Разработка технологий комбинированных продуктов с использованием добавок полифункционального действия

Проблема удовлетворения потребностей населения нашей страны в высококачественных продуктах питания весьма актуальна. Она может быть решена за счет внедрения безотходных, ресурсои энергосберегающих технологий, интенсификации производственных процессов, расширения видового состава сырья.

Стремление расширить ассортимент рыбного сырья хорошо видно на примере массового объекта промысла, каковым является зубатка. Это привело к появлению новых способов технологической обработки сырья, на основе которых можно производить рыбный фарш и другие продукты в виде комбинированных пищевых систем функционального назначения. В связи с этим в публикациях последнего времени стали обсуждаться вопросы не только рационального, но и, так называемого, здорового (оптимального) питания.

Под здоровым питанием предлагается понимать употребление в пищу таких пищевых субстанций, которые в максимальной степени удовлетворяют потребности человека в энергетических, пластических и регуляторных соединениях, что позволяет поддерживать здоровье и предотвращать возможность возникновения каких-либо острых и хронических заболеваний на должном уровне [1].

В настоящее время, в условиях постоянно ухудшающейся экологической обстановки, важная роль принадлежит лечебно-профилактическому питанию. Основу этого питания составляет рациональное питание, построенное на роли отдельных компонентов пищи, оказывающих защитный эффект при воздействии химических соединений или вредного влияния физических факторов производства, а также окружающей природной средою.

Оно должно не только повышать защитные силы, реактивность организма, но и обладать специфической направленностью действия.

В течение 10−15 лет в Японии, США, Канаде, Германии, России и других странах широко развивается индустрия создания продуктов новых форм с использованием фарша и других белковых основ, обладающих заранее заданным комплексом органолептических и реологических свойств.

Научные основы и методологические подходы к решению проблемы проектирования состава сбалансированных пищевых продуктов исследованы и теоретически обобщены в серии работ академиков РАСХН И. А. Рогова и H.H. Липатова [2−4]. В результате работ сформулированы следующие принципы проектирования состава сбалансированных продуктов и содержащих их рационов:

— соответствие рационально сбалансированной рецептуре;

— соответствие сбалансированности аминокислотного состава белоксодержащих ингредиентов статистически обоснованному эталону;

— возможность целенаправленно изменять жиро-кислотный состав внесением дополнительных жиросодержащих ингредиентов;

— максимальное приближение к заданному соотношению между насыщенными, мононенасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами в любом наборе жиросодержащих ингредиентов;

— рецептуру продукта, входящего в рацион, рассчитывать с учетом состава блюд и продуктов, употребляемых одновременно с проектируемым;

— состав многокомпонентного продукта в одноразовом и суточном рационах должен балансировать их по энергетической ценности, соотношению макро — и микропитательных веществ и набору балластных компонентов пищи.

Обеспечение населения страны полноценными пищевыми продуктами является важной задачей. При ее решении необходимо использовать весь богатый природный потенциал страны, в частности, ее мясные и рыбные ресурсы.

Проблема питания включена в число важнейших глобальных проблем, которые выдвинуты ООН перед человечеством наряду с такими проблемами, как охрана окружающей среды. Быстрое увеличение численности населения земного шара требует соответствующего роста производства пищевых ресурсов и продуктов питания — это одна из главных проблем, определяющих прогресс земной цивилизации.

Учитывая роль питания в здоровье нации, многие страны приняли национальные концепции государственной политики в области здорового питания. Концепция государственной политики в области здорового питания населения на период до 2005 г. принята в России и одобрена Постановлением Правительства РФ № 917 от 10 августа 1998 г.

Под государственной политикой в области здорового питания понимается комплекс мероприятий, направленных на создание условий, обеспечивающих удовлетворение потребностей различных групп населения в рациональном, здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения, в соответствии с требованиями медицинской науки.

Продукты питания должны не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции и, конечно, быть абсолютно безопасными.

Технический прогресс в пищевом продовольственном комплексе АПК опирается на достижение науки, в том числе науки о питании, связан с новыми технологическими возможностями, которые появились и продолжают появляться в результате достижений науки и техники. На него оказывают огромное влияние ухудшение экологической обстановки, жесткая конкуренция на рынке продуктов питания. [11, 12, 92].

Все это приводит не только к коренному совершенствованию технологии получения традиционных продуктов питания, но и к созданию нового поколения пищевых продуктов, отвечающих требованиям и реалиям сегодняшнего дня.

Это продукты со сбалансированным составом, пониженным содержанием сахара и жира, низкой калорийности, функционального назначения, а также продукты быстрого приготовления и длительного хранения. Создание продуктов питания, отвечающих этим требованиям, немыслимо без применения пищевых добавок. Велика их роль и в получении традиционных продуктов питания. Пищевые добавки — это природные, идентичные природным или искусственные (синтетические) вещества, преднамеренно вводимые, с целью увеличения сроков хранения продуктов или придания им заданных свойств.

Таким образом, одной из актуальных задач технологии производства продукции общественного питания является разработка технологий блюд повышенной пищевой и биологической активности, совершенствование технологических показателей изделий на основе комбинации различного животно-растительного сырья и рыбопродуктов. Всестороннее и глубокое изучение данной проблемы позволит выработать рекомендации как в адрес предприятий общественного питания и пищевой промышленности, так и в отношении традиционной домашней кухни.

Актуальность проблемы создания комбинированных продуктов становится из года в год ощутимой, особенно для рыбного хозяйства. Океанический флот все чаще встречается с новыми объектами промысла, увеличивается доля мелких рыб в общем балансе сырья, имеющих невысокую пищевую ценность. Производство комбинированных продуктов питания позволяет управлять процессом потребления пищи и, прежде всего, белков, с точки зрения биологической целесообразности [5]. Под комбинированными мясными продуктами мы понимаем композиционные продукты, включающие наряду с мясной основой различного рода белковые компоненты и ингредиенты [6]. Производство все больше привлекает внимание специалистов-технологов по созданию новых пищевых продуктов с заранее запрограммированными свойствами [7].

Традиционные способы обработки такого сырья не позволяют получать пищевые продукты высокого качества. В то же время содержащийся в составе белков и липидов этого сырья полный набор заменимых и незаменимых аминокислот, а также жирных кислот является заманчивой предпосылкой для использования его в пищевых целях.

Особый интерес представляет изучение комбинированных изделий из мясных, рыбных и растительных продуктов. Создаются новые комбинированные продукты питания, исследуются их качественные показатели.

В научной литературе рассматриваются вопросы использования растительного сырья (в частности капустной и морковной муки) в качестве наполнителей рыбных фаршевых изделий. Определено, что данные изделия имеют повышенную биологическую ценность [8, 39].

Для приготовления рыбных колбасных изделий из рыбы пониженной товарной ценности к фаршу добавляют жир [9]. Использование овощей в качестве наполнителей, обусловлено их способностью укреплять структуру изделий и, следовательно, улучшать их органолептические показатели, и является целесообразным с физиологической точки зрения [10]. Кулинарные изделия, приготовленные из рыбного фарша с капустным и морковным наполнителями, имеют сочную консистенцию и хорошие вкусовые качества [5].

Комбинированные продукты питания, обогащенные ценными в биологическом аспекте пищевыми компонентами, необходимо разрабатывать и активно внедрять в общественное питание, что поможет не только удовлетворить растущий потребительский спрос на качественные, разнообразные и вкусовые продукты питания, но и решить задачу экономии продовольственных ресурсов и рационального питания населения.

Общепризнано, что государство может быть здоровым, если у него растет здоровое молодое поколение. Обеспечение детей высококачественным и правильно организованным питанием — одно из основных условий их нормального роста, физического и нервно-психического развития, высокой сопротивляемости к различным заболеваниям и вредным факторам окружающей среды.

В этой связи чрезвычайно важна организация и создание промышленной технологии новых поликомпонентных продуктов питания на основе мясного, рыбного и растительного сырья, способных обеспечить растущий организм ребенка пищевыми веществами и энергией на физиологически необходимом уровне, что внесет существенный вклад в решение задачи обеспечения населения продукцией широкого ассортимента и высокого качества.

В нашей работе обобщены последние достижения в области создания поликомпонентных продуктов питания с использованием рыбного сырья.

Перспективным способом создания экологически чистых продуктов питания на основе мясного, рыбного и растительного сырья является сочетание их с растительными добавками. Для решения поставленной задачи необходимы специальные теоретические и практические исследования.

Пробиотики и продукты функционального питания все активнее занимают предназначенное им достойное место в арсенале средств сохранения здоровья, профилактической и восстановительной медицины, поэтому проведение исследований, направленных на разработку технологии получения продуктов с использованием растительного сырья представляется актуальным, так как это способствует решению проблемы качества продуктов питания за счет увеличения стойкости их к окислительным процессам.

Актуальность работы. Расширение ассортимента комбинированных продуктов полифункционального назначения одна из тенденций, наметившихся в развитии ассортимента кулинарной продукции.

Комбинирование пищевого сырья различного происхождения с различными функционально-технологическими свойствами позволяет получить продукты с широким диапазоном функциональных свойств, направленно влияющих на различные аспекты функциональной деятельности организма.

Поиск путей совершенствования технологий полифункциональных пищевых добавок является актуальной задачей, с точки зрения создания на их основе функциональных продуктов и лечебно-профилактических рационов питания, как для специального контингента, так и для населения, проживающего в экологически неблагоприятных регионах страны, с целью повышения иммунного статуса организма.

Наиболее актуальным решением для производства комбинированных продуктов является использование диспергированного сырья, образующего в результате технологических воздействий однородную систему с гармоничными органолептическими показателями и направленно сформированным составом.

При производстве комбинированных продуктов, представляющих собой неньютоновские среды, необходимо исследование их реологических свойств, так как эти свойства определяют гидродинамические особенности дозирования, перемешивания и транспортирования. При этом необходима информация о кинетике процесса формирования структуры, определяющего степень связывания влаги, что в свою очередь обусловливает технологические и потребительские качества продукта, его хранимоспособность.

Анализ экспериментальных данных, математическое моделирование реологических свойств, гидродинамики неньютоновских пищевых систем актуальны для научно обоснованной разработки высокоэффективных перемешивающих аппаратов, совершенствования процесса перемешивания и контроля структурообразования.

Рыбопродукты характеризуются определенными показателями пищевой и биологической ценности, но структурно-механические и технологические свойства при хранении не позволяют полноценно использовать это сырье в производстве кулинарных изделий.

В связи с этим, исследования, направленные на разработку технологий блюд повышенной пищевой и биологической ценности, а также на совершенствование технологических показателей изделий на основе комбинации различного животно-растительного сырья и рыбопродуктов, являются актуальной задачей.

Актуальной является и проблема обогащения полиненасыщенными жирными кислотами продуктов питания, что способствует снижению ряда заболеваний.

Научная новизна работы. Установлены закономерности математических зависимостей напряжения сдвига от скорости сдвига в комбинированных системах различного состава на основе рыбы, мяса и функциональных растительных компонентов.

Построена математическая модель системы, которая связывает параметры процесса перемешивания композиций из рыбного, мясного и растительного сырья.

Даны рекомендации по технологии приготовления блюд общественного питания и продукции пищевой промышленности, с этой целью разработаны рецептуры продуктов питания на основе рыбного сырья: зубатки, мяса кур и растительного сырья.

Показана целесообразность использования данного сырья в технологии приготовления блюд общественного питания.

Практическая значимость. Разработана и апробирована технология производства ассортимента комбинированных кулинарных изделий на основе мяса зубатки и кур, функциональных добавок растительного происхождения с направленно регулируемыми структурно-механическими свойствами.

Разработана регрессионная модель для расчета напряжения сдвига в зависимости от скорости деформирования и состава комбинированных фаршевых изделий.

Предложена конструкция устройства для приготовления пищевых высокомолекулярных биополимерных композиций. Разработаны проекты нормативной документации.

Работа проводилась в соответствии с научно-технической программой Министерства образования и науки РФ «Биологическая безопасность и лечебно-профилактическое питание».

Реализация результатов исследований. На основании результатов исследований разработаны и внедрены в производство 3 технологии и рецептуры изготовления продукции комбинированных систем фаршевого типа на основе рыбномясного и растительного сырья.

Новые технологические решения, усовершенствование состава и способа производства продукции для пищевой промышленности и общественного питания использованы на предприятиях отраслей и в санаториях с целью лечебно-профилактического назначения.

Разработаны технико-технологические карты на изготовление блюд для отрасли общественного питания, которые внедрены на предприятиях г. Москвы, г. Губкин Белгородской области, г. Воронежа и Воронежской области.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. На основании анализа литературных данных, изучения состояния вопроса, мнений отечественных и зарубежных специалистов, обоснована целесообразность совершенствования технологии производства комбинированных продуктов полифункционального назначения на основе рыбного (зубатка пятнистая), мясного (куриное филе) фарша и растительного сырья (топинамбур, кукурузная крупа, овсяные и картофельные хлопья).

2. Исследована актуальность системы производства комбинированных продуктов питания полифункционального назначения.

Установлено, что наиболее актуальными системами для производства комбинированных продуктов питания являются системы, сочетающие диспергированное сырье, образующее в результате технологических воздействий однородную систему с гармоничными органолептическими показателями и направленно сформированным составом.

3. Комплексное исследование химических, физико-химических, биохимических и микробиологических свойств показали возможность и целесообразность введения стабилизирующих добавок, существенно влияющих на структурообразование комбинированного фарша, изменяющих его реологические и лиофильные свойства, позволяющих увеличить срок хранения фарша, а в ряде случаев и повышающих пищевую ценность продукта.

Зная характер влияния на фарш вводимых в него добавок, можно получать продукт с заранее заданными свойствами в зависимости от его дальнейшего назначения.

4. Экспериментально установлено, что водные растворы меланоидинов топинамбура, входящих в состав реологической системы устойчивы к воздействию солнечного света, размеры частиц меняются в пределах от 0,7 до 4,2 нм, их можно отнести к полуколлоидным системам, в которых одновременно находятся ионы, молекулы и разнообразные комплексы мицелл, разной дисперсности.

Отмечено также, что регулирование реакции Майяра возможно путем изменения температуры и продолжительности тепловой обработки пищевых продуктов, что позволяет точно регулировать технологические процессы и получать пищевые продукты с нужными органолептическими и физиологическими свойствами.

5. Обоснован принцип создания композиционных пищевых систем на основе рыбного, мясного и растительного сырья, обеспечивающих лечебно-профилактические свойства.

Показана возможность получения сбалансированных блюд на основе рыбного (зубатка пятнистая), мясного (куриное филе) фарша и растительного сырья (топинамбур, кукурузная крупа, овсяные и картофельные хлопья), с полным сохранением ферментного и водного состава комбинированого фарша.

6. Исследовано влияние кулинарной обработки и технологических параметров на реологические свойства и гидродинамику перемешивания комбинированных систем. В процессе исследований установлено, что реологические свойства исследуемых составов подчиняются закону Гершеля-Балкли.

7. Проведен комплексный анализ химических, физико-химических биохимических и микробиологических свойств разработанных пищевых систем. Дальнейшее увеличение массовой доли растительных компонентов приводит к потере способности белков удерживать влагу, следовательно, ВВС и ВУС снижаются. Установлено оптимальное содержание пищевых добавок в рыбно-мясных реологических системах, которое составляет 20% от общей массы.

8. Разработаны научно обоснованные рецептуры продуктов питания полифункционального назначения повышенной пищевой ценности. На основании проведенных исследований разработаны требования к химическим и физическим показателям исходного сырья, направленного на ^ получение продукта лечебно-профилактического направления.

9. Научно обоснованы и разработаны технологии производства новых комбинированных полифункциональных кулинарных изделий, которые позволят получить гамму продуктов, обладающих необходимой пищевой ценностью для определенных групп населения.

Показано, что согласно предлагаемой технологической схемы могут быть получены высокостабильные белковые продукты питания широкого ассортимента, которые объективно способствуют формированию рациона питания, направленного на ослабление возможного неблагоприятного воздействия на организм человека со стороны продуктов питания как одного из глобальных факторов окружающей среды.

10. Оценена конкурентоспособность разработанных рецептур и технологий, проведено внедрение данной продукции на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания.

Следовательно, представленная работа отвечает интересам повышения качества жизни, как отдельного индивида, так и человеческого социума в целом.