — антибиотик, образуемый некоторыми штаммами Str. lactis. По химическому составу низин — полипептид.

В плавленый сыр препарат низина вносят из расчета 1,5 г на 10 кг готового продукта (150 ед/г). Рассчитанное количество препарата низина вносят в сухом виде непосредственно в смесь перед плавлением или с сухими компонентами (сливками, молоком, сывороткой), предварительно тщательно перемешав.

Фасовка расплавленной сырной массы, охлаждение и упаковка сыра в тару.

Горячую массу фасуют в потребительскую тару полимерные пленки на основе полиолефинов парогазонепроницаемые, окрашенные или неокрашенные. Форма упаковки — батончики массой 100 и 200 г.

Фасованные массы охлаждают в специальных камерах на стеллажах или тележках при температуре воздуха −4…−0″ С или туннельных или ленточных охладителях. Продолжительность охлаждения 1…12 ч.

Хранение масс осуществляют при температуре окружающего воздуха −4…−0^вС и относительной влажности не более 90% или при температуре 0…4°С и относительной влажности не более 85%. Сроки годности пластифицированных масс в зависимости от их вида, режима хранения и разновидности упаковки составляет 20…60 сут.

7. Технологическая схема производства пластифицированной сырной массы Выработка плавленых сыров осуществляется по технологическим схемам. Сыр, отобранный для переработки, транспортером подают в машину 2 для снятия парафина или снятия пленки, а затем в машину мойки сыра 3, после чего зачищают корковой слой и поврежденные места, а также удаляют казеиновые цифры. Нежирные сыры и брынзу предварительно вымачивают в бассейне 4. Сыры и сырную массу для плавления зачищают. Зачищенный сыр транспортером 5 направляют в волчок 6, а затем на вальцовку 7. Измельченное сырье из ванны-накопителя 8 загрузочным ковшом 10 через весы автоматические 9 подается в аппарат для плавления сырной массы. Творог жирный и нежирный зачищают с поверхности и направляют через вальцовку 7 в ванну-накопитель 8, сухое молоко через дробилку и просеиватель направляют в ковш 10.