CC BY
70
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
11ТЕМА НОМЕРА^
УДК 637.071, 001.82
Научные походы к выбору
нетрадиционных
ингредиентов
для создания функциональных продуктов животного происхождения, в том числе органических
И. А. Макеева, д-р техн. наук, Н. С. Пряничникова, канд. техн. наук. Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности А. Н. Богатырев, д-р техн. наук, профессор
Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В. М. Горбатова
В последние годы аграрная политика страны была направлена на производство сырья и продуктов питания массового спроса в объемах, обеспечивающих внутреннее потребление населения продуктами высокого качества и биологической ценности, но по ценам, не превышающим цены на импортные продукты [1].
В основу устойчивой современной системы продовольственной политики страны закладывались рациональное использование сырья, разработка и совершенствование существующих технологий пищевых продуктов. Возросшие требования потребителей к качеству, составу, биологической ценности, стоимости готовой продукции побудили специалистов искать новые нетрадиционные пути решения возникающих технологических проблем, способствующие глубокой и полной переработке ресурсов животного происхождения, а также рентабельной и стабильной работе предприятия в рыночных условиях [2, 3]. В сложившихся условиях производители пошли по пути производства продуктов с заданными ценовыми и качественными показателями с учетом имеющихся сырьевых ресурсов и ингредиентов.
В последнее время на мясоперерабатывающих предприятиях широко применяется частичная замена основного сырья (говядины и свинины) мясом птицы после механической обвалки, свиной шкуркой, растительными, молочными и животными белками. Необходимость удешевления колбас привела к тому, что в рецептуре появляются новые ингредиенты и функциональные добавки (например, манная крупа, клетчатка, крах-малсодержащие вещества и др.) [4],
что приводит к снижению потребительских характеристик продуктов.
Следует отметить, что использование таких ингредиентов и функциональных добавок в рецептурах требует, возможно, определенных ограничений. Так, например, мясо птицы после механической обвалки имеет ограниченный срок хранения, что негативно сказывается на сроке годности продукта и снижает его товароведные показатели [5]. В молочной промышленности наблюдается та же тенденция удешевления продукции, когда для замены дорогого молочного жира в рецептурах применяют его заменитель немолочного происхождения, например, пальмовое масло.
Еще в 90-е годы проводились исследования по использованию нетрадиционного сельскохозяйственного сырья в технологии мясных изделий: исследовались качественные характеристики пшеничных зародышей, а в дальнейшем и пшеничных отрубей, рисовой, перловой и кукурузной крупы, а также соевых бобов и возможности их применения в технологии мясных полуфабрикатов (котлет, фрикаделек, пельменей) [6, 7];
изучалась возможность использования муки из бобов маша и клетчатки топинамбура в технологии производства мясных паштетов [8];
изучалась целесообразность совместной переработки животного и растительного сырья, например, применение бобовых культур (гороха, фасоли и чечевицы) для оптимизации функционально-технологических свойств и химического состава мясных рубленых полуфабрикатов [9];
опубликованы результаты по использованию жмыха кедрового
при производстве полукопченой колбасы из мяса кур-несушек механической обвалки с целью экономии белоксодержащего сырья и удешевления продуктов массового потребления [10];
известны работы с отрицательным результатом использования нетрадиционных ингредиентов, например, грибов Рейши и Корди-цепса [11]. Исследования показали, что имеющие высокие функциональные свойства грибы Рейши не подходят для производства колбасных изделий, так как при термической обработке появляется горький вкус и наблюдается темное окрашивание мясного фарша, что неестественно для колбасных изделий и требуется использование пищевого красителя.
Имеется много научных данных по применению пищевых волокон, например, морковной клетчатки, для повышения функционально-технологических свойств модельных фаршей для рубленых полуфабрикатов [12].
Есть сведения об использовании белково-жировой эмульсии на основе животного белка Саргетшт 95 и порошка из выжимок плодов крас-ноплодной рябины (ПКР) в производстве различных мясных изделий
[13], а также горохового изолированного белка взамен говядины высшего сорта в производстве вареных колбас
[14].
Из проведенного авторами анализа российского рынка нетрадиционных функциональных пищевых ингредиентов в молочной промышленности следует, что среди инновационных ингредиентов все большее значение как в пищевой индустрии, так и в формировании здорового образа жизни приобретают:
пищевые волокна, например, из цитрусовых (апельсина, лимона и грейпфрута), извлеченные из клеточных тканей высушенной мякоти и цедры без использования химических реагентов, а с помощью механической обработки - путем раскрытия и расширения структуры ячеек цитрусового волокна;
комплексные добавки-обогатители на основе различных пищевых волокон и белков: нерастворимая и растворимая клетчатка овса бета-глю-кан; растительные волокна семян льна (лигнаны) и оболочка семян подорожника;
биологически активной добавки на основе лактулозы (Д. В. Харитонов, И. А. Евдокимов), а также лакту-лозы и медовых экстрактов;
использование адаптогенов - растений, выдерживающих природные
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN FOOD PRODUCTION
суровые условия произрастания, например, ягеля, лишайников;
экстракты моркови и других овощей;
зерновые культуры, например, амарант;
биомассы топинамбура, клевера, люцерны, коровяка и других сеяных трав, которые являются практически неограниченным высокоурожайным возобновляемым сырьем с высоким содержанием белка, пищевых волокон, витаминов, флавоноидов, микроэлементов и прочих биологически активных (ценных) веществ (БАВ), а также крапивы двудомной, душицы обыкновенной и других видов трав;
арабиногалактан (полисахарид высших растений, получаемый из лиственницы сибирской) как источник пищевой клетчатки.
Необходимо принять во внимание тот факт, что в целом российский рынок функциональной молочной продукции далек от насыщения, а по некоторым видам только формируется. В условиях развивающегося рынка, дефицита сырья и производителей, способных производить безопасную и качественную продукцию, удержание планки высоких международных требований к качеству является нетривиальной задачей, поскольку не все производители и поставщики (в особенности собственники товарных знаков) способны соответствовать требованиям как законодательства РФ, так и международных стандартов.
Изучение опубликованных данных по применению нетрадиционных компонентов убедило авторов настоящей статьи в том, что нельзя забывать о необходимости на научной основе тщательно и углубленно изучать возможности использования нетрадиционных для промышленности компонентов. При этом следует не только уделять особое внимание изучению возможных проявлений негативных свойств компонентов, заменяющих основное сырье, но и искать пути их рационального и безопасного для здоровья населения страны использования.
В современной структуре питания функциональные пищевые продукты занимают промежуточное место между продуктами массового потребления и диетическими, т. е. специализированными, предназначенными для конкретных групп населения и преследующими определенные медицинские цели.
В международной практике функциональные продукты определяют как пищевые продукты массового потребления с измененным составом, но с традиционным вкусом,
характерным для определенных категорий продуктов, приносящие дополнительную пользу здоровью человека благодаря их обогащению витаминами, пищевыми волокнами, пробиотиками и пр., направленному на изменение состава.
В основе создания функциональных пищевых продуктов лежит модификация традиционных продуктов, обеспечивающая повышение содержания в них полезных ингредиентов до уровня, соотносимого с физиологическими нормами их потребления1.
Следует отметить, что согласно техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 021/ 2011 «О безопасности пищевой продукции», обогащенная пищевая продукция -продукция, в которую добавлены пищевые или биологически активные вещества или пробиотические микроорганизмы, не присутствующие в ней изначально, либо присутствующие в недостаточном количестве или утерянные в процессе производства.
При этом гарантированное изготовителем содержание каждого пищевого или биологически активного вещества, использованного для обогащения, доведено до регламентированного уровня. Максимальный уровень содержания пищевых или биологически активных веществ не должен превышать верхний безопасный уровень потребления при поступлении этих веществ из всех возможных источников.
Содержание каждого пищевого или биологически активного вещества в обогащенной пищевой продукции должно быть не менее 5% от уровня суточного потребления или разовой порции1.
Формы витаминов и виды солей минеральных веществ, которыми разрешено обогащать пищевые продукты, приведены в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
В условиях жесткой конкуренции на мировом рынке успешная реализация продукции зависит от степени ее новизны, качества и конкурентоспособности. Изобретательский уровень технических решений, на основе которых разрабатывается продукция, является одним из основных условий достижения высоких технико-экономических показателей, но еще не гарантирует эффективную реализацию товара. Требуется углубленный анализ конъюнктуры рынка посредством комплексного
1 МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации.
изучения патентной, научно-технической и экономической информации, в связи с чем авторы уделяют большое внимание этим исследованиям.
При создании функциональных продуктов представляется заведомо неверным применение нетрадиционных ингредиентов в качестве замены или экономии основного сырья, например, мясного или молочного. Речь идет о производстве именно молочных и мясных продуктов функционального назначения, где нетрадиционные ингредиенты используются в качестве обогатителей. Представляется экономически выгодным разработка межгосударственных стандартов (ГОСТ), а в некоторых случаях национальных (ГОСТ Р) стандартов вида технических условий на функциональные молочные и мясные продукты. Это позволит установить повышенные требования к основному сырью, функциональным компонентам (в том числе и нетрадиционным для рассматриваемых продуктов), а также ограничения по использованию растительных жиров и пищевых добавок, предъявлять к продуктам более высокие требования с точки зрения биологической ценности и потребительских характеристик (например, повышенное содержание белка в мясных и молочных продуктах, и т. д.).
В части функциональных продуктов особый интерес имеет рынок продукции органического производства животного происхождения - это качественно иной рынок продукции и услуг, гарантирующий потребителю более высокое качество и безопасность потребляемых товаров и содействующий поддержке и совершенствованию органических сельскохозяйственных систем в стране и охране окружающей среды на местном и глобальном уровнях.
Продукция органического производства - это продукция, произведенная с использованием технологий, как правило, из сырья, полученного без применения пестицидов и других средств защиты растений, химических удобрений, стимуляторов роста и откорма животных, антибиотиков, ветеринарных препаратов, гормонов, генно-модифицированных организмов, не подвергнутого обработке с использованием ионизирующего излучения. Органические продукты не содержат остатков химических удобрений, пестицидов, химических консервантов, улучшителей вкуса и цвета, генетически модифицированных ингредиентов, которые несут риски здоровью и качеству жизни населения. Витаминов, минералов
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
IITEMA HOMEPAI
и биологически активных веществ в них до 50% больше, чем в традиционных продуктах. Системы контроля качества и безопасности более жесткие. Независимые сертифицирующие организации проверяют отсутствие вредных химических веществ и генетически модифицированных организмов на всех этапах производства: от поля до прилавка. Гарантией безопасности и качества является сертификат и специальный знак на этикетке продукта2.
В этой связи при выборе обогащающих нетрадиционных ингредиентов для продуктов животного происхождения авторами предлагается на обсуждение методический подход, апробированный в молочной промышленности, в том числе и для органических молочных про-дуктов3. В основу разработки методологии выбора нетрадиционных функциональных пищевых ингредиентов (далее - ФПИ) заложена концепция, заключающаяся в применении комплексных патентных исследований при поиске безопасных отечественных и импортных ингредиентов; подборе эффективного ресурсосберегающего оборудования; современных технологий, направленных на минимизацию применения пищевых добавок, оптимизацию рецептур; проектировании полного технического наименования нового обогащенного продукта; разработке товарных знаков.
Таким образом, патентно-информационные исследования можно отнести к прикладным научно-исследовательским работам, которые должны проводиться в ходе разработки объектов хозяйственной деятельности, их производства, продажи, использования и т. д. В этом случае данные результаты будут отправной точкой в жизненном цикле разрабатываемого объекта. Если учитывать сложившуюся в настоящее время на российском рынке ситуацию, имея в виду импортозамещение, то комплексные патентные исследования с построением патентного ландшафта станут основой научного обоснования при создании таких функциональных продуктов животного происхождения, в том числе органических.
На основе научных исследований, проводимых в рамках выполнения
2 ГОСТ Р 56104-2014 «Продукты пищевые органические. Термины и определения»; ГОСТ Р 56508-2015 «Продукция органического производства. Правила производства, хранения, транспортирования».
3 Создать базу данных требований к производству органической продукции животного происхождения: отчет о НИР (заключ.) ; рук. И. А. Макеева; исполн.: Н.С. Прянич-никова [и др.]. - М., 2015. - 167 с.
государственного задания, авторами разработан комплекс системообразующих элементов методологической системы проектирования пищевых продуктов с нетрадиционными функциональными ингредиентами в технологиях продуктов из сырья животного происхождения, в том числе органических. Он включает:
1. Построение патентного ландшафта (Ра1еп1:1апСБсар1пд) разрабатываемой технологии, визуализация его результатов, способствующая пониманию, а также определенным выводам или рекомендациям, основанным на эмпирическом материале, полученном в ходе поиска и анализа.
2. Анализ рынка функциональных пищевых продуктов и ФПИ, в т. ч. анализ условий беспрепятственной реализации пищевой продукции на рынке и исключение нарушения прав третьих лиц, владеющих патентами, действующими на территории РФ.
3. Социологический опрос потребителей функциональной пищевой продукции на предмет выявления перспективного для современного рынка объекта, включающий разработку анкет, выявление целевого потребителя и анализ собранной информации.
4. Анализ особенностей системы технического регулирования обогащенной продукции. Систематизация регламентированных требований к разрабатываемому объекту (безопасности, биологической ценности и др.).
5. Разработка маркетинговой стратегии для подтверждения перспективности выбранного направления деятельности.
6. Разработка методики выбора ФПИ для производства продукции.
7. Классификация и уточнение современной технической терминологии функциональных продуктов, в данном случае продуктов животного происхождения.
8. Разработка технологии современного функционального продукта, включающая в себя следующие задачи:
■ изучение состава и свойств ФПИ;
■ обоснование выбора композиционной смеси;
■ определение дозы и этапа внесения ФПИ в композиционную смесь;
■ исследование комплексного влияния технологических факторов и ингредиентов на формирование продукта;
■ определение рациональных технологических параметров производства;
■ разработка технической документации;
■ оценка физиологической ценности и экономической эффективности от внедрения и реализации разработанных технологических решений.
9. Комплекс управленческих мероприятий, направленных на содействие предприятию в организации его деятельности:
- система прослеживаемости продукции;
- методика оценки рисков при производстве продукции;
- методика проектирования информации для потребителя и ее практическое применение.
Следует отметить, что в настоящее время ведутся научно-исследовательские работы по изучению всех перечисленных элементов. В будущем при условии разработки всех элементов комплекса методологическую систему выбора нетрадиционных функциональных ингредиентов в технологии обогащенных мясных и молочных продуктов можно будет применять и в других отраслях пищевой промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гиро, T. M. Оптимизация рецептур сыровяленых колбас из барани-ны/T. M. Гиро, Н. А. Буттаева // Мясная индустрия. - 2010. - № 4. - С. 20-22.
2. Нестеренко, A.A. Инновационные технологии в производстве колбасной продукции/A. A. Нестеренко [и др.]. -Saarbrücken: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 165 с.
3. Красуля, O. Н. Оптимизация рецептур колбасных изделий в условиях реального времени/O. Н. Красуля [и др.] // Мясная индустрия. - 2009. - № 3. -С. 9-12.
4. Kenijz N. V. Tehnologija zamorozhennyh polufabrikatov s primeneniem krioprotektorov/N. V. Kenijz, N. V. Sokol. - Saarbrjukken: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 129 p.
5. Акопян, К. В. Формирование аромата и вкуса сырокопченых колбас/К. В. Акопян, A. A. Нестеренко // Молодой учёный. - 2014. - № 7. - С. 93-95.
6. Титов, Е. И. Нетрадиционное сельскохозяйственное сырье в технологии мясных полуфабрикатов/ Е. И. Титов [и др.] // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 1994. - № 1-2. - С. 29-32.
7. Рогов, И. А. Пищевые продукты нового поколения/И. А. Рогов [и др.] // Известия вузов. Пищевая технология. -1995. - № 1-2. - С. 59-61.
8. Пащенко, Л. П. Функциональные пищевые продукты на основе пищевой комбинаторики/Л. П. Пащенко [и др.] // Известия вузов. Пищевая технология. - 2012. - № 2-3. -С. 84-87.
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN FOOD PRODUCTION
9. Самченко, О. Н. Бобовые культуры: перспективы использования для оптимизации химического состава мясных полуфабрикатов/О. Н. Самченко // Наука и современность. - 2014. - С. 172-176.
10. Мотовилов, О. Г. Использование кедрового жмыха в технологии колбасных изделий из мяса кур механической обвалки: оценка качества/О. К. Мотовилов [и др.] // Новые технологии. -2010. - № 4. - С. 38-41.
11. Текутьева, Л. А. Использование нетрадиционных ингредиентов для про-
изводства колбасных изделий/Л. А. Текутьева [и др.] // Технические науки -от теории к практике: сборник статей по материалам XXV международной научно-практической конференции. -Новосибирск: СибАК, № 8 (21): 2013. -С. 108-113.
12. Курчаева, Е. Е. Использование пищевых волокон в технологии рубленых полуфабрикатов/ Е. Е. Курчаева [и др.] // Международный журнал экспериментального образования. - 2013. -№ 11. - С. 141-143.
13. Курчаева, Е. Е. Использование растительного и животного сырья в производстве мясных изделий функционального назначения/ Е. Е. Курчаева, С. В. Кицук // Известия вузов. Пищевая технология. - 2012. - № 2-3. -С. 55-58.
14. Магзумова, Н. В. Совершенствование технологии производства вареных колбас с применением растительных бел-ков/Н. В. Магзумова // Известия вузов. Пищевая технология. - 2012. - № 2Ц3. -С. 58-60.
Научные походы к выбору нетрадиционных ингредиентов для создания функциональных продуктов животного происхождения, в том числе органических
Ключевые слова
методический подход; молочный продукт; мясные изделия; нетрадиционные ингредиенты; органический продукт; сырье; функциональный продукт
Реферат
В статье приведены результаты исследований российского рынка нетрадиционных для мясной и молочной промышленности ингредиентов посредством комплексного изучения патентной, научно-технической и экономической информации. Цель работы - поиск новых, качественных и конкурентоспособных ингредиентов для производства молочных и мясных продуктов функционального назначения. Определено, что широкое применение в производстве мясных изделий растительных и животных белков связано прежде всего с необходимостью их удешевления. Аналогичная ситуация наблюдается и при производстве молочных продуктов, в которых идет замена молочного жира жирами растительного происхождения. Выявлено, что такая тенденция приводит к существенному снижению потребительских свойств мясных и молочных изделий. Нетрадиционные ингредиенты, являющиеся объектом исследования, рассматривались с точки зрения использования их в качестве обогатителей, не меняющих пищевкусовые свойства продуктов. Особое внимание в работе было уделено развивающемуся рынку продукции органического производства животного происхождения, как качественно иному направлению, содействующему поддержке и совершенствованию органических сельскохозяйственных систем в стране и охране окружающей среды на местном и глобальном уровнях. При выборе обогащающих нетрадиционных ингредиентов авторы предлагают методический подход, апробированный в молочной промышленности, в том числе для органических молочных продуктов. В основу разработки методологии выбора таких ингредиентов была положена концепция, включающая применение комплексных патентных исследований, подбор оптимального оборудования и современных технологий. При этом подчеркнута важность минимизации применения пищевых добавок и оптимизации рецептур, а также проектирования наименований новых обогащенных продуктов и разработки товарных знаков. Авторы предлагают комплекс системообразующих элементов методологической системы проектирования пищевых продуктов с нетрадиционными функциональными ингредиентами в технологиях продуктов из сырья животного происхождения. Работы в целом направлены на реализацию аграрной политики государства в части разработки высококачественных и биологически ценных продуктов питания, доступных для всех слоев населения и обеспечивающих потребности внутреннего рынка. Перспективность и целесообразность выбранного направления деятельности основана на разработанной маркетинговой стратегии.
Авторы
Макеева Ирина Андреевнба, д-р техн. наук, Пряничникова Наталия Сергеевна, канд. техн. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности, 115093, Москва, ул. Люсиновская, д. 35, корп. 7, [email protected]
Богатырев Андрей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В. М. Горбатова, 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26, [email protected]
Scientific approaches to the choice of some non-traditional ingredients in the process of creating functional products of animal origin, including organic
Key words
functional product; non-traditional ingredients; dairy product; meat products; raw materials; methodical approach; organic product
Abstracts
In article results of researches of the russian market of non-traditional ingredients for meat and dairy industry through a comprehensive study of patent and scientific technical, economic information. The work aimed at finding new, high quality and competitive ingredients for the production dairy and meat products of functional purpose. Has been determined that wide application in the production of meat products of vegetal and animal protein is associated primarily with the need to reduce the cost of them. A similar situation is observed in the production of dairy products in which milk fat replacement by vegetal fats. Revealed that such a tendency leads to a significant reduction of consumer properties of meat and dairy products. Non-traditional ingredients, which are the object of research was considered from the point of view of using them as an enriches, not changing the properties of food products. Particular attention is paid to developing the market for organic animal products, as a qualitatively different direction, guaranteeing the consumer a higher quality and safety of food consumed, promoting and supporting the improvement of organic agricultural systems in the country and protecting the environment at local and global levels. When choosing a non-traditional ingredients, enriching the authors propose a methodical approach, tested in the dairy industry, including organic milk products. The basis for the development of the methodology of the selection of ingredients was based on the concept, including the use of integrated patent research, selection of the best equipment and modern technology. At the same time it is very important to point out that you need to minimize the appliance the food supplements and optimize the variety of receipts, while this process it is vital important to created new titles implied in new products and designing of trademarks. The authors suggest a complex of basic elements of methodological framework of food products with non-traditional functional ingredients in technology of products from animal raw materials. The works are generally aimed at the implementation of the agrarian policy of the state in terms of the development of high-quality and biologically valuable food products available to all segments of the population and to ensure the internal market. The prospect and feasibility of selected activities based on the developed marketing strategy.
Authors
Makeeva Irina Andreevna, Doctor of Technical Science, Pryanichnikova Nataliya Sergeevna, Candidate of Technical Science, All-Russian Scientific Research Institute of the Dairy Industry, 35, bldg. 7, Lyusinovskaya St., Moscow, 115093, [email protected] Bogatyryov Andrey Nikolaevich, Doctor of Technical Science, Professor, Gorbatov's All-Russian Research Institute of Meat Industry, 26, Nalalikhina St., Moscow, 109316, [email protected]
