На правах рукописи
БОРК ДЕНИС АЛЬБЕРТОВИЧ
ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ
ГЕРОДИЕТИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ
РЫБНОГО СЫРЬЯ
Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных, рыбных
продуктов и холодильных производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва – 2009
Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» ().
Научный руководитель: доктор технических наук
Официальные оппоненты: доктор технических наук
доктор технических наук, профессор
Ведущая организация: Московский Государственный Университет
Технологий и Управления
Защита состоится « 10 » июня 2009 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при » () 7.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
Автореферат разослан «08»_мая_ 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, кандидат технических наук 
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Согласно данным, представленным в материалах Всероссийского форума «Здоровье нации – основа процветания России» (2006), за последнее десятилетие продолжительность жизни снизилась в среднем до 65 лет (57лет для мужчин и 72 года для женщин), что значительно ниже продолжительности жизни в большинстве развитых стран. Ученые связывают это с нарушением пищевого статуса, недостатком полноценного по аминокислотному составу белка, витаминов, макро - и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и нерациональным соотношением пищевых компонентов в диете (Тутельян, 2000).
Одним из принципов Федеральной программы «Старшее поколение» и Российской программы «Гериатрия и геронтология» (2001) является то, что «питание должно не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции».
У пожилых людей потребность в энергообеспечении из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности значительно ниже, по сравнению со среднестатистическими данными. Поэтому рационы питания людей старшего возраста должны разрабатываться с учетом физиологических особенностей стареющего организма и содержать, помимо макронутриентов (белков, жиров, углеводов), обеспечивающих калорийность пищи, целый ряд микронутриентов (витамины, макро - и микроэлементы, пищевые волокна и т. д.), необходимых для нормального функционирования организма.
В настоящее время разработка геродиетических продуктов в основном осуществляется на основе мясного (Юдина, Касьянов и др., Запорожский) и молочного сырья (Красненко, Радаева и др., Глаголева).
Известно, что гидробионты по химическому составу отличаются от мясного и молочного сырья, служат источником не только полноценного по аминокислотному составу белка, но и ПНЖК, макро - и микроэлементов и некоторых витаминов, что предопределяет целесообразность их использования в качестве основы рецептур продуктов геродиетического применения.
На основе рыбного фарша разработаны продукты геродиетического применения в виде сухих концентратов первых блюд (Квасенков, Максюта) и консервированных продуктов (Квасенков, Ярочкин).
В тоже время научных публикаций, посвященных разработке технологии вторых блюд геродиетического назначения на основе гидробионтов не найдено. В этой связи разработка технологии и новых рецептурных композиций на основе рыбного сырья для питания людей пожилого и преклонного возраста, составляющих более 30% от общей численности населения России, является актуальной и практически важной задачей, так как направлена на коррекцию рационов и профилактику заболеваний, характерных для пожилых людей.
Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы является обоснование и разработка технологии формованных полуфабрикатов (вторых блюд) на основе рыбного сырья для геродиетического применения.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
- обосновать выбор основного и вспомогательного сырья для разработки рецептур – провести анализ фарша из различных видов рыб по критериям аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности;
- исследовать возможность замены части рыбного фарша в рецептурных композициях соевым белком, установить оптимально допустимую дозировку соевых белков;
- осуществить компьютерное проектирование и оптимизацию рецептур по отношению к требованиям, предъявляемым к геродиетическим продуктам (эталону ФАО/ВОЗ);
- исследовать показатели нутриентной и метаболической адекватности разработанных продуктов – пищевую и биологическую ценность, переваримость, реологические показатели, безопасность потребления;
- исследовать изменения качественных показателей продуктов в процессе хранения и установить сроки годности;
- обосновать основные параметры технологического процесса;
- разработать проект нормативной документации на полуфабрикаты геродиетического применения.
Научная новизна:
- обоснован выбор видов рыб, фарш из которых по химическому составу и аминокислотной сбалансированности наиболее приемлем в качестве основного компонента геродиетических продуктов;
- установлена возможность замены части рыбного фарша в рецептурах изолятом соевого белка. Установлено оптимальное соотношение рыбного фарша и соевого изолята, при котором высокая формующая и влагоудерживающая способности фарша сохраняются при температуре минус 18± 10С в течение 1 месяца.
Методом математического моделирования разработаны рецептуры вторых блюд (формованных изделий) геродиетического применения, по сбалансированности аминокислотного и жирнокислотного состава, нутриентно-метаболическим показателям, безопасности потребления, соответствующих требованиям, предъявляемым к геродиетическим продуктам.
Новизна технических решений подтверждена выдачей патента РФ «Диетический продукт» № 000.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследования.
Разработана и апробирована в лабораторных условиях технология изготовления полуфабрикатов вторых блюд для питания людей пожилого и преклонного возраста, основанная на математическом моделировании сбалансированности рецептур по аминокислотному и жирнокислотному составу при использовании в качестве основного компонента рыбного сырья. Продукция предназначена для незащищенных групп населения, что имеет большую социальную значимость.
Разработан проект технической документации ТУ «Полуфабрикаты рыбные формованные» и ТИ к ним.
Основные положения, выносимые на защиту:
- обоснование выбора видов рыб, фарш из которых по показателям аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности наиболее оптимален для использования в качестве основы геродиетических продуктов;
- математическое моделирование и оптимизацию рецептур вторых блюд на основе рыбного сырья, которые по химическому составу, сбалансированности аминокислотного и жирнокислотного состава, и безопасности потребления соответствуют требованиям, предъявляемым к продуктам геродиетического применения;
- обоснование замены части рыбного фарша в рецептурах соевым изолятом, влияние замораживания и хранения на формующую способность комбинированного фарша и возможность его использования в качестве исходного сырья в рецептурах;
- обоснование нутриентной и метаболической адекватности разработанных продуктов эталону ФАО/ВОЗ по соотношению в рецептурах белок : жир (1: 0,7-1: 0,8), ПНЖК : МНЖК : НЖК – (1:6:3); органолептическим показателям, разжевываемости и переваримости готовых изделий.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года», (Москва, 2004), Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество», (Калининград, 2005г.), Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана», (Москва, 2005г.), Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании», (Калининград, 2005г.), неоднократно доложены на технологической секции Ученого совета ВНИРО.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 143 стр., содержит 37 табл., 7 рис., 6 приложений. Список литературы включает 143 источника, в т. ч. 37 зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы.
В первой главе - Обзор литературы приведен аналитический обзор научной, технической и патентной литературы по изучаемому вопросу, рассмотрены основные теории старения, взаимосвязь питания с состоянием здоровья человека, изложены рекомендуемые нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для людей пожилого и преклонного возраста, обоснована целесообразность использования гидробионтов в качестве сырья для создания продуктов геродиетического питания, рассмотрены методы математического моделирования рецептур продуктов с заданными свойствами.
На основании анализа литературных данных обоснована цель и определены основные задачи исследований.
Во второй главе - Экспериментальная часть описан выбор объектов исследований, представлена программно-целевая модель работы (рис.1), постановка опытов и основные методы анализа.
Объектами исследований служили фарши, приготовленные из мороженой морской и пресноводной рыбы, фарш с добавками и без добавок различных соевых белков, а так же формованные изделия, приготовленные по разработанным рецептурам.
Компьютерное моделирование аминокислотной и липидной сбалансированности рецептур и оценка их пищевой и биологической ценности проведены по методу академика (2001). При оценке биологической ценности белковых компонентов сырья и готовых продуктов использовали следующие показатели и критерии: коэффициент
|
Рис. 1. Программно-целевая модель выполнения
исследований
утилизируемому содержанию 100 г белка эталона; С min - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол. ед., а также количественную аминокислотную сбалансированность RP. Кроме того, рассчитывали коэффицициент Фишера, представляющий частное деления суммы валина, лейцина, и изолейцина на сумму ароматических аминокислот.
Для оценки жирнокислотной сбалансированности использовали коэффициент RL, характеризующий набор и массовые доли МНЖК, ПНЖК в составе жирового компонента сырья и готового продукта.
Для сопоставления справочных и расчетных данных с фактическими определяли химический состав основного сырья и разработанных продуктов.
Массовую долю белка определяли по Кьельдалю на автоанализаторе Kjeltec 2300 (фирма Foss Tecator, Швеция), аминокислотный состав - на автоанализаторе «Hitachi» ААА-835 с последующей компьютерной обработкой данных по программе Мультихром для Windows, содержание жира - экстракционным методом (Folch J. et al, 1957); жирнокислотный состав - методом ГЖХ на приборе GC-17 фирмы «Shimadzu».
Содержание влаги, золы, кислотное и перекисное числа определяли по ГОСТ 7636-85, ВУС фаршей - по методу прессования (Рехина и др., 1972 г.), динамическую вязкость по методу Брукфельда на вискозиметре Anton Paar DV3P.
Исходя из значимости структурно-механических характеристик мышечной ткани рыб в отношении формуемости фаршей (Маслова, 2002) рассчитывали соотношения белок: вода (Кб/в) и жир: белок (Кж).
Переваримость готовых изделий определяли in vitro на приборе Покровского-Ертанова в модификации Липатова и др. (1994), выражая степень переваримости в мг тирозина / г белка, структурно-механические характеристики (напряжение на срез) проводили на приборе INSTRON 1140, органолептическую оценку - профильным методом (Сафронова, 1998).
О безопасности потребления изделий свежеприготовленных и в процессе хранения при температуре -18±1оС судили по содержанию токсикантов и микробиологическим показателям, которые определяли согласно существующим ГОСТам и методическим указаниям.
Статистическую обработку отдельных показателей проводили по программе Microsoft excel - 7.0 c определением средней величины, стандартного отклонения и достоверности различий по Стьюденту.
При выборе компонентов для разрабатываемых рецептур учитывались справочные данные по химическому составу (Хим. состав.., 1987) и литературные данные о применении различных видов сырья для обогащения продуктов биологически активными веществами.
С этой целью в рецептуры вводили БАД МИГИ-К ЛП® или Рапанин, мясо беспозвоночных, свежие овощи, зелень, крупы, шампиньоны, чернослив.
В качестве белковых обогатителей и структурообразователей использовали сухое молоко, творог, яичный порошок или свежее яйцо.
Соевые белки в отдельные рецептуры вводили с учетом их структурообразующих свойств, а также научных данных о способности предупреждать и сдерживать развитие сердечно-сосудистых, онкологических и других заболеваний (Устинова и др.), что имеет большое значение для людей пожилого и преклонного возраста.
Для приготовления фарша использовали мороженую рыбу, которую размораживали и разделывали на филе согласно инструкции №7 «Сборника технологических инструкций по обработке рыбы»; филе измельчали на волчке с диаметром отверстий в решетке 3,5-4 мм, в полученный фарш согласно рецептурам вносили соответствующим образом подготовленные остальные компоненты.
По способу приготовления формованные изделия подразделяются на две группы.
Первая группа, к которой относятся котлеты, рыбные палочки, нагетсы, фишбургеры, различается по форме изделий, но для их приготовления используются комбинированные фаршевые смеси, в которых все компоненты измельчены и перемешаны. Ко второй группе относятся рулеты, фишблю и зразы. Для их приготовления начинка, состоящая из компонентов, входящих в рецептуру, вносится внутрь изделий, «оболочкой» которых является рыбный фарш, с добавкой или без добавки соевого изолята. Для измельчения и перемешивания компонентов использовали лабораторный куттер, формование образцов осуществляли вручную.
В третьей главе - Результаты и их обсуждение представлены основные результаты исследований. Судя по величине Кб/в и Кж для получения фарша с достаточно высокой структурообразующей способностью могут быть использованы все виды рыб, кроме зубатки (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав мышечной ткани рыб, %
Вид рыб | Наименование показателей | |||||
Влага | Белок | Жир | Зола | Кб/в | Кж | |
треска | 81,4 ± 0,2 | 16,8 ± 0,1 | 0,5 ± 0,2 | 1,3 ± 0,1 | 0,194 | 0,037 |
минтай | 81,1 ± 0,3 | 16,4 ± 0,1 | 0,7 ± 0,1 | 1,1 ± 0,1 | 0,194 | 0,057 |
щука | 79,4 ± 0,3 | 18,7 ± 0,2 | 1,0 ± 0,3 | 1,3 ± 0,2 | 0,232 | 0,059 |
судак | 79,0 ± 0,4 | 19,0 ± 0,3 | 0,8 ± 0,3 | 1,1 ± 0,1 | 0,197 | 0,071 |
зубатка | 89,9 ± 0,3 | 7,7 ± 0,1 | 1,8 ± 0,1 | 0,6 ± 0,1 | 0,078 | 0,211 |
хек | 78,9 ± 0,2 | 17,6 ± 0,1 | 2,2 ± 0,1 | 1,1 ± 0,1 | 0,207 | 0,132 |
сом | 76,5 ± 0,2 | 17,4 ± 0,1 | 4,9 ± 0,2 | 1,2 ± 0,1 | 0,224 | 0,296 |
карп | 78,1 ± 0,2 | 16,4 ± 0,1 | 3,6 ± 0,4 | 1,3 ± 0,1 | 0,211 | 0,323 |
сазан | 76,4 ± 0,3 | 18,1 ± 0,2 | 4,6 ± 0,3 | 1,2 ± 0,1 | 0,244 | 0,288 |
горбуша | 71,6 ± 0,5 | 21,0 ± 0,3 | 7,2 ± 0,4 | 1,2 ± 0,2 | 0,292 | 0,333 |
По отношению к шкале ФАО/ВОЗ наиболее сбалансированы по аминокислотному составу фарши из минтая, судака, горбуши, сазана, щуки и карпа, характеризующиеся высокими коэффициентами рациональности RC и относительно низкими значениями показателя сопоставимой избыточности σ (табл. 2).
Использование фарша из трески и хека в рецептурах посчитали нецелесообразным с учетом низких значений коэффициентов рациональности (0,637 и 0,613) и высоких показателей сопоставимой избыточности (20,530 и 22,714). Соответственно наиболее высокие коэффициенты Фишера установлены в фарше из щуки и судака, но с учетом специфических вкусовых свойств щуки, а также наличия мелких межмышечных костей у мелкого судака от использования этих видов сырья для приготовления фарша также отказались.
Таблица 2
Параметры аминокислотной сбалансированности рыбного фарша
Содержание аминокислот, г/100 г белка* | C min | Коэффи-циент рациональности, RC | Показа- тель сопост. избыточ- ности, σ | Коэфи-циент Фишера | |||||||||
изо | лей | лиз | мет+ цис | фен+ тир | тре | трп | вал | Сумма | ед. | ||||
ФАО/ВОЗ | 4,00 | 7,00 | 5,50 | 3,50 | 6,00 | 4,00 | 1,00 | 5,00 | 36,00 | 1,00 | 1,000 | ||
сазан | 4,19 | 7,93 | 8,73 | 4,18 | 8,27 | 4,76 | 1,50 | 4,42 | 43,98 | 0,88 | 0,724 | 13,751 | 1,70 |
минтай | 3,68 | 7,78 | 8,21 | 4,48 | 7,32 | 3,84 | 1,31 | 4,65 | 41,27 | 0,92 | 0,803 | 8,859 | 1,87 |
хек | 2,80 | 7,20 | 9,40 | 5,10 | 6,10 | 3,80 | 1,30 | 5,40 | 41,10 | 0,70 | 0,613 | 22,714 | 2,08 |
горбуша | 4,46 | 8,15 | 9,60 | 3,83 | 6,85 | 5,30 | 1,02 | 5,85 | 45,06 | 1,09 | 0,726 | 13,567 | 1,08 |
щука | 5,09 | 7,59 | 8,79 | 4,30 | 6,40 | 4,29 | 1,00 | 5,29 | 42,75 | 1,00 | 0,842 | 6,750 | 2,43 |
судак | 5,09 | 7,59 | 8,79 | 4,30 | 6,40 | 4,29 | 1,00 | 5,29 | 42,75 | 1,00 | 0,842 | 6,750 | 2,43 |
карп | 3,12 | 6,67 | 7,17 | 3,70 | 5,94 | 3,50 | 1,50 | 6,88 | 38,48 | 0,78 | 0,730 | 13,333 | 2,24 |
треска | 4,38 | 8,13 | 9,38 | 6,88 | 8,75 | 5,63 | 1,31 | 5,62 | 50,08 | 1,10 | 0,637 | 20,530 | 0,83 |
*Справочные данные (Хим. состав..,1987)
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
